kuliah 2 1. sakelar ideal · pdf filerating tegangan dan arus yang memadai untuk aplikasi yang...

PTE409/GANJIL-2011 ELEKTRONIKA DAYA TEUM

KULIAH 2

1. Sakelar Ideal

Gambar 2.1 Sakelar ideal

Kriteria sakelar ideal:

Tidak ada rugi-rugi daya saat ON maupun OFF

Tidak ada rugi-rugi daya saat peralihan dari ON ke OFF ataupun sebaliknya

Untuk OFF ataupun ON hanya membutuhkan daya yang kecil

Bi-directional-kah?

Rating tegangan dan arus yang memadai untuk aplikasi yang diinginkan

Waktu turn ON dan turn-OFF cepat (kecil)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.


2. Jenis-jenis Semikonduktor

Berdasarkan derajat kemampuan pengendalinya, semikonduktor dibedakan

menjadi tiga kelompok (Gambar 2.1) , yakni: dioda, SCR dan controlable switch

(misal. BJT, MOSFET/IGBT). (baca: Mohan/ ref. 6)

Gambar 2-2 Jenis semikonduktor

Untuk keperluan analisis, setiap devais semikonduktor dianggap

berprilaku seperti sakelar ideal.

Instantaneous, lossless, and infinite current and voltage handling

capability.

breakdown voltage (BV) tinggi

ON resistance (Ron) rendah



waktu switching (tsw) singkat/cepat

Gambar 2.3 Generalisasi kurva I-V semikonduktor

3. Diode

Gambar 2.4Diode.



Prinsip:

Devais 2 terminal, Anode (A) dan Katode (K)

Dioda ideal akan ON ketika dibias maju dan OFF ketika arus bias maju

(iAK) menuju 0A.

Catatan: tegangan junction (barrier) saat bias maju (VF) berkisar 0,7V

Silikon; 0,3V untuk germanium

Aplikasi:

Penyearah (rectifier) tidak terkontrol (fixed dc output)

Freewheeling

Jenis-jenis dioda

Bipolar (p-n junction): dioda pada umumnya, LED

Schottky barrier: dioda sckhotty

Recovery

Fast (cepat)

Slow (lambat)



Gambar 2.2 Waktu pemulihan dioda

Majority carrier devices such as MOSFETS, Schottky diodes have low breakdown voltage in order to have acceptable ON resistance. They have very short switching times. Minority carrier devices such as BJTs, IGBTs, GTOs, SCRs, MCTs have low ON resistance, due to injection of large quantities minority carries into the depletion layer when switched ON. These can have high Breakdown voltage. These are however much slower than majority carrier devices.

Contoh-contoh Dioda:

Keluarga 1N200x

dengan x : rating arus dioda (x = 1,2,3,4)

Membaca Datasheet

di kelas!



4. Thyristor (Silicon Controlled Rectifier -SCR)

Aplikasi:

Penyearah terkontrol (regulated dc output)

Inverter

Dimmer/phase controlled

Cycloconverter

Karakteristik:

Gambar 2.3 SCR

ON bila gate diberi pulsa trigger (picu) positif saat SCR dibias maju

(Anode lebih positif dari katode)

OFF seperti halnya diode



Gate memerlukan daya kecil

Istilah-istilah penting dalam SCR:

BV: breakdown voltage (tegangan dadal/tembus) disebut juga breakover

BV forward: tegangan breakover saat bias maju (V(BR)),

Catatan Desain:

Jika sebuah SCR memiliki VBR= 225V,

o maka bila terminal anode dan katode SCR mendapatkan

tegangan maju sebesar 250 V, maka SCR akan konduksi meski

gate tidak dipicu.

Ingat!!!: keadaan ini tidak boleh terjadi saat anda mendesain

aplikasi

o Tetapi apabila tegangan bias maju tersebut masih dibawah

VBR, SCR akan tetap dalam kondisi OFF selama gate tidak diberi

pulsa trigger positif.

Ingat!!!:

sebaiknya cek pulsa gate (lebih bagus dengan

mengecek tegangan jatuh pada resistor gate

kemungkinan terjadi missfiring (gagal picu)

sehingga ada baiknya seorang perancang

membuat pulsa gate berbentuk train pulse.

Gambar 2.4 train pulse

gagal alternatif



BV reversed: tegangan breakdown saat bias mundur

o Contoh: VBV = 200V

Ingat!!!:

Jangan

IT : Arus treshold

IH : Arus holding (Penahan)



5. Diode vs SCR

Gambar 2.4 Penyearah SCR



6. Controllable Switch

7. BJT

8. MOSFET

9. IGBT

10. GTO

11. Perbandingan Controllable Switch

Materi 6-11 cek di slidenya UNSW. trims

Referensi & Bacaan Lanjutan (Mohon dibaca!!!)

1. Aripriharta. (2010). Elektronika Daya Praktis. TEFTUM.

2. Bose, B.K., (2002).”Modern power electronics and AC drives”. USA, New Jersey: Prentice Hall, Inc.

3. Emadi, A. et. Al.(2009). “Integrated Power Electronic Converters and Digital Control”.USA, New York: Taylor and Francis Group, LLC

4. Erickson, R.W. “Fundamentals of Power Electronics”. New York: Kluwer Academic Publishers.

5. Rashid, M.H. (2001).”Power Electronics Handbook”. Usa: Academic Press.

6. Mohan (2003).”Power Electronics Converters, Applications, And Design”. John Wiley & Sons, Inc.

7. Shepherd, W., Zang, L. (2004). “Power Converter Circuits”. New York: Marcel Dekker, Inc.

8. Williams, B.W.”(2009). Power Electronics Devices, Drivers, Applications, And Passive Components”. University Of Strathclyde, Glasgow.

9. Shaffer, R. (2007). “Fundamentals of Power Electronics with MATLAB”. USA, Massachusset: Thomson Learning, Inc.

10. F. Rahman. Lecture 1 - Introduction to power electronics (Slide)


kuliah 2 1. sakelar ideal · pdf filerating tegangan dan arus yang memadai untuk aplikasi yang...

Documents