Kadangkala kita membutuhkan sumber tegangan dengan voltase (voltage) yang berbeda,

sementara catu daya utama terlalu besar untuk digunakan. Hal ini terjadi misalnya saja ketika

kita menambahkan sebuah pengatur nada aktif yang membutuhkan tegangan 12 volt DC pada

sebuah amplifier audio yang menggunakan tegangan misalnya 18 volt (+) (-) dan rel ground.

Membuatkan sebuah adaptor tersendiri tentu bukan sebuah pemecahan yang efesien, apalagi jika

tegangan yang dibutuhkan lebih dari satu, misalnya saja 12 volt, 8 volt, 5 volt dsb.

sebuah serial IC regulator 3 kaki yang sangat kompak dan praktis telah diciptakan sebagai solusi

untuk keperluan ini! Kita bisa pilih untuk menggunakannya sesuai keperluan dan tegangan yang

dibutuhkan dengan range tegangan input yang sangat lebar, hingga maximal 30 volt.

Ada 2 jenis IC regulator 3 kaki yang tersedia pada serial ini yaitu versi 78xx dan 79xx. Keduanya

dapat memberikan supply arus DC out put hingga maximal 1 ampere. Versi 78xx bekerja dengan

input tegangan (+) dan outputnya juga berupa tegangan (+), sedangkan yang versi 79xx

sebaliknya, yaitu bekerja dengan input (-) dan outputnya juga (-). Kode xx menunjukkan

besarnya tegangan output pada IC regulator ini. Contoh misalnya saja type 7809, dia akan

mengeluarkan tegangan output sebesar 9 volt (+) dengan input tentu saja juga tegangan positif

(+).

Gambar IC regulator 3 kaki seri 78xx dan 79xx serta konfigurasi kaki-kakinya bisa dilihat pada

gambar di atas. Kaki no. 1 adalah tegangan input, no. 2 adalah ground dan no. 3 adalah kaki

output IC regulator ini. Sebagai catatan, ground di sini tidak selalu bernilai negatif, bisa juga

bernilai positif tergantung tegangan input yang kita gunakan (relatif terhadap tegangan input IC

regulator ini).

Penggunaan IC regulator 3 kaki ini demikian simple dan praktis hingga kita bisa sisipkan dengan

mudah pada tempat-tempat yang sempit dalam sebuah rangkaian elektronik, misalnya saja di

kolong ranjang, ha-ha-ha! Ini memungkinkan kita untuk menggunakannya tanpa perlu membuat

Printed Circuit Board (PCB) tersendiri, bisa langsung tempel dan mainkan (plug and play).

Bahkan kalo mau lebih kompak lagi yang versi SMD juga tersedia dengan bentuknya yang super

duper kecil (sekali).Untuk keperluan arus yang lebih dari 1 ampere tentu saja membutuhkan

buffer sebuah transistor daya serta keping pendingin untuk membuang kalor disipasi yang

dikeluarkannya sehingga tidak mengalami panas yang berlebihan. Ingat, panas berlebihan adalah

musuh peralatan elektronik...!Beberapa serial IC regulator 78xx adalah 7805, 7808, 7809, 7812,

7815, 7824 dengan tegangan output sesuai dengan 2 angka belakangnya yaitu (+) 5, 8, 9, 12, 15

dan 24 volt. Demikian juga untuk yang seri 79xx adalah 7905, 7908, 7909, 7912, 7915, 7924

dengan tegangan output masing-masing adalah (-) 5, 8, 9, 12, 15, 24 volt. Tegangan output IC

regulator ini bisa dibilang relatif stabil dan cukup presisi sehingga hampir bebas ripple dan noise,

apalagi jika tegangan inputnya juga sudah cukup stabil. Agar lebih stabil lagi, kita bisa

menambahkan sebuah kapasitor elko (electrolite capacitor) dengan harga beberapa uF pada

outputnya.

A. Dasar Teori

Suplai daya atau tegangan catu suatu rangkaian elektronik yang berubah-ubah besarnya dapat

menyebabkan pengaruh yang sifatnya merusak fungsi kerja rangkaian elektronik yang dicatunya.

