RSS

Power Supply / Adaptor

25 Jul

 gambar rangkaian power supply

Power Supply (PS) adalah rangkaian pengkonversi tegangan dari jala-jala listrik yang berbentuk AC (alternating current) menjadi DC. PS ini terdiri dari beberapa blok yaitu: transformator, rectifier, filter, dan regulator. berikut penjelasan dari masing-masing blok…

Transformator

Fungsi dari komponen ini adalah untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC sesuai kebutuhan.

           gambar transformator step down

Penyearah (Rectifier)

Setelah tegangan PLN diturunkan menjadi 15 VAC, maka saatnya untuk mengubah sifat AC menjadi DC. Tugas ini dilakukan oleh rangkaian penyearah dengan komponen dioda. Ada 2 jenis rangkaian penyearah, yaitu setengah gelombang (half wave) dan gelombang penuh (full wave).

Penyearah setengah gelombang (halfwave rectifier)

Seperti namanya, rangkaian ini hanya memotong setengah periode saja. Jadi perhatikan Gambar 1 dan 2 lagi. pada Gambar 2 terlihat bahwa fase negatif akan dihilangkan atau tidak dilewatkan, sehingga nantinya hanya fase positif saja yang akan dilewatkan. Ingat bahwa maksud dari kata “searah” disini adalah sama fasenya, jika hanya fase positif saja yang dilewatkan maka gelombang tersebut dinamakan searah, dan jika hanya fase negetif saja yang dilewatkan, gelombang tersebut dinamakan searah juga. Jadi, persepsi kata “searah” berarti hanya fase positif atau fase negatif saja yang dilewatkan.

Bentuk dasar rangkaian penyearah setengah gelombang seperti terlihat pada gambar 3. Beban yang membutuhkan sumber tenaga listrik searah diwakili oleh resistor. Sebuah dioda diletakkan seri dengan beban sehingga arus listrik hanya mengalir ke satu arah saja.

Penyearah gelombang penuh (fullwave rectifier)

Rangkaian dasar penyearah gelombang penuh seperti terlihat pada gambar. Menggunakan dua dioda dan satu center tape transformer. Jika titik tengah transformer ditemukan maka tegangan di kedua ujung lilitan sekunder berlawanan fasa 180 derajat. Jadi ketika misalnya tegangan dititik A mengayun kearah positip diukur dari titik tengah lilitan sekunder maka tegangan dititik B mengayun ke arah negatif diukur dari titik yang sama. Mari kita lihat prinsip kerja penyearah gelombang penuh ini.Gambar A menunjukkan ketika anoda D1 mendapat tegangan positip, Anoda D2 mendapat tegangan negatip.

Pada kedudukan ini hanya D1 saja yang konduksi atau terhubung singkat. Arus listrik mengalir dari titik tengah sekunder melalui beban, kemudian melalui D1 dan kembali ketitik tengah.melalu.lilitan.atas.sekunder.
Dan hal ini D1 berfungsi seperti saklar atau switch yang menutup sehingga arus listrik mengalir melalui beban disaat perioda positip dari gelombang sinus AC. Gambar B menunjukkan apa yang terjadi selama setengah periode berikutnya ketika polaritas berganti.

Anoda D1 mengayun kearah negatip sementara anoda D2 mengayun kearah positip. Akibatnya D1 menyumbat, sebaliknya D2 konduksi atau terhubung singkat. Pada keadaan ini arus listrik mengalir dari titik setengah sekunder melalui beban dan D2 kembali ketitik tengah setelah melalui lilitan bawah sekunder. Perhatikan bahwa dalam rangkaian penyearah gelomang arus listrik mengalir sepanjang satu perioda. Sedangkan dalam rangkaian penyearah setengah gelombang arus listrik hanya mengalir selama setengah perioda saja. Jadi penyearah gelombang penuh (fullwave rectifier) lebih baik dari penyearah setengah gelombang (halfwave rectifier).

