kegiatan belajar 7 ic regulator tegangan

20
Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan Agus RiyAnto, st 122 KEGIATAN BELAJAR 7 IC REGULATOR TEGANGAN Pendahuluan Penggunaan regulator tegangan tujuannya adalah untuk mendapatkan tegangan DC yang konstan. Komponen ini biasa diletakkan setelah rangkaian filter catu daya. Beberapa jenis regulator baik linier maupun switching telah tersedia dalam sebuah bentuk rangkaian terpadu (IC). Umumnya regulator linier berbentuk IC dengan 3 terminal yang menghasilkan tegangan positif maupun negatif, baik yang tetap maupun yang dapat diatur. Sedangkan salah satu contoh regulator switching berbentuk IC dengan 16 pin. Sebelum membahas IC-IC regulator, ada baiknya dibahas terlebih dahulu dasar dari pengaturan tegangan dan prinsip dasar dari regulator tegangan linier seri, shunt dan regulator switching. Hasil Pembelajaran Setelah mempelajari bahasan ini dan mengerjakan soal-soal latihan yang ada saudara dapat : 1. Menjelaskan Dasar Pengaturan Tegangan 2. Menjelaskan Dasar Regulator Tegangan Linier (Seri, Shunt) dan Switching 3. Menjelaskan berbagai jenis komponen IC regulator tegangan dan aplikasinya Kriteria Penilaian Keberhasilan saudara dalam memahami bab ini diukur dengan kriteria penilaian berikut : 1. Menjelaskan pengaturan sumber dan pengaturan beban 2. Menjelaskan regulator tegangan linier seri dengan op-amp 3. Menjelaskan regulator tegangan linier shunt 4. Menjelaskan regulator tegangan switching 5. Menjelaskan penggunaan IC-IC regulator tegangan linier 6. Menjelaskan penggunaan IC regulator tegangan switching Sumber Pustaka : 1. Nigel P. Cook, 2005, Introductory DC/AC Electronics, sixth edition, Pearson Prentice Hall, New Jersey, USA.

Upload: tomi-pujiyanto

Post on 04-Aug-2015

46 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 122

KEGIATAN BELAJAR 7

IC REGULATOR TEGANGAN

Pendahuluan Penggunaan regulator tegangan tujuannya adalah untuk mendapatkan tegangan

DC yang konstan. Komponen ini biasa diletakkan setelah rangkaian filter catu daya.

Beberapa jenis regulator baik linier maupun switching telah tersedia dalam

sebuah bentuk rangkaian terpadu (IC). Umumnya regulator linier berbentuk IC dengan 3

terminal yang menghasilkan tegangan positif maupun negatif, baik yang tetap maupun

yang dapat diatur. Sedangkan salah satu contoh regulator switching berbentuk IC dengan

16 pin.

Sebelum membahas IC-IC regulator, ada baiknya dibahas terlebih dahulu dasar

dari pengaturan tegangan dan prinsip dasar dari regulator tegangan linier seri, shunt dan

regulator switching.

Hasil Pembelajaran

Setelah mempelajari bahasan ini dan mengerjakan soal-soal latihan yang ada saudara

dapat :

1. Menjelaskan Dasar Pengaturan Tegangan

2. Menjelaskan Dasar Regulator Tegangan Linier (Seri, Shunt) dan Switching

3. Menjelaskan berbagai jenis komponen IC regulator tegangan dan aplikasinya

Kriteria Penilaian

Keberhasilan saudara dalam memahami bab ini diukur dengan kriteria penilaian berikut :

1. Menjelaskan pengaturan sumber dan pengaturan beban

2. Menjelaskan regulator tegangan linier seri dengan op-amp

3. Menjelaskan regulator tegangan linier shunt

4. Menjelaskan regulator tegangan switching

5. Menjelaskan penggunaan IC-IC regulator tegangan linier

6. Menjelaskan penggunaan IC regulator tegangan switching

Sumber Pustaka :

1. Nigel P. Cook, 2005, Introductory DC/AC Electronics, sixth edition, Pearson

Prentice Hall, New Jersey, USA.

Page 2: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 123

2. Robert T. Paynter, 2006, Introductory Electronic Devices and Circuits

Conventional Current Flow, seventh edition, Prenhall Inc. New Jersey, USA.

