Penyearah (Rectifier)
Salam
Electrical Engineer, Apa kabar ? senang berjumpa kembali di blog Electro
Zone ini. Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi mengenai
Rectifier, dimana Rectifier
adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-balik (AC)
menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Untuk lebih jelasnya silahkan
simak penjelasanya di bawah ini.
Pengertian Rectifier
Rectifier
adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-balik (AC)
menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Gelombang AC yang berbentuk
gelombang sinus hanya dapat dilihat dengan alat ukur CRO. Rangkaian
rectifier banyak menggunakan transformator step down yang digunakan
untuk menurunkan tegangan sesuai dengan perbandingan transformasi
transformator yang digunakan. Penyearah dibedakan menjadi 2 jenis,
penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh, sedangkan
untuk penyearah gelombang penuh dibedakan menjadi penyearah gelombang
penuh dengan center tap (CT), dan penyearah gelombang penuh dengan
menggunakan dioda bridge.
 |
| Rectifier |
Rectifier
merupakan peralatan elektronika yang digunakan untuk mengubah tegangan
listrik AC menjadi DC. Rectifer dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu ;
Rectifier setengah gelombang dan rectifier gelombang penuh, sedangkan
rectifier gelombang penuh masih dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu
Rectifier gelombang penuh dengan menggunakan CT, dan Rectifier gelombang
penuh dengan menggunakan jembatan dioda. Rectifier dapat digunakan
untuk keperluan catu daya pada rangkaian elektronika seperti ; HT (handy
talky), televisi, Pesawat radio CB (Cityzen Band), dan lain-lain.
Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu
power supply yaitu, penurun tegangan (transformer), penyearah gelombang /
rectifier (diode) dan filter (kapasitor) yang digambarkan dalam blok diagram
berikut.
1. Penyearah Setengah Gelombang
Penyearah setengah
gelombang merupakan rangkaian penyearah yang paling sederhana, yaitu yang
terdiri dari satu dioda. Gambar 1 menunjukkan rangkaian penyearah setengah
gelombang. Rangkaian penyearah setengah gelombang memperoleh masukan dari sekunder
trafo yang berupa tegangan berbentuk sinus, vi = Vm Sin wt (gambar 1 (b)).
Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa
diukur dengan CRO, sedangkan harga yang tercantum pada sekunder trafo merupakan
tegangan efektif yang dapat diukur dengan menggunakan volt meter. Hubungan
antara tegangan puncak Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms.
 |
| Half Wave rectifier |
Prinsip kerja
penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus
positif maka dioda mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL),
dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatif maka dioda mendapat bias
mundur sehingga tidak mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan input (vi)
ditunjukkan pada (b) dan arus beban (i) pada (c) dari gambar 1.
Resistansi dioda pada
saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf, yang umumnya nilainya lebih kecil dari
RL. Pada saat dioda OFF (mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau
dalam pembahasan ini dianggap tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak
mengalir atau i = 0. Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c)
bentuknya arus searah (satu arah) yang harga rataratanya tidak sama dengan nol
seperti pada arus bolak-balik.
Dalam perencanaan
rangkaian penyearah, hal penting untuk diketahui adalah harga tegangan maksimum
yang diijinkan terhadap dioda. Tegangan maksimum ini sering disebut PIV (peak-
nverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena pada saat diode
mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan
dari sekunder trafo berada pada dioda.
Formulasi yang digunakan pada penyearah setengah gelombang sebagai berikut:
Gambar di bawah menunjukkan
rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT. Terminal
sekunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tetapi
fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini
masing- masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1 mendapat sinyal
siklus positip maka D2 mendapat sinyal siklus negatip, dan sebaliknya.
Dengan demikian, D1
dan D2 hidupnya bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati
tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah. Rangkaian
penyearah gelombang penuh ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah
gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus.
Tegangan puncak
inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar 2Vm. Pada saat siklus positiF,
dimana D1 sedang hidup (ON) dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang
berada pada diode D2 yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan
sekunder trafo.
3. Penyearah Gelombang Penuh Sistem
Jembatan
Prinsip kerja
rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui
gambar 3. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan positip dari siklus sinyal
ac, maka :
·
D1 dan D3 hidup
(ON), karena mendapat bias maju
·
D2 dan D4 mati
(OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i1 mengalir melalui D1,
RL, dan D3.
Apabila jembatan
memperoleh siklus negatif, maka :
·
D2 dan D4 hidup
(ON), karena mendapat bias maju
·
D1 dan D3 mati
(OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i2 mengalir melalui D2,
RL, dan D4.
Dengan demikian, arus
yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua arus i1 dan i2.
Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah gelombang
penuh dengan trafo CT, yaitu:
Idc = 2Im/p =
0.636 Im
4. Penyearah Dilengkapi Filter Kapasitor
Agar tegangan penyearahan gelombang AC lebih rata dan menjadi tegangan
DC maka dipasang filter kapasitor pada bagian output rangkaian penyearah
seperti terlihat pada gambar berikut.
Fungsi kapasitor pada rangkaian diatas untuk menekan riple
yang terjadi dari proses penyearahan gelombang AC. Setelah dipasang filter
kapasitor maka output dari rangkaian penyearah gelombang penuh ini akan menjadi
tegangan DC (Direct Current) yang dpat diformulasikan sebagai berikut :
Kemudian
untuk nilai riple tegangan yag ada dapat dirumuskan sebagai berikut :
5. Rangkaian Rectifier Teregulasi
Tujuan dari penggunaan
rectifier yang teregulasi adalah untuk mendapatkan tegangan keluaran yang
konstan bila ada perubahan arus beban.
Penyearah ini
menggunakan tambahan sebuah rangkaian regulator, yang berfungsi agar daya
keluaran konstan. Komponen rangkaian terpadu (IC) untuk rangkaian penyerarah
regulasi dapat digunakan sebagai rangkaian regulator. Dengan menggunakan IC Regulator
akan berlaku Vi>Vo. Harga tegangan yang diserap oleh IC adalah sekitar
Vo + 3 Volt atau (Vi » Vo + 3 Volt).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar