m o dul prak tik u m elektronika daya · 1. melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah...

M O DU L PRAK TIK U M

ELEKTRONIKA DAYA

LABORATURIUM KONVERSI ENERGI LISTRIK

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

U N I V E R S I T A S I N D O NE S I A

2018

Modul Praktikum Elektronika Daya

Laboratorium Konversi Energi Listrik

1

MODUL 1 BRIEFING PRAKTIKUM

Briefing praktikum dilaksanakan hari Senin, 17 September 2018 pukul

18.45. Seluruh praktikan wajib hadir karena pada briefing, terdapat pre-test.

Materi pretest dapat di pelajari pada Bab 1 di buku Power Electronics Circuits,

Devices, and Applications – M. H. Rashid dan Power Electronics – Ned Mohan.

Modul Praktikum Elektronika Daya 2


MODUL 2 DIODA DAYA

Tujuan

1. Memahami karateristik dari Dioda Daya

2. Memahami jenis-jenis dari Dioda Daya

Dasar Teori

Dioda daya merupakan device semikonduktor yang terdiri dari anoda dan

katoda, yang dipergunakan untuk daya yang besar. Prinsip kerja dari dioda daya

sama dengan dioda sinyal yaitu secara umum adalah dioda akan on (konduksi)

apabila tegangan yang diberikan pada anoda lebih besar dari tegangan katoda (Vs

> 0 ). Pada saat on dioda dapat digambarkan sebagai rangkaian short circuit,

sedangkan pada saat off dioda dapat digambarkan sebagai rangkaian open circuit.

Berdasarkan prinsip kerja dioda maka dalam aplikasinya dalam elektronika daya

dioda digunakan sebagai penyearah.

Dioda dilambangkan seperti pada gambar di bawah ini :

Yang membedakan dioda daya dengan dioda sinyal yaitu dioda daya:

• Memiliki daya yang besar

• Kemampuan menangani tegangan dan arus yang lebih besar

• Kecepatan pensaklaran (respon frekuensi) lebih rendah



3

Kurva karakteristik dioda daya:

Dioda daya dapat dibagi menjadi tiga jenis antara lain:

• General-purpose diodes

• Fast-recovery Dioda

• Dioda Schottky

Hal-hal yang perlu dipelajari:

a. Dasar divais elektronika

b. Tipe-tipe pencatuan pada dioda

c. Kurva karakteristik Dioda

d. Buku Power Electronics karangan Muhammad H.Rashid

(Chapter: Power Semiconductor Diodes & Circuit)

Peralatan Percobaan • Software Pspice

Modul Praktikum Elektronika Daya 2


• Software ORCAD

• Power Electronic Simulation

Modul Praktikum Elektronika Daya Laboratorium Konversi Energi Listrik

Prosedur Percobaan

1. Buka Pspice, buka file Half_wave_rectifier_FWD.mdl

2. Atur besar nilai resistor sesuai dengan yang ditentukan oleh asisten

3. Catat dan amati nilai tegangan rms dan arus rms beban

4. Gambarkan grafik sesuai yang diminta pada lembar data percobaan

5. Lakukan langkah 2-4 dengan beban resistif-induktif (terhubung seri) dan

beban resistif-kapasitif (terhubung seri).

Tugas

1. Gambarkan rangkaian percobaan di atas dengan komponen komponennya!

2. Gambarkan bentuk gelombang keluaran di atas untuk masing-masing beban!



5

MODUL 3 DIODA RECTIFIERS

Tujuan

1. Melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah setengah gelombang tanpa

beban pada sumber satu fasa.

2. Melihat bentuk gelombang yang dihasilkan pada beban yang berbeda.

3. Melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah gelombang penuh tanpa

beban pada sumber satu fasa.

4. Melihat bentuk gelombang yang dihasilkan pada beban yang berbeda.

Dasar Teori

1. Penyearah Setengah Gelombang Satu Fasa

Penyearah setengah gelombang merupakan penyearah tegangan bolak

balik ( AC ) menjadi tegangan DC dengan melewatkan tegangan pada saat

tegangan yang diberikan pada anoda lebih besar dari tegangan pada katoda.

Sehingga bentuk gelombang keluaran yang dihasilkan akan terjadi pada setengah

perioda dengan tegangan yang dihasilkan adalah nol pada period yang lainnya.

Rangkaian penyearah setengah gelombang:

2. Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa



6

Pada saat tegangan input ( Vs ) yang diberikan >0 maka D1 dan D4 akan

menghantar ( konduksi ) dan selama Vd<0 maka D2 dan D3 akan menghantar.

Fungsi dari dua buah dioda yang bekerja secara bersamaan adalah sebagai

pembalik gelombang sehingga gelombang keluaran yang didapat pada setiap

periodanya tidak ada gelombang yang bernilai nol.

Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh:


a. Aplikasi diode sebagai penyearah setengah gelombang

b. Aplikasi diode sebagai penyearah gelombang penuh

c. Aplikasi diode sebagai penyearah tiga fasa

d. Buku Power Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DIODE RECTIFIERS)

Peralatan Percobaan

A. Percobaan 1 (Penyearah Setengah Gelombang Satu Fasa)

1. Seperangkat Komputer

2. Software Pspice



7

B. Percobaan 2 (Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa)


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

A. Percobaan 1

1. Buka Pspice, buka file Half_wave_rectifier_FWD.mdl






B. Percobaan 2

1. Buka MATLAB, buka file Full_wave_rectifier.mdl






Tugas

1. Gambarkan rangkaian percobaan di atas dengan komponen

komponennya!