3. Thomas Floyd, David Buchla, 2002, Fundamentals of Analog Circuits, 2nd

edition, Prentice Hall Inc, New Jersey USA.

4. www.alldatasheet.com

5. www.national.com

6. www.onsemi.com

7.1. Pengaturan Tegangan (Voltage Regulation) Pengaturan tegangan terbagi menjadi dua bagian yaitu pengaturan sumber itu

sendiri dan pengaturan terhadap beban.

7.1.1. Pengaturan sumber (line regulation)

Pengaturan sumber adalah ukuran kemampuan sebuah power supply untuk

menjaga tegangan output agar tetap konstan meskipun tegangan inputnya berubah.

Pengaturan sumber biasa dinyatakan sebagai persentase perubahan tegangan output

terhadap perubahan tegangan input.

Line Regulation =

VinVout x 100%

Kadang-kadang pengaturan sumber dinyatakan juga sebagai persentase perubahan

tegangan output per volt dibagi dengan perubahan tegangan input, sehingga

persamaannya menjadi

Line Regulation =

VinVoutVout / x 100%

Dan satuannya menjadi %/V.

Contoh 1:

Pada saat input regulator berkurang sebesar 5 V, outputnya berkurang sebesar 0,25 V.

Jika tegangan output nominal 15 V, tentukan besarnya pengaturan sumber dinyatakan

dalam % dan dalam %/V !

Page 3: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 124

Penyelesaian :

Pengaturan sumber I :

Line Regulation =

VinVout

x 100% =

525,0

x 100% = 5 %

Pengaturan sumber II :

Line Regulation =

VinVoutVout /

x 100% =

VVV

515/25,0

x 100%

Line Regulation = 0,33% / Volt

7.1.2. Pengaturan Beban (Load Regulation)

Pengaturan beban (Load Regulation) adalah ukuran kemampuan sebuah

power supply untuk menjaga agar tegangan outputnya tetap konstan meskipun

bebannya berubah dan dinyatakan dalam %. Persamaannya adalah

Load Regulation =

Vfl

VflVnl x 100%

Dimana VNL = Tegangan keluaran tanpa beban

VFL = Tegangan keluaran beban penuh

Ekspresi lain dari pengaturan beban adalah seperti persamaan di bawah ini, menyatakan

persentase perubahan tegangan output setiap perubahan arus beban sebesar 1 mA..

Satuannya adalah %/mA.

Load Regulation =

Rfl

Rout x 100%

Contoh 2:

Sebuah regulator tegangan memiliki tegangan tanpa beban 12,1 V dengan rating arus 200

mA. Pada saat arus maksimum, tegangan output berkurang menjadi 12 V. Tentukan

persentase pengaturan beban !

Penyelesaian :

Persentase pengaturan beban

Load Regulation =

Vfl

VflVnlx100% =

VVV

12121,12

x100% = 0,83%

Page 4: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 125

Ekspresi lainnya

Load Regulation = mA200%83,0

= 0,0042%/mA

7.2. Klasifikasi Dasar Regulator Tegangan

Klasifikasi dasar dari regulator tegangan meliputi regulator linier dan regulator

switching. Kedua jenis regulator tegangan ini tersedia dalam bentuk IC. Selain itu ada

juga jenis regulator tegangan yang menggunakan komponen diskrit yaitu dioda zener dan

transistor. Pada pembahasan ini kita hanya akan membahas regulator tegangan yang

menggunakan IC baik linier maupun switching.

7.2.1. Regulator Tegangan Linier

7.2.1.1. Regulator Seri Ada dua jenis regulator linier yaitu regulator seri dan regulator shunt (paralel).

Diagram balok regulator seri ditunjukkan pada gambar 7.1 (a) sedangkan komponen-

komponen penyusunnya ditunjukkan dalam bentuk diagram balok pada gambar 7.1 (b).

Elemen pengendali (pengontrol) adalah seri dengan beban dan terletak antara

input dan output. Rangkaian sampling mendeteksi perubahan pada tegangan output.

Error detector membandingkan tegangan sample dengan tegangan referensi. Hasilnya

digunakan oleh elemen pengendali untuk mengkompensasi perubahan tegangan output

agar tetap konstan.

