BOOST DC-DC CONVERTER DENGAN CONTROL PI SEBAGAI PEREGULASI TEGANGAN OUTPUT PHOTOVOLTAIC
Perpustakaan Unika BOOST DC-DC CONVERTER DENGAN CONTROL PI SEBAGAI PEREGULASI TEGANGAN OUTPUT PHOTOVOLTAIC TUGAS AKHIR Oleh : AGUS BUDHI S 01.50.0100 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2007
Perpustakaan Unika PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir dengan judul : “Boost Dc-Dc Converter dengan Kontrol PI dari persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada program studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal …. Oktober 2007.
Semarang, Oktober 2007 Menyetujui,
Pembimbing I (Dr. Ir. Ign Slamet Riyadh, MT)
NPP : 058.1.1992.110 Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknologi Industri (Leonardus Heru P, ST, MT)
NPP : 058.1.2000.234
Perpustakaan Unika ABSTRAK
this time continued to be rolled by various sources, including from the government personally. This step was needed so that Indonesia leaves the continuous energy crisis. Several methods of overcoming the dependence on earth fuel oil for the procurement of national energy have been launched, as leaving petroleum with liquid coal and energy was renovated other. Solar power became the same choice also attracted him because relative did not cause pollution completely. Indonesia that was located in the equator in fact had the profit that more than the other country because in general the attack of the sun rays was longer than the other country. With help photovoltaic, the sunlight could be changed into electricity energy. The output voltage from photovoltaic was unstable, depended on the number of intensities of the sunlight that fell for the surface photovoltaic, so as very risky to use the voltage that was produced by photovoltaic this direct to the burden because of enabling the occurrence of the fluctuation in the voltage. To anticipate the occurrence of the fluctuation in the voltage then the writer wanted to make some of DC-DC Converter the step up that used the PI controller, so as with the existence of this implement was enabled to be able to produce the voltage of output from solar cell that was relatively stable. So as output from solar cell this immediately could be made use of.
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Yesus Kristus atas berkat, rahmat, dan bibingan-NYA sehingga penyusunan laporan Tugas Akhir dengan judul “Boost Dc-Dc
Converter dengan Kontrol PI sebagai Peregulasi Tegangan Output Photovoltaic” dapat
Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini, penulis telah mendapat banyak bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Leonardus Heru P., ST, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang, sekaligus Dosen Pembimbing I mata kuliah Tugas Akhir.
2. Bapak Dr.Ir.Ign Slamet Riyadi, MT, selaku Dosen Pembimbing Tunggal mata kuliah Tugas Akhir.
3. Ibu T. Brenda ST, MT, selaku Koordinator mata kuliah Tugas Akhir.
4. Bapak dan Ibu yang paling kusayang, atas semua bantuan moril maupun materiil dan doanya sehingga saya mampu menyelesaikan studi.
5. My Lovely friend, buat kesabaran en smua yang udah direlakan demi membantu aku.
6. My Friends : fran’s ,Kandu, Josef, Miko, Borok, Timbul, Tatang, Deny, Nanik Thx dah nemenin aku dalam pembuatan tugas akhir ini.
7. Buat Mas AgoenK, terima kasih buat semuanya. Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari “sempurna”, oleh karena itu penilis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi rekan – rekan mahasiwa dan semua orang.
Semarang, Oktober 2007 Penulis
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
28
32
2.8.4 OP AMP Sebagai Diferensial Amplifier
31
2.8.3 OP AMP Komparator
30
2.8.2 OP AMP Sebagai Penguat Non Inverting
2.8.1 OP AMP Sebagai Penguat Inverting
32
27
2.8 Penguat Operasional
26
2.7 Opto Coupler Tlp 250
25
2.6 Pembentuk Gelombang Segitiga
24
2.9 Komponen-Komponen Pasif
2.9.1 Induktor
21
39
44 Perpustakaan Unika
