Elektronika Daya
10-13 Persamaan tegangan dan arus DC :
U
di
=0,45.U
1
U
di
Tegangan searah ideal U
d
Tegangan searah U
1
Tegangan efektif I
z
= I
d
I
z
Arus melewati Diode I
d
Arus searah P
T
= 3,1 . P
d
P
T
Daya transformator P
d
Daya arus searah
10.7.2. Penyearah Diode Gelombang Penuh Satu Phasa
Sekunder transformator penurun tegangan dipasang empat Diode R1,
R2, R3 dan R4 yang dihubungkan
dengan sistem jembatan gambar
10.21. Output dihubungkan dengan
beban R
L
. Tegangan DC pulsa pertama melalui Diode R1 dan R4,
sedangkan pulsa kedua melalui Diode R3 dan R2. Tegangan DC
yang dihasilkan mengandung riak gelombang dan bukan DC murni
yang rata.
Persamaan tegangan DC :
U
di
=0,9 . U
1
U
di
Tegangan searah ideal U
d
Tegangan searah U
1
Tegangan efektif I
z
=
2 d
I
I
z
Arus melewati Diode I
d
Arus searah P
T
= 1,23 . P
d
P
T
Daya transformator P
d
Daya arus searah Penyearah gelombang penuh satu phasa bisa juga dihasilkan dari trafo yang
menggunakan centre-tap Ct, disini cukup dipakai dua buah diode, dan titik Ct difungsikan sebagai terminal negatipnya.
Gambar 10.21 : Rangkaian Penyearah Jembatan - Diode
Di unduh dari : Bukupaket.com
Elektronika Daya
10-14 Untuk meratakan tegangan DC
dipasang kapasitor elektrolit C
G
berfungsi sebagai filter dengan beban R
L
gambar 10.22
. Ketika Diode R1 dan Diode R4 melalukan tegangan positif,
kapasitor C
G
mengisi muatan sampai penuh. Saat tegangan dari puncak
menuju lembah, terjadi pengosongan muatan kapasitor. Berikutnya Diode R2
dan Diode R3 melewatkan tegangan negatif menjadi tegangan DC positif.
Kapasitor C
G
mengisi muatan dan mengosongkan muatan. Rangkaian filter
dengan kapasitor menjadikan tegangan DC menjadi lebih rata
gambar 10.23
.
C
G
=
p p.
d
u f
. 0,75
C
G
Kondensator Id Arus searah
fp Frekuensi riple Up Tegangan riple
Contoh : Penyearah gelombang penuh
diberikan tegangan 12VAC, dan arus 1A, tegangan ripple
p
u
=3,4V, frekuensi ripple
p
f =100Hz, tegangan cut-in Diode
U
f
= 0,7 V. Hitunglah: a Faktor daya transformator
b Berapa besarnya tegangan AC c Tentukan besarnya kapasitas
kapasitor
Jawaban :
a P
T
= 1,23 . P
d
= 1,23 . 12V.1A = 14,8
W
b U1
=
2
d
U
+ 2 . U
f
=
2 v
12
+ 2 . 0,7 V = 9,88 V
c C
G
=
p p.
d
u f
. 0,75
=
V 3,4
. Hz
100 A
. 0,75 1
2200 ȝ
F
Gambar 10.22 : Penyearah Jembatan Dengan Filter Capasitor
Gambar 10.23 : Penyearah Jembatan Dengan Filter RC
Di unduh dari : Bukupaket.com
Elektronika Daya
10-15
10.7.3. Penyearah Diode Setengah Gelombang Tiga Phasa
Rangkaian penyearah Diode tiga phasa menggunakan tiga Diode penyearah R1, R2
dan R3 ketika katodenya disatukan menjadi terminal positif
gambar-10.24 .
Tegangan DC yang dihasilkan melalui beban resistif R
L
. Masing-masing Diode
akan konduksi ketika ada tegangan positif, sedangkan tegangan yang negatif akan diblok. Diode R1, R2 dan R3 anak konduksi secara bergantian sesuai dengan
siklus gelombang saat nilainya lebih positif. Arus searah negatif kembali ke sekunder trafo melalui kawat N. Tegangan DC yang dihasilkan tidak benar-benar
rata, masih mengandung riak ripple
.
Gambar 10.24 : Penyearah Diode ½ Gelombang 3 Phasa Rangkaian penyearah Diode setengah gelombang dengan ketiga Diode R1, R2
dan R3 dipasang terbalik, ketiga anodenya disatukan sebagai terminal positif. Diode hanya konduksi ketika tegangan anode lebih positif dibandingkan
tegangan katode. Tegangan DC yang dihasilkan negatif
gambar-10.25.
Gambar 10.25: Penyearah ½ Gelombang 3 Phasa Diode Terbalik Urutan konduksi masing-masing Diode R1, R2 dan R3 pada penyearah
setengah gelombang dapat diperiksa pada
gambar-10.56.
• Diode R1 mulai konduksi setelah melewati 30
, sampai sudut 150
, atau
sepanjang 120 .
• Diode R2 mulai konduksi pada sudut 150
, sampai 270
, R2 juga konduksi
sepanjang 120 .
• Diode R3 mulai konduksi pada sudut 270
, sampai 390
juga sepanjang 120
.
3 pulsa periode
Di unduh dari : Bukupaket.com
Elektronika Daya
10-16 Dapat disimpulkan ketiga Diode memiliki sudut konduksi 120
.
Gambar 10.26 : Urutan Kerja Penyearah Diode 3 Phasa ½ Gelombang Persamaan tegangan dan arus penyearah setengah gelombang:
10.7.4. Penyearah Diode Gelombang Penuh Tiga Phasa
Penyearah Diode gelombang penuh tiga phasa menggunakan sistem jembatan dengan enam buah Diode R1, R3 dan R5 katodanya disatukan sebagai
terminal positif. Diode R4, R6 dan R2 anodanya yang disatukan sebagai terminal negatif
gambar 10.27
. Tegangan DC yang dihasilkan memiliki enam pulsa yang dihasilkan oleh masing-masing Diode tsb. Tegangan DC yang
dihasilkan halus karena tegangan riak ripple kecil dan lebih rata. U
di
=0,68 . U
1
U
di
Tegangan searah ideal U
d
Tegangan searah U
1
Tegangan efektif I
z
=
3 I
d I
z
Arus melewati Diode I
d
Arus searah P
T
= 1,5 . P
d
P
T
Daya transformator P
d
Daya arus searah
Di unduh dari : Bukupaket.com
Elektronika Daya
10-17 Gambar 10.27 : Penyearah Jembatan Gelombang Penuh 3 Phasa
Urutan konduksi dari keenam Diode dapat dilihat dari siklus gelombang sinusoida, dimana konduksi secara bergantian. Konduksi dimulai dari Diode
R1+R6
sepanjang sudut komutasi 60 . Berturut-turut disusul Diode R1+R2,
lanjutnya Diode R3+R2, urutan keempat R3+R4, kelima R5+R4 dan terakhir R5+R6
gambar 10.28
. Jelas dalam satu siklus gelombang tiga phasa terjadi enam kali komutasi dari keenam Diode secara bergantian dan bersama-sama.
Apa yang terjadi ketika salah satu dari Diode tersebut rusak ?
Gambar 10.28 : Bentuk Gelombang Penyearah Penuh 3 Phasa Persamaan tegangan dan arus penyearah Diode gelombang penuh:
U
di
=1,35 . U
1
U
di
Tegangan searah ideal U
d
Tegangan searah U
1
Tegangan efektif I
z
=
3 I
d I
z
Arus melewati Diode I
d
Arus searah P
T
= 1,1 . P
d
P
T
Daya transformator P
d
Daya arus searah
Di unduh dari : Bukupaket.com
Elektronika Daya
10-18 Tabel 10.1. Jenis Penyearah Diode
Jenis rang-
kaian Penyearah
satu-pulsa Penyearah
dua-pulsa jembatan
Penyearah tiga-pulsa,
titik bintang Penyearah enam-
pulsa jembatan
Kode E1U B2U
M3U B6U
Rang kaian
Tega ngan
tanpa beban
1
V V
di
0,45 0,9 0,68 1,35 Faktor
ripel 1,21 0,48 0,18 0,04
d T
P P
3,1 1,23 1,5 1,1
I
Z
Id
2
d
I 3
d
I 3
d
I
V
di
: tegangan dc-tanpa beban, V
1
: tegangan ac, P
T
: daya trafo, P
d
: daya dc, V
d
: tegangan dc- berbeban, I
d
: arus dc, I
Z
: arus yang mengalir melalui satu dioda
10.8. Penyearah Terkendali Thyristor