Rangkaian dasar regulator tegangan seri dengan op-amp ditunjukkan pada

gambar 7.2. Pembagi tegangan resistor (R2 dan R3) mendeteksi perubahan pada tegangan

output. Pada saat tegangan output berkurang yang disebabkan oleh berkurangnya

tegangan input atau pada arus beban, pembagi tegangan akan memberikan tegangan

yang sebanding kepada input inverting op-amp. Karena tegangan referensi nilainya tetap,

maka akan terjadi tegangan error kecil pada kedua input op-amp. Tegangan ini akan

dikuatkan sehingga keluaran op-amp tinggi. Pertambahan tegangan ini diberikan pada

basis Q1, sehingga menyebabkan tegangan emitor (tegangan keluaran) akan bertambah

sampai tegangan pada input inverting sama dengan tegangan referensi. Proses yang

sebaliknya akan terjadi bila tegangan output mengalami kenaikan. Dengan demikian akan

dihasilkan tegangan keluaran yang stabil.

Page 5: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 126

Gambar 7.1. Diagram balok regulator seri

Vin Vout

R3

R2

Q1 Contol Eleme

D1

R1 Error Detector

Gambar 7.2. Rangkaian dasar regulator seri dengan op-amp

Op-amp pada rangkaian tersebut sebenarnya merupakan sebuah penguat non

inverting, dimana input non inverting berasal dari tegangan referensi dan input inverting

dari rangkaian umpan balik negatif R2 dan R3. Sehingga penguatan tegangan tertutupnya

adalah

ACL = 1 + 3

2

RR

Regulator Seri VIN VOUT

(a)

Control Element

Reference Voltage

Error Detector

Sample Circuit

VIN VOUT

(b)

Page 6: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 127

Dengan demikian tegangan keluaran dari regulator seri ini adalah

VOUT =

3

21RR

. VREF

Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa tegangan output regulator ditentukan oleh

tegangan referensi (VREF) dan perbandingan umpan balik R2/R3, sehingga tidak

tergantung pada tegangan input.

Contoh 3 :

Tentukan tegangan output dan tegangan basis Q1 rangkaian pada gambar 7.2, jika R1 =

1K, VZ = 5,1V, R2 = 10K dan R3 = 10K !

Penyelesaian :

Tegangan referensi adalah 5,1V (tegangan zener), sehingga tegangan keluaran regulator

adalah

VOUT =

KK

10101 . 5.1 V = 10,2 V

Dan tegangan basis Q1 adalah

VB = 10,2 V + VBE = 10,2V + 0,7V = 10,9 V

7.2.1.2. Regulator Shunt (Paralel)

Representasi sederhana dari regulator linier tipe shunt ditunjukkan pada gambar

7.3 (a) dan komponen dasarnya ditunjukkan dalam gambar 7.3 (b).

Page 7: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 128

Gambar 7.3. Diagram balok regulator shunt.

Vin Vout

Vref

Sample circuit

Control Element

RL

R4

R3Q1

D1

Error DetectorR2

R1

Gambar 7.4. Rangkaian regulator shunt op-amp

R1

Shunt Regulator

VIN VOUT

(a)

VIN

(b)

R1

Reference Voltage

Error Detector

Control Element

Sample Circuit

VOUT

Page 8: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 129

Pada gambar 7.4, elemen pengendali adalah transistor Q1, yang parallel dengan R

beban. Resistor R1 seri dengan beban. Kerjanya mirip dengan regulator seri, kecuali

bahwa pengaturan dapat dicapai dengan mengendalikan arus yang melewati transistor

parallel Q1.

Pada saat tegangan output berkurang yang diakibatkan oleh tegangan input

ataupun oleh perubahan beban, akan terdeteksi oleh R3 dan R4, dan diumpankan ke input

non inverting dari op-amp. Hasilnya akan mengurangi tegangan output op-amp (VB) yang

juga menyebabkan berkurangnya arus kolektor. Berkurangnya arus kolektor analog

dengan bertambahnya tahanan rCE. Sehingga pembagian tegangan antara R1 dan rCE akan

berubah juga. Aksi ini menyebabkan naiknya tegangan output (parallel dengan rCE) dan

menjaga tegangan keluar tetap konstan.