3.4 Rangkaian Driver
43
3.3 Rangkaian Pembangkit Gelombang Segitiga
41
3.2 PWM (Pulse Width Modulation)
3.1 Boost Konverter
33
38
36 BAB III PERANCANGAN ALAT
2.10 Transformator
35
2.9.3 Resistor
34
2.9.2 Kapasitor
2.5 Pewaktu 555
HALAMAN JUDUL i
ABSTRAK iii
2
3 BAB II DASAR TEORI
1.5 Sistematika Penulisan
3
1.4 Tujuan Dan Manfaat
3
1.3 Pembatasan Masalah
1.2 Perumusan Masalah
2.1 Chopper
1
1.1 Latar Belakang
1
BAB I PENDAHULUAN
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR ISI v
KATA PENGANTAR iv
5
5
19
14
2.3 Photovoltaic
17
2.2.3 Kontrol Differensial
16
2.2.2 Kontrol Integral
14
2.2.1 Kontrol Proporsional
2.2 Kontroler
2.1.1 Buck Konverter
11
2.1.4 Cuk Konverter
9
2.1.3 Buck Boost Konverter
6
2.1.2 Boost Konverter
5
2.4 MOSFET
Perpustakaan Unika
3.5 Rangkaian Error Amplifier
45
3.6 Kontrol Proporsional Integral
46
3.7 Rangkaian Power Supply
46
3.7.1 Rangkaian Osilator
47
3.7.2 Transformator
51
3.8 Resistor Sebagai Sensor Tegangan
53 BAB IV ANALISA
54
4.1 Simulasi Rangkaian Boost Konverter Dengan Mengunakan PSIM
54
4.2 Hasil Pengukuran
57
4.2.1 Pengujian Pembangkit Gelombang Segitiga
57
4.2.2 Pengujian Rangkain Penguat Gelombang Segitiga
59
4.2.3 Pengujian PWM
60
4.2.4 Boost Konverter
61
4.3 Pembahasan
64 BAB V KESIMPULAN
65
5.1 Kesimpulan
65
5.2 Saran
65
DAFTAR GAMBAR
35 Gambar 2.33 Trafo Ideal
25 Gambar 2.25 Rangkaian Pembangkit Gelombang Segitiga
26 Gambar 2.26 Kontruksi Opto Coupler Tlp 250
27 Gambar 2.27 Simbol Penguat Operasi
27 Gambar 2.28 Penguat Inverting
29 Gambar 2.29 Penguat Non Inverting
31 Gambar 2.30 Op Amp Sebagai Komparator
31 Gambar 2.31 Op Amp Sebagai Defensial Amplifier
32 Gambar 2.32 Kurva Karakteristik V-1 Untuk Resistor
37 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
23 Gambar 2.23 Mosfet Tipe Enhancement Kanal P
38 Gambar 3.2 Boost Konverter
39 Gambar 3.3 Rangkaian Ekivalen Untuk Transfer Energi
40 Gambar .3.4 Rangkaian Penghasil Pulsa PWM
41 Gambar 3.5 Pulse Width Modulation
42 Gambar 3.6 Pembangkit Gelombang Segitiga
43 Gambar 3.7 Opto Coupler Tlp 250
44 Gambar 3.8 Rangkaian Driver
44 Gambar 3.9 Rangkaian Error Dan Proporsional Amplifier
24 Gambar 2.24 Blok Diagaram Ic 555
23 Gambar 2.22 Mosfet Tipe Enhancement Kanal N
Gambar 2.1 Rangkaian Buck Konverter14 Gambar 2.11 Sinyal Yang Dihasilkan Oleh Kontrol Proporsional
5 Gambar 2.3 Rangkaian Boost Konverter
7 Gambar 2.4 Bentuk Gelombang Arus
7 Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen Untuk Transfer Energi Boost Konverter
8 Gambar 2.6 Rangkaian Buck Boost Konverter
10 Gambar 2.7 Rangkaian Ekivalen Untuk Transfer Energi Buck Boost Konverter
10 Gambar 2.8 Rangkaian Cuk Konverter
11 Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Untuk Transfer Energi Cuk Konverter
12 Gambar 2.10 Rangkaian Kontrol Proporsional
15 Gambar 2.12 Rangkaian Kontrol Integral
22 Gambar 2.21 Mosfet Tipe Deplesi Kanal P
16 Gambar 2.13 Sinyal Yang Dihasilkan Oleh Kontrol Integral
17 Gambar 2.14 Rangkaian Kontrol Differensial
18 Gambar 2.15 Sinyal Yang Dihasilkan Oleh Kontrol Differensial
18 Gambar 2.16 Simbol Photofoltaic
19 Gambar 2.17 Karakteristik Photovoltaic
20 Gambar 2.18 PV
20 Gambar 2.19 Rangkaian Seri Paralel PV
21 Gambar 2.20 Mosfet Tipe Deplesi Kanal N
45 Perpustakaan Unika
Gambar 3.10 Kontroller Proporsional Integral55 Gambar 4.4 Keluaran Boost Konverter Dengan Sumber 20 Volt
63 Gambar 4.10 Arus Induktor
60 Gambar 4.9 Bentuk Gelombang Arus
59 Gambar 4.8 Sinyal PWM
57 Gambar 4.7 Penguatan Gelombang Segitiga
56 Gambar 4.6 Pengukuran Gelombang Segitiga Xr-2206
56 Gambar 4.5 Keluaran Boost Konverter Dengan Sumber 15 Volt
55 Gambar 4.3 Simulasi Arus Induktor
46 Gambar 3.11 Rangkaian Power Supply
54 Gambar 4.2 Simulasi Keluaran Komparator
53 Gambar 4.1 Simulasi Sinyal Control Dan Sinyal Referensi Pembentuk PWM
51 Gambar 3.16 Rangkaian Sensor Tegangan
48 Gambar 3.14 Transformer
47 Gambar 3.13 Rangkaian Multivibrator Astabil
47 Gambar 3.12 Rangkaian Osilator
63 Perpustakaan Unika