Catu daya yang stabil dan dapat diatur sering disebut dengan regulated power supply. Catu daya

ini menggunakan komponen aktif sehingga harganya cukup mahal. Maka dari itu, saat ini banyak

digunakan catu daya dalam bentuk IC yaitu IC regulator tegangan. IC regulator tegangan secara

garis besar dapat dibagi menjadi dua yakni regulator tegangan tetap (3 kaki) dan regulator

tegangan yang dapat diatur (3 kaki atau lebih).

IC regulator tegangan tetap yang sekarang populer adalah keluarga 78xx untuk tegangan

positif dan seri 79xx untuk tegangan negatif. Bentuk IC dan susunan kakinya adalah seperti

terlihat pada Gambar 7. Besarnya tegangan keluaran IC seri 78xx dan 79xx ini dinyatakan

dengan dua angka terakhir pada serinya. Contoh IC 7812 adalah regulator tegangan positif

dengan tegangan keluaran 12 volt, IC 7912 adalah regulator tegangan negatif dengan tegang

keluaran -12 volt.

IC Regulator tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. IC

regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yakni regulator tegangan tetap (3

kaki) dan regulator tegangan yang dapat diatur (3 kaki dan banyak kaki). Kaki di sini

menyatakan terminal IC. IC regulator tegangan tetap (3 kaki) yang sekarang ini populer adalah

seri 78 untuk tegangan positif dan seri 79 untuk tegangan negatif. Regulator seri 78 tersedia

dalam beberapa variasi tegangan keluaran mulai dari 5 volt sampai 24 volt, seperti 7805,

7806,7808, 7810, 7815, 7818, dan 7824. Besarnya tegangan keluaran IC seri 78 atau 79 ini

dinyatakan dengan dua angka terakhir dari serinya. Contoh IC 7805 adalah regulator tegangan

positif dengan tegangan keluaran 5 Volt. IC 7915 adalah regulator tegangan negative dengan

tegangan -15 Volt.

Keunggulan

Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai keunggulan di

antaranya:

1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan.

2. Aplikasi mudah dan hemat ruang

3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan

hubungsingkat

4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak hanya

melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.

Kekurangan

1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC 7805 kurang

tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt menjadi 5 Volt.

2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus output. Karena tegangan

input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan terjadi terjadi panas pada IC

regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang cukup.  

Jenis / Tipe Dasar IC Regulator Tegangan

Jenis-jenis atau tipe IC regulator tegangan itu dibedakan menjadi :

Fixed Voltage Regulator (78xx / 79xx Series)

Adjustable Voltage Regulator (LM317 series )

Fixed Voltage Regulator IC

IC Regulator jenis ini merupakan regulator yang tegangan keluaran-nya telah ditentukan

sehingga tidak banyak komponen tambahan untuk merangkai regulator menggunakan IC ini.

Contoh IC regulator ini yang paling populer adalah keluarga 78xx (positif) dan 79xx (negatif).

Tanda “xx” merupakan besar tegangan keluaran yang diatur oleh IC tersebut, contoh:

7805 / 7905 menghasilkan tegangan keluaran sebesar +5VDC / -5VDC.

7809 / 7909 menghasilkan tegangan keluaran sebesar +9VDC / -9VDC.

7812 / 7912 menghasilkan tegangan keluaran sebesar +12VDC / -12VDC.

7824 / 7924 menghasilkan tegangan keluaran sebesar +24VDC / -24VDC.

Rangkaian dasar dari jenis regulator ini bisa dilihat pada gambar di bawah ini.

Rangkaian dasar untuk 78xx

Rangkaian dasar untuk 78xx

Rangkaian dasar untuk 79xx

Cin : merupakan kapasitor input filter dengan kapasitas standar yang digunakan adalah

330nF.

Cout : merupakan kapasitor output filter dengan kapasitas standar yang digunakan adalah

100nF.

Dari kedua rangkaian regulator dasar di atas terlihat sangat sederhana bukan?! Yang

membedakan keduanya adalah polaritas-nya saja.

Fixed Voltage Regulator Dengan Output Current Boosting

Rangkaian regulator tegangan dasar di atas hanya mampu mengalirkan arus maksimal 1,5A

(berdasarkan datasheet), lalu bagaimana jika kita membutuhkan regulator tegangan dengan arus

yang lebih besar. Berikut ini merupakan rangkaian untuk meningkatkan arus keluaran di atas

1,5A.