7.2.2. Regulator Tegangan Switching Pada regulator tegangan switching terdapat tiga mode kerja, yaitu mode step

down, mode step up dan inverter tegangan. Berikut ini akan dijelaskan tiga mode kerja

regulator tersebut.

7.2.2.1. Konfigurasi Step Down

Dalam konfigurasi step down, tegangan output selalu lebih rendah daripada

tegangan inputnya. Rangkaian dasar regulator switching dalam mode step down

ditunjukkan pada gambar 7.5. Transistor Q1 digunakan untuk men-switch tegangan input

pada saat siklus aktif yang didasarkan pada keperluan beban regulator. Filter LC

kemudian digunakan untuk merata-ratakan tegangan switch dari transistor. Karena Q1

hanya ON atau OFF saja, maka kerugian daya pada elemen kontrol relatif lebih kecil.

Sehingga regulator switching banyak digunakan terutama untuk aplikasi daya yang tinggi

atau dalam aplikasi yang memerlukan efisiensi yang tinggi.

Interval ON dan OFF dari Q1 menentukan pengisian dan pembuangan muatan

oleh kapasitor. Kapasitor mengisi saat Q1 ON dan membuang muatannya saat Q1 OFF.

Pada saat kondisi ON bertambah relatif terhadap OFF, kapasitor mengisi lebih banyak,

sehingga tegangan output akan bertambah. Sebaliknya jika kondisi ON berkurang relatif

terhadap kondisi OFF, maka kapasitor membuang muatannya lebih banyak sehingga

tegangan output akan berkurang. Sehingga dengan mengatur siklus hidup transistor Q1

tegangan output dapat diatur. Induktor digunakan untuk menghaluskan fluktuasi

tegangan output yang disebabkan oleh pengisian dan pembuangan muatan kapasitor.

Timing diagram dari siklus transistor dan tegangan output ditunjukkan pada gambar 7.6.

Page 9: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 130

variablepulse-widthoscillator

VIN VOUTRL

A

D2

R1

R3

R2C

L

D1

Q1

Gambar 7.5. Rangkaian dasar regulator switching konfigurasi step down

Siklus hidup transistor Q1 adalah

ton = offon

on

ttt

Sehingga idealnya tegangan output sama dengan

VOUT =

Tton . VIN

T adalah perioda siklus on-off transistor Q1 dimana perioda T adalah jumlah waktu hidup

dan waktu mati dari transistor Q1 atau T = (ton + toff)

Proses pengaturan tegangannya adalah sebagai berikut. Pada saat VOUT turun,

waktu hidup (ton) Q1 bertambah, dan menyebabkan penambahan jumlah muatan pada C

untuk mengkompensasi pengurangan tegangan pada output sehingga kembali ke keadaan

semula. Begitu juga sebaliknya, jika VOUT naik, ton Q1 berkurang, sehingga cukup

mengurangi pengisian muatan kapasitor, dan menyebabkan tegangan output berkurang.

Page 10: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 131

7.2.2.2. Konfigurasi Step Up

Rangkaian dasar regulator switching mode step up ditunjukkan pada gambar 7.7.

Dari gambar tersebut terlihat bahwa transistor Q1 digunakan sebagai switch ke ground.

Pada saat Q1 hidup sebuah tegangan yang nilainya mendekati VIN diinduksikan

pada L. Selama waktu hidup Q1 (ton) tegangan induktor berkurang dari nilai

maksimumnya dan dioda D1 mendapat bias balik. Semakin lama Q1 on maka VL akan

semakin kecil. Selama waktu hidup (ton) kapasitor hanya sedikit membuang muatannya

ke resistansi beban.

