9
PENDAHULUAN Elektronika daya adalah ilmu dalam sistem kelistrikan untuk konversi daya listrik. Elda menghubungkan ilmu Teknik Tenaga (Power), Ilmu Kendali (Control), dan Ilmu elektronika. Ilmu elektronika daya didasarkan menggunakan pensaklaran (switching) komponen (device ) semikonduktor. Aplikasi elektronika daya dengan mudah dapat dilihat dari tempat-tempat yang cukup penting dari teknologi modern dan sekarang digunakan dalam begitu banyak variasi produk-produk daya tinggi, mencakup pengendalian suhu, pengontrolan pencahayaan, pengendalian motor, catu daya sistem propulsi dan sistem-sistem High-Voltage- Direct-Current (HVDC) (arus langsung tegangan tinggi) Sejarah elektronika daya dimulai dengan memperkenalkan penye-arah busur air raksa dalam tahun 1900. Kemudian secara bertahap hingga tahun 1950 diperkenalkan penyearah tangki logam ( metal tank rectifier ), penyearah tabung vakum, ignitron, phanatron, dan thyratron. Revolusi elektronika pertama kali dimulai tahun 1948 dengan penemuan transistor silikon pada Bell Telephone Laboratories oleh Bardeen, Brattain, dan Schockley. Perkembangan berikutnya, dalam tahun 1956, juga dari Bell Telephone Laboratories : penemuan pentriger transistor PNPN yang disebut tiristor atau silicon controlled rectifier (SCR). Revolusi elektronika yang kedua dimulai tahun 1968 dengan pengembangan tiristor komersial oleh General Electric Company, yang merupakan era baru dari elektronika daya. Sejak itu, telah diperkenalkan berbagai jenis peralatan elektronika daya dan teknik konversi. Revolusi elektronika daya memberikan kepada kita kemampuan untuk membentuk dan

Elektronika daya

  • Upload
    ana-t-w

  • View
    215

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Elektronika daya lengkap

Citation preview

PENDAHULUAN

Elektronika daya adalah ilmu dalam sistem kelistrikan untuk konversi daya listrik. Elda menghubungkan ilmu Teknik Tenaga(Power),Ilmu Kendali(Control),dan Ilmu elektronika. Ilmu elektronika daya didasarkan menggunakan pensaklaran(switching) komponen(device) semikonduktor. Aplikasi elektronika daya dengan mudah dapat dilihat dari tempat-tempat yang cukup penting dari teknologi modern dan sekarang digunakan dalam begitu banyak variasi produk-produk daya tinggi, mencakup pengendalian suhu, pengontrolan pencahayaan, pengendalian motor, catu daya sistem propulsi dan sistem-sistemHigh-Voltage-Direct-Current(HVDC)(arus langsung tegangan tinggi)

Sejarah elektronika daya dimulai dengan memperkenalkan penye-arah busur air raksa dalam tahun 1900. Kemudian secara bertahap hingga tahun 1950 diperkenalkan penyearah tangki logam (metal tank rectifier), penyearah tabung vakum, ignitron, phanatron, dan thyratron. Revolusi elektronika pertama kali dimulai tahun 1948 dengan penemuan transistor silikon pada Bell Telephone Laboratories oleh Bardeen, Brattain, dan Schockley. Perkembangan berikutnya, dalam tahun 1956, juga dari Bell Telephone Laboratories : penemuan pentriger transistor PNPN yang disebut tiristor atau silicon controlled rectifier (SCR). Revolusi elektronika yang kedua dimulai tahun 1968 dengan pengembangan tiristor komersial oleh General Electric Company, yang merupakan era baru dari elektronika daya. Sejak itu, telah diperkenalkan berbagai jenis peralatan elektronika daya dan teknik konversi. Revolusi elektronika daya memberikan kepada kita kemampuan untuk membentuk dan mengontrol sejumlah besar daya dengan peningkatan efisiensi. Sekarang banyak aplikasi potensial elektronika daya telah berkembang dengan pesat dan cendrung akan terus meningkat.