Rangkaian Fixed Voltage Regulator Dengan Output Current Boosting

Nilai resistansi dari resistor R1 dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

Dimana:

R1 : resistansi resistor R1 dalam Ohm (Ω)

Q1hfe : Penguatan arus (Current Gain) pada transistor Q1 (lihat datasheet)

VBE : tegangan Basis-Emitter pada transistor Q1(lihat datasheet) dalam Volt (V)

IregMax : Arus maksimum yang dikeluarkan oleh IC regulator IC1 (lihat datasheet) dalam Ampere

(A)

IOMax : Arus keluaran maksimum yang kita inginkan dalam Ampere (A)

Sebagai contoh dengan menggunakan rangkaian di atas, kita membutuhkan arus keluaran

maksimum (IOMax) 5A, rangkaian regulator tegangan menggunakan IC 7805 dengan I regMax =

1A, transistor Q1 dengan hfe = 45 dan VBE = 1,8V. Berapa nilai R1 yang dibutuhkan?

Jawab :

R1 = (Q1hfe x VBE) / (IregMax x (Q1hfe + 1) – IOMax)

R1 = (70 x 1,8) / (1 x (45 +1) – 5)

R1 = 126 / 41

R1 = 3,07Ω

transistor Q1 merupakan transistor power dengan syarat memiliki hfe lebih besar sama dengan

arus keluaran maksimum (IOMax) dibagi arus regulator maksimum (IregMax)

Q1hfe ≥ IOMax / IregMax

Fixed Voltage Regulator Sebagai Regulator Arus

Selain sebagai regulator tegangan, IC 78xx juga dapat digunakan sebagai regulator arus seperti

yang terlihat pada gambar berikut ini.

Fixed Voltage Regulator Sebagai Regulator Arus

Secara teori arus maksimum yang dapat di regulasi oleh IC regulator 78xx adalah 1,5A.

Besarnya arus keluaran yang di regulasi ditentukan oleh persamaan berikut.

Iout = (Vxx/R) + Id

Dimana:

Iout = Arus keluaran yang di regulasi dalam Ampere (A)

Vxx = Tegangan keluaran IC regulator dalam Volt (V)

R = Resistansi resistor dalam Ohm (Ω)

Id = Arus bias regulator (bisa dilihat pada datasheet) dalam Ampere (A)

Contoh, diketahui suatu rangkaian regulator arus yang dibangun menggunakan IC regulator

7805, dengan Id = 8mA dan R = 10 Ω. Hitung berapa Iout?

Jawab:

Iout = (Vxx/R) + Id

Iout = (5/10) + 8x10-3

Iout = 0,5A

Fixed Voltage Regulator sebagai Regulator Tegangan Variabel

Walaupun fixed voltage regulator seperti IC 78xx sudah memiliki tegangan keluaran yang telah

ditetapkan, tetapi ternyata IC 78xx ini juga dapat bertindak sebagai regulator tegangan variabel

atau dengan kata lain dapat kita ubah-ubah tegangan keluaran –nya seperti tampak pada gambar

berikut.

Fixed Voltage Regulator sebagai Regulator Tegangan Variabel

Rangkaian di atas mampu menghasilkan tegangan keluaran 7V sampai dengan 30V hanya

dengan memutar potensiometer VR1. Adapun syarat dari regulator tegangan variabel

menggunakan IC 78xx ini adalah :

Vin – Vout ≥ 2V

Vin ≥ 35V (lihat datasheet untuk Vin maksimum)

Sebenarnya menggunakan fixed regulator 78xx sebagai regulator tegangan variabel ini jarang

digunakan, karena sebagian besar orang lebih memilih menggunakan IC LM317 sebagai

regulator tegangan variabe

Gambar rangkaian

Cara kerja rangkaian

Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir menuju fuse (F1)

yang berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian akan mengalir melalui dioda (D1)

yang berfungsi sebagai pengaman polaritas. Condensator C1 yang berfungsi sebagai filter dapat

dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan DC stabil misalnya dari sumber battery

(accu/aki).Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil. Fungsi C2

adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple tegangan) sedangkan

LED1 yang dipasang seri dengan resistor (R1) berfungsi sebagai indikator.

Analisis dan pembahasan