VOUT

VOUT

ton toff

ton toff

VOUT

ton toff

(a) Tegangan output dipengaruhi oleh siklus hidup transistor Q1

(b) Siklus hidup transistor Q1 bertambah, tegangan output bertambah

(c) Siklus hidup transistor Q1 berkurang, tegangan output berkurang

Gambar 7.6. Timming diagram siklus hidup transistor

Q1On/Off control

Q1On/Off control

Q1On/Off control

Page 11: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 132

Variablepulse-widthoscillator

VIN VOUT

RL

A

D2

R1

L

R3

R2

C

D1

Q1

Gambar 7.7. Rangkaian dasar regulator switching mode step up

Pada saat Q1 off, tegangan induktor secara tiba-tiba memiliki polaritas yang

berlawanan dan menambah tegangan input, dioda D1 mendapat bias maju dan membuat

kapasitor mengisi muatannya. Tegangan output sama dengan tegangan kapasitor dapat

memiliki nilai yang lebih tinggi dari VIN karena kapasitor diisi oleh VIN ditambah tegangan

induksi pada induktor selama waktu mati transistor Q1 (toff).

Semakin panjang ton Q1, tegangan induktor semakin banyak berkurang dan

perubahan polaritas induktor akibat Q1 off menghasilkan tegangan yang semakin besar.

Tegangan output tergantung pada aksi medan magnet induktor (ton) dan pengisian

muatan kapasitor (toff).

Pengaturan tegangan dibuat dengan pengaturan ton Q1 sebagai akibat dari

perubahan tegangan output yang disebabkan oleh perubahan tegangan input atau

perubahan arus beban. Jika VOUT naik ton Q1 akan berkurang yang menghasilkan suatu

pengurangan dalam pengisian kapasitor. Jika VOUT turun ton Q1 akan bertambah sehingga

muatan yang dapat diisikan ke kapasitor semakin banyak. Pengaturan tegangan dengan

cara seperti ini akan menghasilkan tegangan keluaran yang sangat konstan.

7.2.2.3. Konfigurasi Inverter Tegangan Tipe ketiga dari regulator switching menghasilkan tegangan output yang memiliki

polaritas berlawanan dengan tegangan inputnya. Rangkaian dasarnya ditunjukkan pada

gambar 7.8.

Page 12: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 133

Variablepulse-widthoscillator

+VIN -VOUT

A

D2

R1RL

R3

R2

D1

CL

Q1

Gambar 7.8. Rangkaian dasar regulator Inverter Tegangan

Pada saat Q1 mulai hidup (ON) tegangan induktor naik sampai mendekati VIN.

Selama Q1 on, dioda mendapat bias balik dan tegangan induktor berkurang dari nilai

maksimumnya. Kemudian pada saat Q1 off, tegangan induktor berbalik arah, sehingga

dioda mendapat bias maju, mengisi kapasitor dan menghasilkan tegangan keluaran

negatif. On dan off nya transistor Q1 yang berulang-ulang menghasilkan pengisian dan

pembuangan muatan kapasitor yang berulang juga, dan ini dihaluskan oleh aksi filter LC.

Seperti pada konfigurasi step up, semakin singkat transistor hidup (ton<),

tegangan output semakin besar dan sebaliknya. Efisiensi regulator switching dapat lebih

dari 90%.

7.3. IC Regulator Tegangan

7.3.1. IC Regulator Tegangan Linier IC Regulator Tegangan Linier adalah alat yang digunakan untuk menjaga

tegangan output dari power supply dc relatif konstan meskipun tegangan input atau arus

beban berfluktuasi. Sebagian besar IC regulator tegangan merupakan peralatan yang

memiliki 3 terminal.

Ada beberapa tipe IC regulator tegangan yaitu :

1. Regulator positif tetap dan regulator negatif tetap Yaitu regulator yang mampu menghasilkan keluaran tegangan positif atau negatif

dengan nilai tertentu. Contohnya MC 7805 (positif 5V) atau MC 7905 (negatif 5V).

Input tegangan untuk IC ini harus lebih tinggi minimal 2V dari tegangan keluaran

yang dicantumkan pada IC. Sebagai contoh, untuk IC MC 7805, maka tegangan

Page 13: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 134

input minimum adalah 7 Volt. Contoh rangkaian power supply yang

menggunakan IC jenis ini ditunjukkan pada gambar 7.9.

+5V

0

220Vac

C2=1uF

IN

COM

OUTMC7805B

C1=1000uF

BRIDGE

F

T1

Gambar 7.9. Contoh power supply +5V

(a) (b)

Gambar 7.10. (a) IC 78XX (b) IC 79XX

2. Adjustable Regulator Positif dan Negatif

Jenis IC ini menghasilkan tegangan keluaran DC yang dapat diatur. Contohnya

adalah IC LM317. IC ini memiliki jangkauan tegangan keluaran mulai dari +1,25V

sampai dengan +37V. Jenis IC regulator dengan tegangan negatif contohnya

adalah IC LM 337. Gambar 2.26 memperlihatkan rangkaian power supply dengan

keluaran yang dapat diatur, dengan mengatur R2. LM317 menjaga tegangan

konstan 1,25 V antara output dan terminal pengatur. Ini menghasilkan nilai arus

yang tetap pada R1 sebesar 52 mA (1,25V/240Ω). IADJ untuk IC LM 317 biasanya

sekitar 50μA. Keluaran diambil dari kedua resistor (R1 dan R2) dan dapat dicari

dengan persamaan

VOUT = 1,25 V

1

21RR

+ IADJ . R2

Page 14: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 135

Vin 220VacVOUT

T

C3

R2

R1

C2

IN

COM

OUTLM317

C1

BRIDGE

Gambar 7.11. Adjustable positif power supply

(a) (b)

Gambar 7.12. (a) IC LM317 (b) IC LM337

3. Dual Tracking voltage regulator. Jenis IC regulator tegangan ini mampu menghasilkan tegangan positif dan negatif

sekaligus dengan nilai yang sama. Sebagai contoh IC RC 4195 menghasilkan

output +15V dan -15V. Selain tegangan tetap, ada juga IC yang menghasilkan

tegangan yang dapat diatur (adjustable). Contoh rangkaian regulator dual

tracking ditunjukkan pada gambar 7.13.

Page 15: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 136

Vin 220Vac +Vdc

-Vdc

CT

C6

C5

IN

COM

OUTFixed -

IN

COM

OUTFixed +

C4

C3

C2

C1

BRIDGE

Gambar 7.13. Dual polarity power supply

Gambar 7.14. (a) Diagram balok IC RC4195 (b) Kemasan IC RC 4195

7.3.2. IC Regulator Tegangan Switching Salah satu contoh IC regulator tegangan switching adalah IC LM78S40 yaitu IC

buatan national semikonduktor yang tersedia dalam kemasan DIP 16 pin. IC ini bisa

digunakan dalam tiga mode yaitu step down, step up dan juga inverter tegangan. Gambar

7.15 menunjukkan diagram skematik IC LM78S40.

Beberapa rangkaian aplikasi untuk IC LM78S40 ditunjukkan pada gambar 7.16

untuk mode step down, gambar 7.17 mode step up dan gambar 7.18 mode inverter

tegangan. Selengkapnya mengenai jenis IC ini dapat dilihat pada lampiran data sheet di

bagian akhir buku ini.

Page 16: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 137

Gambar 7.15. Diagram skematik IC LM78S40

Gambar 7.16. IC LM78S40 dalam mode step down

Page 17: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 138

Gambar 7.17. IC LM78S40 dalam mode step up

Gambar 7.18. IC LM78S40 dalam mode inverter tegangan

Page 18: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 139

Rangkuman

Regulator tegangan menjaga agar tegangan output DC tetap konstan pada saat

tegangan input atau beban berubah.

Pada dasarnya regulator tegangan terdiri dari sumber tegangan referensi, error

detector, sampling circuit dan elemen pengendali. Biasanya terdapat juga

rangkaian proteksi.

Kategori dasar regulator tegangan adalah regulator tegangan linier dan regulator

switching.

Regulator tegangan linier dapat dibagi menjadi regulator seri dan shunt.

Dalam regulator linier seri elemen pengendali (transistor) seri dengan beban,

sedangkan dalam regulator shunt transistor paralel dengan beban.

Ada tiga jenis konfigurasi dasar regulator switching yaitu step down, step up dan

inverting.

Regulator switching lebih efisien daripada regulator linier, sehingga banyak

digunakan pada rangkaian-rangkaian yang memerlukan tegangan rendah dan

arus yang besar.