Sejak tahun 1970, telah dikembangkan berbagai jenis peralatan semikonduktor daya dan telah diproduksi secara komersial. Gambar pada halaman 7 menunjukkan klasifikasi semikonduktor daya, yang dibuat dari silikon atau dari karbida silikon. Peralatan dari karbida silikon masih dalam pengembangan. Kebanyakan peralatan dibuat dari bahan silikon. Semikonduktor daya dapat dibagi secara umum menjadi tiga jenis, yaitu :

power diodes

transistors

thyristors

Peralatan ini sering juga dibagi menjadi lima jenis, yaitu :

power diodes

thyristors

power bipolar junction transistors (BJTs )

power metal oxide semiconductor field-effect transistors MOSFETs

Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) & static induction transistors (SITs)

Karakteristik V I dan simbol dari beberapa peralatan daya :

Untuk kontrol ektronika daya atau pengkondisian daya, diperlukan konversi dari satu elektronika daya ke elektronika daya yang lain dan karakteristik pensaklaran peralatan daya yang sesuai untuk konversi tersebut.

Rangkaian ektronika daya dapat diklasifikasikan dalam enam jenis, yaitu :

Penyearah diode

Konverter ac-dc (penyearah terkontrol)

Konverter ac-ac (pengontrol tegangan ac)

Konverter dc-dc (dc choppers)

Konverter dc-ac (inverter)

Saklar static

1. Penyearah diode. Rangkaian penyearah diode digunakan untuk menkonversikan tergangan ac ke tegangan dc yang tetap. Tegangan masukan dapat berupa fase-tunggal atau tiga-fase. Gambar di bawah ini adalah rangkaian penyearah diode untuk masukan fase tunggal.

2. Konverter ac-dc. Gambar rangkaian di bawah ini menunjukkan sebuah konverter fase-tunggal yang menggunakan dua buah tiristor komutasi. Nilai rata-rata dari tegangan keluaran vo dapat dikontrol dengan berbagai waktu konduksi atau sudut tunda pengapian, . Masukan dapat berupa sumber tegangan fase-tunggal atau tiga-fase. Konverter ini juga dikenal sebagai penyearah terkontrol (controlled rectifiers).

3. Konverter ac-ac. Konverter ini digunakan untuk mendapatkan tegangan keluaran ac variabel vo dari sumber ac tertentu dan suatu konverter fase-tunggal dengan sebuah TRIAC seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Tegangan keluaran dapat dikontrol dengan berbagai waktu konduksi TRIAC atau sudut tunda pengapian, . Konverter ini juga dikenal sebagai pengontrol tegangan ac (ac voltage controllers).

4. Konverter dc-dc. Konverter dc-dc juga dikenal sebagai chopper atau regulator pensaklaran (switching regulator) dan chopper transistor seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Tega-ngan keluaran rata-rata vo dikontrol dengan berbagai waktu konduksi t, transistor Q1. Jika T adalah periode chopping, maka t1 = T. disebut siklus kerja (duty cycle) chopper tersebut.

5. Konverter dc-ac. Konverter dc-ac juga dikenal sebagai inverter. Suatu inverter transistor fase-tunggal ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Jika transistor M1 dan M2 menghantar setengah periode dan M3 dan M4 menghantar setengah periode yang lain, maka tegangan keluarannya akan berbentuk tegangan bolak-balik. Tegangan keluaran dapat dikontrol dengan berbagai waktu konduksi transistor,

6. Saklar statik. Karena peralatan daya dapat dioperasikan sebagai saklar statik atau kontaktor, maka suplai ke saklar-saklar ini dapat berupa ac atau dc dan saklar ini disebut saklar statik ac atau saklar dc.

Beberapa peralatan konversi sering dihubungkan kaskade untuk menghasilkan keluaran yang diinginkan. Gambar di bawah ini adalah blok diagram sebuah suplai daya tanpa intrupsi (unintrrup-tible power supply, UPS). Sumber utama 1 mensuplai tegangan ac normal untuk dibebani melalui hubungan statik. Konverter ac-dc mengisi (charge) baterai yang tersedia dari sumber utama 2. Konverter dc-ac mensuplai daya emergensi ke beban melalui sebuah transformer isolasi. Sumber utama 1 dan sumber utama 2 pada umumnya dihubungkan dengan suplai ac yang sama.