Penyearah type jembatan (bridge rectifier)

Rangkaian dasar penyearah type jembatan seperti terlihat pada gambar. Terdiri atas satu transformer dan 4(empat) dioda yang disusun sedemikian rupa sehingga arus listrik hanya mengalir kesatu arah saja melalui beban. Circuit ini tidak memerlukan sekunder bersenter tapi sebagaimana pada rangkaian penyearah gelombang penuh. Bahkan transformator tidak diperlukan jika tegangan DC yang dibutuhkan relatif sama dengan tegangan jaringan PLN, misalnya. Artinya titik A dan B dapat dihubungkan langsung dengan jaringan yang tersedia di rumah.

Transformator digunakan bila tegangan DC yang dibutuhkan lebih kecil atau lebih besar dari tegangan jaringan. Selain itu adakalanya transformator digunakan sebagai isolator antara tegangan jaringan dengan tegangan rangkaian.

Gambar A menunjukkan jalannya aliran arus listrik selama periode positip AC (sine wave). D1 an D2 konduksi. Arus listrik mengalir dari ujung lilitan bawah sekunder melalui beban, D1, D2, dan kembali ke lilitan bawah sekunder.

Setengah perioda berikut polaritas sinewave berganti seperti terlihat pada gambar B. Ujung lilitan atas sekunder sekarang menjadi negatip, ujung lilitan bawah menjadi positif.D3 dan D4 konduksi. Pada kedudukan ini arus listrik mengalir dari ujung lilitan atas sekunder melalui beban, D3, D4 dan kembali lilitan bawah sekunder. Dari gambar A dan B nampak jelas arus listrik yang mengalir melalui beban selalu dalam arah yang sama.

Filtering (penghalusan)

Sebagaimana telah kita lihat pada bab sebelumnya bahwa arus listrik DC yang keluar dari dioda masih berupa deretan pulsa-pulsa. Tentu saja arus listrik DC semacam ini tidak cocok atau tidak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun.

Untuk itu perlu dilakukan suatu cara filtering agar arus listrik DC yang masih berupa deretan pulsa itu menjadi arus listrik DC yang halus rata. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan diantaranya dengan C filter, RC filter dan LC filter.

            Filtering atau penghalusan yang paling sederhana ialah dengan menggunakan capacitor (C) yang dihubungkan seperti terlihat pada gambar. Tegangan input rata-rata (average) 115 volt. Tegangan puncak 162 volt. mari kita lihat apa yang terjadi ketika suatu capasitor ditambahkan pada output dioda.  Pada saat anoda D1 mendapat pulsa positif, D1 langsung konduksi dan capacitor mulai mengisi. Ketika capacitor telah mencapai tegangan puncak D1 menyumbat karena katodanya lebih positip daripada anodanya. Capacitor harus membuang (discharge) muatannya melalui beban yang mempunyai resistan tertentu. Oleh karenanya waktu discharge capacitor lebih lama dibanding waktu yang dibutuhkan AC untuk melakukan satu periode (cycle). Akibatnya sebelum capacitor mencapai nol volt diisi kembali oleh pulsa berikutnya.

Regulator Tegangan

            Blok Regulator tegangan adalah berfungsi untuk menstabilkan tegangan, atau menjaga tegangan terminal dari supply DC itu konstan meskipun bila tegangan input AC pada trafo berubah-ubah, dan beban yang berubah. Untuk mendapatkan tegangan konstan 100%  sangatlah tidak mungkin walaupun sudah diberi regulator tegangan. Perubahan tegangan itu ada tetapi kecil, dan itu masih dapat diterima atau masih dalam batas toleransi. Regulator tegangan yang digunakan pada power supply 12 volt ini adalah IC 7812 dan 7912. tegangan output dari kedua IC ini tidak tepat 12 volt DC tetapi berdasarkan pengukuran adalah 12,5 volt DC. Agar tegangan output dari IC 7812 dan 7912 (regulator tegangan) diperlukan suatu blok yang disebut blok devider tegangan. Blok ini berfungsi untuk menghasilkan beberapa level tegangan DC. Blok devider tegangan ini terdiri dari suatu tahanan yang dihubungkan seri pada terminal output dari regulator tegangan. Pada blok devider tegangan ini kami menggunakan resistor dengan nilai 10K ohm. Dan setelah melalui blok devider tegangan ini tegangan outputnya adalah 12 volt DC.

Advertisements
 
Leave a comment

Posted by on July 25, 2012 in rangkaian elektronika

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: