aplikasi dioda eldas new

Tinjauan Teori Thevenin VS Hitungan Simulasi Rangkaian

• Carilah tegangan pada titik AB dan titik CD menggunakan metode Thevenin dari rangkaian berikut :

+ V110V

R610

R54

R410

R310

R210

R15

A

B

C

D

Solusi

• Versi Thevenin

• Versi Pengukuran Langsung dengan Software Simulasi

Aplikasi Rangkaian Dioda

Penyearah Sinyal AC (Sinusiodal)

Simbol dan Fungsi

• Contoh Dioda

• Simbol• Fungsi :– Menyearahkan aliran arus hanya satu arah yaitu

arah maju (+) atau arah mundur (-)

Garis Beban Dioda

• Digunakan untuk menentukan nilai-nilai terhadap arus dan tegangan kerja dioda

Pendekatan Dioda

Latihan

• Carilah Arus yang melewati Resistor 1KΩ dari rangkaian dioda dibawah ini dengan menngunakan pendekatan kedua

Gelombang Sinus

• Adalah sinyal listrik yang paling mendasar yang selalu digunakan sebagai sumber untuk menguji rangkaian-rangkaian elektronika

Besaran-besaran Gel. Sinus

• Nilai Puncak (Vp): adalah nilai puncak dari gelombang sinus Nilai maksimum yang dapat dicapai

Besaran-besaran Gel. Sinus

• Nilai Puncak-puncak (Vpp): adalah nilai yang terjadi dari nilai maksimum hingga nilai minimumnya– Vpp = Vmaks – Vmin – Untuk sinus maka dapat didefenisikan menjadi • Vpp = Vp – (-Vp)• Vpp = 2Vp

Besaran-besaran Gel. Sinus

• Nilai Akar Rata2 Kuadrat (RMS) : adalah nilai efektif (tegangan efektif) atau nilai panas DC.– Vrms = 0.707 Vp

• Vrms sering dikatakan dengan tegangan Jala-jala

• P.47 - Contoh : diketahui tegangan jala-jala PLN 220VAC, carilah tegangan puncaknya?

Transformator

• Komponen yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan

• Hukum2 Transformator– V2/V1 = N2/N1– I1/I2 =N2/N1

p.48 – Contoh Pengaman

• Rancanglah Sistem Pengaman Hubung singkat (Fuse) pada Trafo Rangkaian penyearah jika arus bebannya 1,5Arms dengan perbandingan lilitan trafo p:s 9:1

Aplikasi Dioda

• Penyearah Setengah Gelombang– Yaitu mengubah tegangan masuk AC menjadi

tegangan DC denyut dengan kata lain tegangan pada beban selalu positif atau nol

Penyearah Setengah Gelombang

• Tegangan Rata-rata

–Vdc = Vpuncak / π atau

–Vdc = 0.318 Vpuncak

• P.50 - Contoh. Diketahui tegangan sekunder 12.6 VAC disearahkan dengan penyearah setengah gelombang, hitunglah VDC sinyal tersebut

Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah Gelombang Penuh• Penyearah dengan CT (center tap)

– Vout(puncak) = 0.5 V2(puncak)

• Tegangan Rata2 (Vdc)– Vdc = 2 Vout(puncak) / π atau – Vdc = 0.636 Vout(puncak)

• Arus Beban (Idc)– Idc = Vbeban / Rbeban

• Batas Kemampuan Arus (Io) : batas dimana dioda masih mampu untuk melewatkan arus ke beban– Io = Idc / 2 Io > Idc /2

• Puncak Tegangan Balik (PIV) nilai positif maksimum yang dilewati pada dioda penyearah penuh.– V2(puncak) – PIV + 0 = 0– PIV = V2(puncak)

• p.54 - Contoh.

• Dari gambar diketahui bahwa tegangan sekundernya adalah 40 VAC, dengan anggapan bahwa dioda ideal, hitunglah tegangan beban DC, dan carilah batas kemampuan arusnya (Io) dan Puncak Tegangan Balik (PIV)

Penyearah Jembatan

• Adalah penyearah gelombang penuh dengan trafo non CT (Bukan Center Tap)

Prinsip Kerja

Kemasan

Resume

• Secara keseluruhan, pilihan penyearah Jembatan merupakan pilihan terbaik, secara tabel dapat digambarkan sebagai berikut :

½ Gelombang Gelombang Penuh Jembatan

Jumlah Dioda 1 2 4

Puncak Vo V2(puncak) 0.5 V2(puncak) V2(puncak)

V dc 0.318 Vout(puncak) 0.636 Vout(puncak) 0.636 Vout(puncak)

I dc Idc 0.5 Idc 0.5 Idc

PIV V2(puncak) V2(puncak) V2(puncak)

Frekuensi Riak ∫ in 2 ∫ in 2 ∫ in

Vo dc 0.45 V2(rms) 0.45 V2(rms) 0.9 V2(rms)

Penapis (Filter) • Output penyearah merupakan sinyal DC yang

berdenyut, untuk mengubah sinyal ini ke bentuk DC tetap dibutuhkan penapis (Filter AC)

• Komponen Penapis Kapasitor, dengan prinsip pengisian dan pengosongan

–Vrip = I/fC

– Vrip = Tegangan Riak (ripple)

– f = frekuensi riak– C = Kapasitansi

• P.60 - Contoh : diketahui arus beban 10mA yang melewati sebuah penyearah jembatan dengan frekuensi jala-jala 60Hz, Hitunglah riak puncak-puncak jika untuk itu dipasang penapis dengan nilai 470uF

Tegangan DC

Batas Kemampuan Dioda

½ Gelombang Gelombang Penuh Jembatan

Jumlah Dioda 1 2 4

Puncak Vo V2(puncak) 0.5 V2(puncak) V2(puncak)

I dc Idc 0.5 Idc 0.5 Idc

PIV V2(puncak) V2(puncak) V2(puncak)

Frekuensi Riak ∫ in 2 ∫ in 2 ∫ in

Vo dc 01.41V2(rms) 0.707 V2(rms) 1.41 V2(rms)

Arus Sentak Kapasitor (Surge Current)

• Arus muatan kapasitor pada saat kapasitor kosong pertama dimuati, kapasitor ini seolah olah hubung singkat– Isentak = V2(puncak) / RTH

• P.63 - Contoh : carilah arus sentak dari rangkaian yang tegangan sekundernya 12.6 VAC terhubung dengan Resistansi Thevenin Kapasitor 1,5Ω

• P.65 - Latihana. Dari gambar (a) hitunglah tegangan beban dan ripple

untuk tegangan sekunder 17.7 VACb. Jika Dioda yang digunakan utk rangkaian adalah 1N4001

dimana data arus majunya 1.5A dan tegangan maju 1V serta resistansi belitan 0.8Ω, carilah arus sentak (surge current) nya

Solusi a• Hitung puncak tegangan sekunderV2(puncak) = 17,7V/0,707 = 25,03V• Perkiraan tegangan bebanVdc = V2(puncak) = 25,03V• Arus bebanIdc=25,03 / 100Ohm = 0,25A• Riak puncak-puncakVrif = I/fC = 0,25 A / 120Hz(1000uF) = 2,08V• Vdc dengan FilterVdc = V2(puncak) – Vrip/2 = 25 – 2,08/2 = 24VAgar lebih smooth Vdc, makaVdcs = Vdc – akumulasi tegangan drop diodaVdcs = 24 – 1,4V = 22,6VIdcs = 22,6V / 100 = 0,226

Solusi b• Menggunakan persamaan rB = (Vf – 0,7) /

If, maka :rB = (1 V – 0,7V) / 1,5A = 0,2 Ohm, sehingga Resistansi fisik dioda keseluruhan = 0,4 Ohm

• Isentak = V2(puncak) /RTH = 25 / 0,8 + 0,4 = 20,8 A

• Jika data dioda memberikan batas kemampuan arus 30A untuk satu siklus maka tidak akan ada masalah dengan arus sentak tersebut.

Tugas Latihan1.

• Dari gambar diketahui batas kemampuan Io 150mA dan PIV 75V, bila tegangan sekundernya 40Vac, apakah dioda-dioda tersebut dapat dipakai?

Solusi

• Jawab YA• V2(puncak) = 40V / 0,707 = 56,6V• Vdc = 0,636.V2(puncak) = 0,636 x 56,6

= 35,99

• Idc = 35,99 / 400 = 89,9mA• Io = 89,9 /2 = 44,97mA

Tugas Latihan2.

• Tegangan sekunder gambar diatas 21.2VAC, berapa tegangan DC bila C=220uF? Berapa riak puncak ke puncaknya? Berapa batas Io dan PIV dioda?

Solusi• V2(puncak) = 21,2/0,707 = 30V• Vdc taksiran = V2(puncak) • Idc = 30 / 400 = 0.075 A• Vrif = I / fC = 0.075 / 120(220uF)

= 2,84V• Vdc = V2(puncak) – Vrip/2 = 30 – 1,4 = 28,6• Idc = 28,6 / 400 = 0,715 A• Io = 0,715 / 2 = 0,375A

Tugas Rumah

• Kunjungi :

http://busran.wordpress.com

• Kirim jawaban ke e-mail :

–busran@itp.ac.id atau

–busran_byn@yahoo.com