Sistem Pengendalian 305
4.2.1.1 Penyearah
Penyearah adalah suatu alat yang digu- nakan untuk mengubah arus AC men-
jadi DC. Pada umumnya, dari sumber tegangan AC dan frekuensi yang tetap
menjadi tegangan DC baik tetap mau- pun berubah. Penyearah yang mempu-
nyai tegangan keluaran tetap, atau penyearah tak terkontrol, digunakan
untuk mencatu daya DC pada peralatan- peralatan yang tidak memerlukan peng-
aturan daya masukan dalam opera- sinya.
Sedangkan penyearah yang mempunyai tegangan keluaran dapat diubah-ubah,
atau penyearah terkontrol, terutama untuk peralatan-peralatan listrik yang
dalam operasinya memerlukan penga- turan daya, misalnya untuk kontrol
kecepatan pada motor DC.
4.2.1.2 Regulator AC
Regulator AC digunakan untuk menda- patkan tegangan keluaran AC yang da-
pat diubah-ubah dari sumber tegangan AC yang tetap. Alat ini banyak diguna-
kan untuk mengatur pencahayaan lampu, pemanas, dan motor-motor AC.
Ada dua macam regulator AC, yaitu kontrol On-Off dan kontrol sudut fasa.
4.2.1.3 Inverter
Inverter adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan DC menjadi
tegangan AC. Jenis-jenis tegangan DC yang dikonversikan ke AC antara lain
adalah:
x Tegangan DC baterai diubah menjadi tegangan AC dengan frekuensi tetap
atau berubah, fasa-satu atau fasa-tiga x Tegangan sumber AC disearahkan,
kemudian diubah menjadi AC kembali dengan frekuensi tetap maupun
berubah, fasa-satu atau fasa-tiga Aplikasi inverter, antara lain adalah:
x Pembangkitan tegangan AC tetap frekuensi 50 Hz dari sumber DC yang
diperoleh dari baterai, pembangkit listrik tenaga angin, sel surya.
x Kontrol kecepatan motor induksi fasa- tiga dan motor sinkron
x Uninterrupted Power Sistems UPS x Catu daya standby, dan lain-lain
4.2.1.4 Dc-Chopper
Dc-chopper digunakan untuk mengubah tegangan DC tetap menjadi tegangan
DC variabel. Dc-chopper digunakan un- tuk mengendalikan kecepatan motor DC
dengan sumber dari baterai atau catu daya DC.
4.2.2 Komponen Semikonduktor Daya
4.2.2.1 Dioda Daya
Dioda daya merupakan salah satu komponen semikonduktor yang banyak
digunakan dalam rangkaian elektronika daya seperti pada rangkaian penyearah,
freewheeling bypass pada regulator- regulator penyakelaran, rangkaian pemi-
sah, rangkaian umpan balik dari beban ke sumber, dan lain-lain. Dalam penera-
pannya, seringkali, dioda daya dianggap sebagai saklar ideal walaupun dalam
prakteknya ada perbedaan.
x Konstruksi dioda
Konstruksi dioda daya sama dengan dioda-dioda sinyal sambungan pn.
Bedanya adalah dioda daya mempunyai kapasitas daya arus, tegangan yang
lebih tinggi dari dioda-dioda sinyal biasa, namun kecepatan penyaklarannya lebih
rendah. Dioda daya merupakan kompo- nen semikonduktor sambungan PN
Di unduh dari : Bukupaket.com
306 Sistem Pengendalian
yang mempunyai dua terminal, yaitu ter- minal anoda A dan katoda K. Gam-
bar 4.26 menunjukkan simbol dan kons- truksi dioda.
Gambar 4.26 Simbol dan konstruksi dioda
x Karakteristik Dioda
Karakteristik dasar dioda dikenal de- ngan karakteristik V-I. Karakterisik ini
penting untuk dipahami agar tidak terjadi kesalahan dalam aplikasi dioda. Dalam
karakteristik ini dapat diketahui kea- daan-keadaan yang terjadi pada dioda
ketika mendapat tegangan bias-maju forward biased dan tegangan bias-
mundur reverse biased seperti ditun- jukkan pada Gambar 4.27.
Gambar 4.27 Karakteristik dioda a Bias-maju,
b Bias-mundur, c Karakteristik V-I
Jika kedua terminal dioda disambung- kan ke sumber tegangan dimana te-
gangan anoda lebih positif dibandingkan dengan katoda, dioda dikatakan dalam
keadaan bias-maju forward biased. Sebaliknya, bila tegangan anoda lebih
negatif dari katoda, dioda dikatakan dalam keadaan bias-mundur reverse
biased.
x Karakteristik bias-maju Bila dioda dihubung dalam keadaan
bias-maju, di mana potensial Anoda lebih tinggi dibandingkan Katoda atau
V
AK
0 dan bila tegangan V
AK
lebih be- sar dari tegangan cut-in atau tegangan
threshold atau tegangan turn-onnya, V
ct
0,7 V untuk silikon, 0,4 V germanium, maka dioda akan konduksi mengalirkan
arus atau ON. Besar arus yang meng- alir ditentukan oleh tegangan sumber
dan beban yang terpasang. Dalam kea- daan konduksi ini ada satu hal yang
sangat penting untuk diketahui adalah terjadinya tegangan jatuh maju yang
besarnya tergantung pada proses pro- duksi dan temperatur sambungan-nya.
Namun bila V
AK
V
ct
, dioda masih
Di unduh dari : Bukupaket.com
Sistem Pengendalian 307
dalam keadaan OFF, walaupun ada arus yang mengalir namun sangatlah
kecil. Arus disebut arus bocor arah maju.
x Karakteristik bias-mundur dan tegangan dadal
Jika V
AK
0 atau anoda lebih negatif da- ri katoda dikatakan dioda dalam kea-
daan bias-mundur. Dalam keadaan ini dioda dalam keadaan tidak konduksi
atau OFF. Dalam keadaan ini ada arus yang yang mengalir dari arah katoda ke
anoda yang sangat kecil, dalam orde mikro atau miliamper. Arus ini disebut
arus bocor. Jika tegangan mundur V
KA
melebihi suatu tegangan yang telah ditentukan,
yang dikenal dengan tegangan dadal breakdown voltage, V
BR
, maka arus arah mundur akan meningkat tajam
dengan sedikit perubahan pada tegang- an Vbr. Keadaan ini tidak selalu
merusak dioda bila masih terjaga pada level aman seperti yang ditentukan
dalam data sheetnya. Bila tidak, maka dioda akan rusak.
x Rating dioda
Ada dua rating dioda daya yang paling penting untuk diketahui, yaitu tegangan
dadal arah-mundur reverse breakdown voltage, dan arus arah-maju maksi-
mumnya forward current. Harga dioda meningkat dengan semakin tinggi kedua
rating ini. Oleh karena itu, dalam aplika- sinya, dioda dioprasikan mendekati
tegangan puncak-mundur maksimum dan rating arus majunya.
Jadi, dioda akan konduksi bila V
AK
V
cut- in
. Dioda akan Off bila V
AK
V
cut-in
atau V
AK
0.
4.2.2.2 Jenis-jenis dioda