4
BAB II DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan sebagai acuan dalam merealisasikan sistem. Teori-teori yang digunakan dalam pembuatan
skripsi ini adalah teori catu daya tak terputus, sinyal PWM Pulse Width Modulation, perbandingan si inverter, aki kering, IC XR2206, IC IR2110, konfigurasi h-bridge,
transformator, filter, dan SCR Silicon Controlled Rectifier.
2.1. Teori Catu Daya Tak Terputus
Catu daya tak terputus adalah suatu sistem pencatu tegangan AC yang akan tetap menghasilkan tegangan AC walaupun tidak ada sumber listrik dari jala-jala PLN. Catu
daya tak terputus ini terdapat 2 jenis yaitu catu daya tak terputus terbuka dan catu daya tak terputus tersambung.
Catu daya tak terputus terbuka tidak tergantung pada tegangan jala-jala PLN dan biasanya digunakan di luar ruangan. Catu daya ini bersumber pada aki kering.
Sedangkan catu daya tak terputus tersambung ini terhubung dengan tegangan jala-jala PLN dan biasanya digunakan di dalam ruangan. Jika terjadi pemadaman listrik, maka
catu daya tak terputus ini akan menggantikan peran tegangan jala-jala PLN untuk melayani beban.
Catu daya tak terputus tersambung ini digolongkan menjadi 2 yaitu catu daya offline dan catu daya online. Pada catu daya offline, rangkaian yang bersumber pada
baterai dan berfungsi untuk menggantikan tugas jala-jala PLN atau sering kita kenal dengan nama inverter, hanya bekerja pada saat tegangan jala-jala PLN mati.
Perpindahan sumber tegangan dari tegangan jala-jala PLN ke catu daya offline ini menggunakan sebuah saklar otomatis sehingga terdapat sedikit jeda waktu yang
memungkinkan beban dapat resetrestart. Sedangkan pada catu daya online, inverter bekerja secara terus menerus sejak tegangan jala-jala PLN masih hidup karena beban
yang dilayani oleh tegangan jala-jala PLN melalui rangkaian inverter. Oleh karena itu pada catu daya online ini, jeda waktu yang memungkinkan beban resetrestart tidak
terjadi.
5
Gambar 2.1 dan 2.2 berikut ini merupakan diagram blok dari sistem UPS offline dan online yang menunjukkan perbedaan dari sistem catu daya offline dan online.
Gambar 2.1. Sistem UPS offline
Gambar 2.2. Sistem UPS online
2.2. Sinyal PWM Pulse Width Modulation
PWM Pulse Width Modulation secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, untuk mendapatkan
tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban,
regulator tegangan, efek audio, penguatan, dan lain-lain. Sedangkan aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa pengendalian kecepatan motor DC,
pengendalian motor servo, dan pengaturan nyala terang. Konsep dasar sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi
dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, sinyal
PWM memiliki frekensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi antara 0 sampai 100.
Saklar Beban
Penyearah Inverter
Baterai Jala-jala PLN
Penyearah Inverter
Beban
Baterai Jala-jala PLN
6
Amplitudo volt
Waktu detik
Gambar 2.3. Sinyal PWM
dengan
�
= +
� =
t
on �
100 � =
+ �
�
� = � � Dimana
t
on
= waktu pulsa bernilai high detik t
off
= waktu pulsa bernilai low detik D = duty cycle, yaitu lamanya pulsa high dalam 1 periode
� = tegangan masukan volt �
= tegangan keluaran volt
Dari persamaan-persamaan tersebut, diketahui bahwa perubahan duty cycle akan merubah tegangan output atau tegangan rata-rata seperti pada Gambar 2.4
t
on
t
off
tegangan high
tegangan low
7
Gambar 2.4. Tegangan rata-rata PWM berdasarkan lebar pulsa
Sinyal PWM ini dapat dibangkitkan dengan banyak cara, baik secara digital maupun secara analog. Secara digital perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi PWM
itu sendiri. Resolusi merupakan jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut. Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit, berarti PWM ini memiliki variasi
perubahan sebanyak 256 variasi mulai dari 0 - 255 perubahan yang mewakili duty cycle 0 - 100 dari keluaran PWM tersebut.
8
Gambar 2.5. Sinyal PWM digital
Sedangkan sinyal PWM yang dibangkitkan secara analog dapat diperoleh dengan membandingkan 2 buah sinyal dengan menggunakan komparator. Sinyal yang pertama
merupakan sinyal referensi yang masuk pada kaki non-inverting komparator. Sinyal referensi ini biasanya berupa sinyal sinusoida dengan amplitudo dan frekuensi tertentu.
Sinyal yang kedua merupakan sinyal pembawa sinyal carrier yang masuk pada kaki inverting komparator. Sinyal carrier ini biasanya berupa sinyal segitiga atau gergaji.
Gambar 2.6. Blok diagram pembentukan sinyal PWM dengan
membandingan sinyal referensi dan carrier
+
- Sinyal Referensi
Sinyal Carrier Opamp
PWM
9
2.3. Gelombang Tangga 3 Tingkat dan PWM 3 Level
