TUGASELEKTONIKA ANALOG Power Supply
Disusun Oleh: ESKANESIARI L2F008116
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
2010
POWER SUPPLY
1. PengertianPower supply adalah sebuah alat atau sistem yang
berfungsi untuk menyalurkan listrik atau bentuk energi jenis apapun
pada beban atau sekelompok beban. Power supply sering digunakan
untuk menyalurkan energi listrik, dan beberapa digunakan pada mesin
mesin listrik. Power supply dapat digunakan sebagai pengganti
sumber tenaga listrik baik sebagai sumber utama atau cadangan,
seperti : Mengubah bentuk listrik dari sumber ke bentuk tegangan
yang diinginkan. Biasanya digunakan untu mengubah sumber AC 120
atau 240 volt ke tegangan DC yang lebih rendah untuk digunakan pada
peralatan elektronik. Pengganti battery. Generator atau
alternator.
2. Prinsip Kerja Power supplyA. Power suplai DC Power supply DC
memiliki rangkaian utama yang disebut dengan Rectifier (penyearah),
yang berfungsi untuk mengubah sinyal AC menjadi DC, ada 4 jenis
rectifier yang digunakan diantaranya : 1. Penyerarah setengah
gelombang tak terkendali (Half Wave Uncontrolled Rectifier)
Pada penyearah tipe ini gelombang sinus pada sumber hanya
dilewatkan separuh saja yaitu pada saat anoda dioda mendapat sinyal
positif, namun jika sinyal yang diterima anoda negatif maka dioda
akan off. Hal ini dikarenakan dioda hanya akan aktif jika anodanya
lebih positif dari katoda. Dapat dilihat pada sinyal keluaran dari
dioda tersebut, dari 0 adalah sinyal positif yang telah dilewatkan
oleh dioda sedangkan dari 2 sinyal tersebut berada pada 0
a. Rangkaian penyearah
b. Bentuk gelombang
Gambar 3. Penyearah setengah gelombang tidak terkendali
2. Penyerah gelombang penuh tak terkendali (Full Wave
Uncontrolled Rectifier) Pada penyearah tipe ini gelombang keluaran
lebih sempurna namun tentu saja masih terdapat riak (ripple).
Prinsip kerja rangkaian ini adalah pada setengah siklus positif
pertama dioda 1 (D1) akan akif dan melewatkan sinyal tersebut,
sedangkan dioda 2 (D2) akan aktif pada saat setengah sinyal kedua,
sehingga dioda bekerja secara bergantian. Pada gambar 4b setengah
gelombang dari 0 dilewatkan oleh D1 sedangkan D2 bekerja pada saati
- 2.
a. Rangkaian penyearah
b. Bentuk gelombang Gambar 4. Penyearah gelombang penuh tak
terkendali
3. Penyearah setengah gelombang Rectifier)
terkendali (Half Wave controlled
Penyearah tipe ini mengguankan Thyristor (SCR) sebagai komponen
penyearahnya. Pada penyearah ini tegangan rata rata dan rms nya
dapat diatur dengan cara mengatur nilai / sudut penyalaan SCR.
Prinsip kerja SCR menyerupai dioda yaitu akan melewatkan arus jika
anoda lebih positif dari katoda namun itu berlaku jika gate pada
SCR mendapatkan arus yang cukup untuk mentriger sebesar .
a. Rangkaian penyerah
b. Bentuk gelombang Gambar 5. Penyearah setengah gelombang
terkendali
4. Penyerah gelombang penuh terkendali (Full Wave controlled
Rectifier) Seperti halnya penyearah setengah gelombang terkendali
penyearah jenis ini juga meggunakan SCR sebagai komponen
penyearahnya dan juga menggunakan sebuah rangkaian tambahan untuk
mengontrol besaran sudut penyalaan SCR tersebut.
a. Rangkaian penyearah
b. Bentuk gelombang
Gambar 5. Penyearah gelombang penuh terkendali
B. Power supply AC Power suplai AC umumnya digunakan sebagai
sumber cadangan atau biasa disebut Uninterruptible Power Supply
(UPS). Ada 2 jenis konfigurasi UPS; normally supply from the AC
main supply dan normally connected to inverter.