Soal-soal Latihan

I. Pilihlah jawaban yang anda anggap paling benar !

1. Dalam kasus pengaturan sumber

a. jika temperatur berubah, tegangan output tetap

b. jika tegangan output berubah, arus beban tetap

c. jika tegangan input berubah, tegangan output tetap

d. jika beban berubah, tegangan output tetap

2. Dalam kasus pengaturan beban

a. jika temperatur berubah, tegangan output tetap

b. jika tegangan output berubah, arus beban tetap

c. jika tegangan input berubah, tegangan output tetap

d. jika beban berubah, tegangan output tetap

3. Di bawah ini yang bukan merupakan bagian dari rangkaian dasar regulator tegangan

adalah

a. control element b. sampling circuit

c. voltage follower d. error detector

4. Perbedaan yang paling mendasar antara regulator linier seri dan shunt adalah

a. kemampuan arus yang dapat dihandel

Page 19: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 140

b. posisi dari control element

c. jenis sample circuit

d. jenis error detector

5. Dalam regulator seri, tegangan output ditentukan oleh

a. control element b. sample circuit

c. reference voltage d. jawaban b dan c benar

6. Fungsi utama dari pembatas arus pada regulator adalah

a. melindungi regulator dari arus yang berlebihan

b. melindungi beban dari arus yang berlebihan

c. untuk mencegah trafo dari kebakaran

d. untuk menjaga agar tegangan keluaran konstan

7. Dalam sebuah regulator linier, transistor pengendali menghantar pada

a. sebagian kecil saja dari waktu b. setengah dari waktu

c. sepanjang waktu d. hanya pada saat arus beban berlebihan

8. Dalam sebuah regulator switching, transistor pengendali menghantar pada

a. sebagian dari waktu b. sepanjang waktu

c. jika tegangan input melewati batas d. hanya pada saat overload

9. Salah satu contoh IC yang merupakan regulator linier dan positif adjustable adalah

a. IC LM7809 b. IC LM317

c. IC LM78S40 d. IC LM337

10. Sebuah transistor pass eksternal yang biasa digunakan pada regulator berfungsi untuk

a. meningkatkan tegangan output

b. memantapkan pengaturan tegangan

c. meningkatkan kemampuan arus regulator

d. melindungi dari hubungsingkat rangkaian

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini !

1. Apa yang dimaksud dengan rangkaian regulator tegangan ? Jelaskan !

2. Output nominal sebuah regulator tegangan 8 V. Tegangan output ini berubah

sebesar 2 mV pada saat tegangan input berubah dari 12 V menjadi 18 V. Berapa %

pengaturan sumber tegangan tersebut ? Berapa pengaturan sumber dalam %/V ?

3. Sebuah regulator tegangan memiliki tegangan output tanpa beban 10V dan pada

saat beban penuh tegangan menjadi 9,90V. Berapa % pengaturan beban ? Jika

arus beban penuh adalah 250 mA, berapa pengaturan beban dalam %/mA?

4. Gambarkan diagram balok dari regulator linier seri ! Jelaskan fungsi dari setiap

bagian pada diagram balok tersebut !

Page 20: Kegiatan Belajar 7 Ic Regulator Tegangan

Komponen eleKtroniKa 2 – ic regulator tegangan

Agus RiyAnto, st 141

5. Gambarkan diagram balok dari regulator linier shunt ! Jelaskan fungsi dari setiap

bagian pada diagram balok tersebut !

6. Apa keuntungan rangkaian regulator shunt yang tidak dimiliki oleh rangkaian

regulator seri ?

7. Pada gambar di bawah ini, berapa rating daya resistor yang diperlukan untuk R1,

jika tegangan input maksimumnya 18 Volt ?

+Vin +Vout

Q1

R4

R3

R1

56

R2

D1

Op-amp

8. Jika pada rangkaian di atas tegangan maksimumnya 24 Volt dan R1 diganti

nilainya dengan 100Ω, berapa rating daya resistor yang harus digunakan ?

9. IC LM 317 digunakan dalam rangkaian dengan resistansi pengatur R1 = 1K dan R2

= 10K (Potensiometer). Tentukan tegangan output minimum dan maksimumnya !

(IADJ = 50 μA).

Vin 220VacVOUT

T

C3

R2

R1

C2

IN

COM

OUTLM317

C1

BRIDGE

10. Jelaskan tiga jenis rangkaian regulator tegangan switching !