420 likes | 710 Views
ELEKTRONIKA Bab 4. Rangkaian Dioda. Dr. JUSAK. Gelombang Ideal. Bentuk gelombang tegangan masukan dari tegangan AC adalah gelombang sinus yang mempunyai nilai tegangan instan dan tegangan puncak .
E N D
ELEKTRONIKABab 4. RangkaianDioda Dr. JUSAK
Gelombang Ideal Bentuk gelombangteganganmasukandaritegangan AC adalahgelombangsinus yang mempunyainilaiteganganinstandanteganganpuncak. Gelombang sinus semacaminimemilikiteganganrata-rata samadengannol. Karenaseparuhperiodepositifdanseparuhlagi negative. Demikianjugabiladiukurdengan Voltmeter DC, akanbernilainolkarena voltmeter DC mengukurtegangan rata-rata.
Penyearah (Rectifier) SetengahGelombang Apabilasumbertegangan sinusoidal diterapkanpadasebuahdioda, makadiodaakanbersifatsepertikonduktorpadasetengahputaranpositifdanbersifatseperti isolator padasetengahputarannegatif. Olehkarenaitusinyalgelombang yang munculdisebutsebagaisinyalsetengahgelombang. Sinyalsetengahgelombanginimenghasilkanarussearah yang mengalirpadasatuarahsaja. LihatGambar.
Penyearah (Rectifier) SetengahGelombang Gambar (a) Penyearahsetengahgelombang ideal, (b) Putaransetengahpositif, (c) Putaransetengahnegatif
Penyearah (Rectifier) SetengahGelombang • Gambar di atasmerupakangambarpenyearahsetengahgelombang. Secara ideal padasetengahputaranpositifdiodaakandibiasmaju, makadiodaakanbersifatsepertisaklartertutupdansumberteganganakanmunculmelalui resistor beban. • Berikutnyapadaputaransetengahnegative diodasepertisaklarterbuka, sehinggatidakadateganganpada resistor beban.
Penyearah (Rectifier) SetengahGelombang Dari gambargrafik di atasdapatkitalihat, hasilpenyearahangelombangmenghasilkansebuahtegangan DC yang bergeraknaiksampaimaksimumkemudianturunsampainol, dantetapnolpadasetengahputarannegatif. Tetapitegangan DC semacaminibukanlahtegangan yang kitainginkanuntukperalatanelektronik. PeralatanelektronikmemerlukanteganganDC konstansepertihalnyabaterai. Padapenyearahsetengahgelombangdengandiodaideal, nilaiteganganpuncaksaatkeluarsamadengantegangansaatmasuk. Setengahgelombang ideal :
Sinyal DC untukSinyalSetengahGelombang Nilaitegangan DCsebuahsinyaladalahnilaitegangan rata-rata. Nilaiinilah yang terukuroleh voltmeter DC. NilaiDC darisebuahsinyalsetengahgelombangadalah : Frekuensikeluaransebuahsinyalsetengahgelombangsamadenganfrekuensimasukan :
PendekatanKedua Sepertitelahdibicarakansebelumnya, padapendekatankeduadiodapadabias majutidakakanmengalirkanaruslistrikhinggateganganAC lebihbesardari 0,7V. JadisetengahgelombangbaruakanterbentukjikateganganAC melebihi0,7V. Jaditeganganbebandaripenyearahsetengahgelombangadalah: Untukpendekatanketiga, kitatahubahwanilaihambatangabungansangatkecil. Karenaitunilaihambatangabungandapatdiabaikan.
Contoh 1 • Pada rangkaianpenyearahsetengahgelombang di atas, tentukannilaidariteganganpuncakdannilaitegangan DC padabeban.
Transformer Transformer digunakanuntukmenurunkantegangan. Teganganyang tinggidarijaringanlistrik PLN sebesar 220 Vrms, diturunkan agar bisadigunakanpadaperalatanelektronik. Besarnyapenurunanlistriktergantungpadaperbandinganjumlahlilitan yang digunakanpada transformer : = jumlahlilitan primer. = jumlahlilitansekunder.
Transformer • Gambarpenyearahsetengahgelombangdengan transformer.
Contoh 2 • Untuk transformer sepertidalamgambar di atas, apabilanilaidandansumbertegangansebesar 220 Vrms, 50 Hz. Tentukan: • Teganganpuncakpadasisisekunder! • Teganganpadabeban!
PenyearahGelombangPenuh • Untukmenghasilkanpenyearahgelombangpenuhdigunakantransformer center tap danduabuah diode sepertiterlihatdalamGambar. Setiapdiodaakanmemilikimasukanyang samadengansetengahtegangansekunder. Dioda D1 menghantarsetengahputaranpositifdan D2 menghantarsetengahputarannegatif. • Sehinggaarusbebanpenyearahakanmengalirselamasetengahputaranpositifdanjugasetengahputaran negative menjadigelombangpenuh.
PenyearahGelombangPenuh • Gambarpenyearahgelombangpenuhdengan transformer.
Nilai DC atauNilai Rata-Rata • Karenapenyearahgelombangpenuhmempunyaijumlahputaransinyaldua kali penyearahsetengahgelombang, makanilai DC ataunilai rata-rata yang diperoleh: Sedangkanfrekuensiputarangelombangpenuhadalahduakali frekuensisetengahgelombangataudua kali frekuensimasukan, yaitu: Note: Karenamenggunakan transformer center tap, makateganganbeban yang digunakanadalahseparuhdaritegangansekunder.
PendekatanKedua • Sebagaimanahalnyapadapenyearahsetengahgelombang, padapendekatankeduadilakukandengancaramengurangiteganganpuncakdarigelombangdengannilai 0,7V. • Perhatikansimulasidenganmenggunakan Simulink pada slide berikutnya.
Contoh 3 • Berdasarkanrangkaiangelombangpenuh di atasdenganperbandinganjumlahlilisan, tentukannilaiteganganpuncakpada: • Sisisekunderdaritansformer! • Sisibeban! • Tegangan DC padabeban!
PenyearahJembatan Penyearahjembatanmenyerupaipenyearahgelombangpenuh, karenapenyearahinidapatmenghasilkantegangankeluarangelombangpenuh. Penyearahinimenggunakanempatdioda, dimanasetiapduadiodadipasangsecara parallel. Padasaatputaransetengahpositif D1 dan D2 dibiasmajusehinggamenghasilkanteganganbebanpositif. Begitupula padasaatputaransetengahnegatif D3 dan D4 dibiasmaju, jugamenghasilkanteganganbebanpositif.LihatGambar.
PenyearahJembatan • Gambarpenyearahjembatan
Nilai DC • Karenapenyearahjembatanmenghasilkangelombangpenuh, makanilai rata-rata (DC) danfrekuensikeluarannyasamasepertipadapenyearahgelombangpenuh, yaitu: Dan Note: berbedadengantransformer center tap, teganganbebanpadapenyearahjembatandapatmenggunakanseluruhtegangansekunder.
Contoh 4 • Berdasarkan rangkaiangelombangpenuh di atasdenganperbandinganjumlahlilitan, tentukannilaiteganganpuncakpada: • Sisisekunderdaritansformer! • Sisibeban! • Tegangan DC padabeban!