Gambar 6. Konfigurasi UPS
Tipe baterai yang digunakan umumnya Nickel Cadmium atau lead
acid. Power supply AC dikategorikan atas 3 tipe yaitu : 1. Switched
Mode AC Power Supply Pada bagian input dioperasian oleh PWM pada
frekuensi tinggi untuk mengurangi ukuran dari transformator dan
terdapat folter DC pada bagian input dari output inverter
Gambar 7. Switched Mode AC Power Supply
2. Resonant AC Power Supply Pada bagian input dari gambar 7.
ditambahkan sebuah inductor untuk menghasilkan resonansi pada
inverter. Bagian output inverter dioperasikan dengan PWM yang akan
mengontrol ferkuendi output.
Gambar 8. Resonant AC Power Supply 3. Bidirectional AC Power
Supply Penyearah diode pada output inverter dapat
dikombinasikan
cycloconverter (AC AC Converter) dengan saklar bidirectional,
yang berfungsi untuk mengontrol daya arus yang akan
dikeluarkan.
Gambar 9. Bidirectional AC Power Supply
3. Jenis Jenis Power Supply1. Power supply linear Pada umumnya
power supply linear menggunakan transformator untuk mengubah
tegangan input yang tinggi (primer trafo) ke tegangan output yang
rendah (sekunder trafo). Jika ingin menghasilkan tegangan DC
digunakanlah sebuah rectifier. Sebuah kapasitor digunakan untuk
meratakan gelombang arus pada rectifier, perbandingan antara
tegangan DC yang keluar dengan tegangan AC yang ikut serta pada
hasil outputnya disebut dengan riak (ripple). Frekuensi gelombang
ini tergantung pada ferkuensi gelombang AC pada input (contoh; 50
Hz, 60 Hz). Tegangan DC yang dihasilkan oleh power supply tanpa
pengaturan (unregulated power supply) bergantung pada jenis beban
yang digunakan dan variasi tegangan input AC. Pada peralatan
elektronik yang penting
pengguanaan regulator linier akan mengunakan stabilize dan
pengturan tegangan. Regulator seperti in akan secara langsung
mengurangi riak dan noise pada keluaran arus DC. Power supply
linear yang dapat diatur ini biasanya digunakan pada laboratorium
dan tempat tempat servis peralatan elektronik. Sebagai contoh;
pengujian pada sebuah rangkaian memerlukan tegangan input 30 volt
dan arus 5 amper maka power supply tersebut diatrur sesuai dengan
tegangan kerja rangkaian yang akam diuji.
Gambar 1. Power supply linear
2. Penyalur tegangan AC/ DC Penyuplai daya dalam bentuk tegangan
DC hanya terdapat pada beberapa daerah tertentu, kebanyakan daerah
masih menyuplai daya dalam bentuk tegangan AC. Suplai daya dalam
bentuk tegangan DC lebih sederhana, murah, dan lebih linier dari
pada suplai dalam bentuk tegangan AC, dan tanpa perlu meggunakan
trafo distribusi. Mereka menggunakan penyearah (rectifier) dan
kapasitor filter, keluaran dari rectifier tersebut disalurkan
langsung melalui konduktor menuju beban, suplai DC ini tidak
memiliki gangguan gangguan sesaat seperti pada sumber AC
3. Power supply saklar otomatis (Switched-mode power supply)
Power supply jenis ini memiliki prinsip kerja yang berbeda dengan
power supply yang lain, dimana tegangan AC input langsung
diserahkan
(diubah menjadi DC) tanpa melalui transformator. Tegangan
tersebut dibagi menjadi beberapa bagian dengan saklar elektronik.
Frekuensi dan tegangan input yang tinggi pada tahap pertama
dilewatkan oleh beberapa transformator step down yang akan
berfungsi sebagai power supply linear. Setelah melewati
transformator kedua sinyal AC kembali diubah menjadi sinyal DC oleh
rectifier. Untuk menjaga agar tegangan output tetap konstan, power
supply membutuhkan sebuah umpan balik (feedback) untuk mengontrol
tegangan outputnya. Biasanya power supply jenis ini dipakai pada
komputer untuk
memberikan daya yang dibutuhkan oleh peripheral komputer. Faktor
daya menjadi sebuah perhatian oleh pabrikan komputer hal ini
dikarenakan power supply sebelummya menghasikan sinyal harmonic dan
juga faktor daya yang yang buruk. Namun beberapa tahun belakangan
ini pihak produsen power supply komputer berusaha untuk memperbaiki
factor daya tersebut.
Gambar 2. Switched-mode power supply
4. Uninterruptible power supply (UPS) UPS memiliki dua atau
lebih sumber daya yang bekerja secara simultan. Secara umum
digunakan tegangan AC sebagai sumber utama, sementara itu tegangan
pada baterai akan diisiulang. Jika terjadi gangguan pada sumber
utama, secara langsung baterai akan menggantikan sumber utama
sehingga kinerja dari beban tidak terganggu. Hal seperti itu hanya
bisa terjadi jika daya pada baterai mencukupi. Ada 5 jenis UPS
diantaranya : 1. Standby UPS 2. Line Interactive 3. Standby-Ferro
4. Double Conversion On-Line 5. Delta Conversion On-Line 1. Standby
UPS Standby UPS umumnya digunakan pada personal computer (PC). Blok
diagramnya dapat dilihat pada gambar 1, sebuah saklar (transfer
switch) digunakan untuk memilih tegangan masukan AC dari sumber
utama dan baterai/inverter sebagai backup jika sumber utama terjadi
gangguan. Jika gangguan terjadi transfer switch akan bekerja
memilih tegangan sumber yang akan masuk kebeban.
Gambar 1. Stanby UPS 2. Line Interactive UPS jenis ini digunakan
pada server dimana baterai/inverter selalu terhubung dengan output
UPS, inverter akan bekerja terbalik selama arus sumber normal yaitu
sebagai pengisi baterai. Jika terjadi gangguan transfer switch akan
terbuka dan arus akan mengalir dari baterai ke output UPS, dengan
terdapatnya inverter yang terhubung pada output ini bias menjadi
sebuah filter tambahan pada UPS tersebut.
Gambar 2. Line Interactive UPS
3. Standby-Ferro UPS tipe ini memiliki rating 3-15 KVA dan
memiliki transformator dengan 3 buah lilitan, salah satu lilitan
primernya terhubung dengan sumber utama dan yang satunya tehubung
dengan rangkaian invereter (baterai) sedangkan lilitan sekunder
terhubug kebeban. Jika terjadi gangguan pada sumber utama transfer
switch akan terbuka dan baterai menggantikan sebagai sumber utama.
Dan selama sumber utama yang mensuplai tidak terjadi gangguan,
inverter (baterai) akan standby.
Penerapan inverter ini biasanya pada modem computer server yang
membutuhkan input berupa gelombang sinusoidal murni.
Gambar 3. Standby Ferro UPS
4. Double Conversion On-Line UPS dengan rating diatas 10 KVA ini
mengguanakan rangkaian inverter sebagai sumber utamanya dimana
sumber AC pada jala jala disearahkan dengan rectifier dan kemudian
diubah kembali menjadi tegangan AC oleh inverter. Pada UPS ini
tidak digunakan transfer switch karena baterai akan langsung
menjadi sumber utama jika terjadi gangguan dan tidak memerlukan
waktu untuk transfer dari sumber utama ke sumber cadangan
(baterai)
Gambar 4. Double Conversion On-Line
5. Delta Conversion On-Line Delta Conversion On-Line memiliki
rating kerja 5 KVA 1,6 MW. Pada UPS ini digunakan sebuah
tansformator yang terminal inputnya terhubung delta (). Prinsip
kerjanya sama dengan double conversion online yaitu menggunakan
rangkaian inverter sebagai sumber utama dan rangkaian rectifier
sebagai penyearah dan pengisi ulang baterai yang akan berfungsi
sebagai tenaga cadangan dari UPS tersebut.
Gambar 5. Delta Conversion On-Line
DAFTAR REFERENSIwww.apc . com, Diakses 25 Desember 2008,
04:32:20 PM www.wikipedia.org , Diakses 26 November 2008, 09:45:48
PM