2. Gambarkan abentuk gelombang keluaran di atas untuk

masing-masing beban!

3. Gambarkan rangkaian percobaan di atas dengan komponen

komponennya!

4. Gambarkan bentuk gelombang keluaran di atas untuk masing-masing

beban!



MODUL 4 THYRISTOR

Tujuan

1. Memahami karakteristik dan prinsip kerja thyristor.

Dasar Teori

Thyristor adalah divais semikonduktor daya yang berfungsi sebagai

switch, yang beroperasi dari keadaan non konduksi menjadi keadaan konduksi.

Thyristor tersusun atas 4 lapisan p-n-p-n dengan tiga sambungan pn. Thyristor

memiliki tiga terminal, yakni anoda, katoda, dan gate.

Ketika tegangan anoda lebih positif dibanding katoda, maka J1 dan J3 akan

forward biased, sedangkan J2 akan reverse biased, sehingga hanya sedikit arus

yang bisa mengalir dari anoda ke katoda. Kondisi ini dinamakan forward blocking.

Jika tegangan antara anoda dan katoda ditingkatkan, maka daerah deplesi

di J2 akan hilang, yang dinamakan avalanche breakdown, sehingga terjadi aliran

muatan dari anoda ke katoda. Kondisi ini disebut kondisi ON atau konduksi. Arus

anoda harus lebih besar dari latching current supaya tetap terjadi aliran muatan,

jika tidak, maka akan terjadi kondisi blocking. Holding current adalah arus

minimum pada anoda yang dibutuhkan untuk membuat thyristor tetap dalam

kondisi on.

9



Saat tegangan katoda lebih positif dibanding anoda,

maka J2 akan forward biased sedangkan J1 dan J3 reverse biased.

Thyristor akan berada dalam kondisi reverse blocking.

Karakteristik tegangan-arus pada thyristor adalah sebagai berikut:

Thyristor akan aktif dengan meningkatkan arus anoda. Caranya dengan

pemanasan, pencahayaan, tegangan tinggi, dv/dt, atau arus gate. Jika thyristor

forward biased, pemberian pulsa pada gate akan mengaktifkan thyristor. Semakin

besar arus gate, maka tegangan forward blocking akan semakin menurun.

Thyristor dapat di off-kan dengan cara mengurangi arus forward ke tingkat

di bawah holding current. Ada beberapa metode untuk men-off-kan thyristor, yang

disebut teknik komutasi. Teknik komutasi ada yang bersifat natural dan forced.

Berdasarkan konstruksi dan karakteristik on/off nya, thyristor dibedakan menjadi

9 kategori:

1. Phase-control thyristor (SCRs).

2. Fast-switching thyristor (SCRs).

3. Gate-turn-off thyristor (GTOs).

4. Bidirectional triode thyristor (TRIACs).

5. Reverse-conducting thyristor (RCTs).

6. Static induction thyristor (SITHs).



7. Light-activated silicon-controlled rectifiers (LASCRs).

8. FET-controlled thyristors (FET-CTHs).

9. MOS-controlled thyristor (MCTs)

Peralatan Percobaan

1. Seperangkat komputer

2. Perangkat lunak Matlab

Prosedur Percobaan

1. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap tegangan keluaran rata-rata pada

semikonverter satu fasa.

Langkah-langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink single_phase_semiconverter.

• Atur fasa pada gate dengan mengatur phase delay pada blok pulse

generator. Variasikan empat nilai fasa yang berbeda dengan phase

delay T1= α1 dan phase delay T2 = α2.

• Amati dan gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk salah satu nilai

fasa yang digunakan.

• Catat besarnya tegangan dari tiap variasi nilai fasa

2. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap bentuk tegangan keluaran pada

fullkonverter satu fasa dengan beban RL.

Langkah-langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink single_phase_fullcconverter.



delay T1= phase delay T2= α1 dan phase delayT3= phase delay T4 =

α2.

• Gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk masing-masing nilai fasa

yang digunakan.

3. Pengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan fasa Langkah-

langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink dc_motor_control.




generator. Variasikan lima nilai fasa yang berbeda dengan phase delay

T1= α1 dan phase delay T2 = α2.

• Catat besar kecepatan dalam rpm yang terlihat pada osiloskop.



MODUL 5 PENYEARAH TERKONTROL

Tujuan

1. Memahami penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh satu fasa

menggunakan thyristor.

2. Memahami aplikasi thyristor pada pengaturan kecepatan motor DC.

Dasar Teori

Thyristor pengontrolan fasa digunakan untuk menghasilkan tegangan

keluaran yang dapat diatur besarnya, caranya dengan mengatur waktu tunda atau

sudut penyalaan pada thyristor. Thyristor diaktifkan dengan memberikan pulsa

pada gatenya.

Berdasarkan tegangan masukannya, konverter pengontrolan fasa

dibedakan menjadi konverter satu fasa dan konverter tiga fasa. Pada setengah

siklus positif, thyristor akan on setelah gatenya diberikan pulsa dengan waktu

tunda sebesar α. setelah ωt > α, maka thyristor akan on dan tegangan pada beban

sama seperti tegangan masukannya.

Baik konverter satu fasa maupun tiga fasa, masing-masing memiliki tipe

semiconverter, full converter, dan dual converter. Semikonverter satu fasa

memiliki rangkaian sebagai berikut:

13



Nilai α akan mempengaruhi besarnya tegangan keluaran pada beban.

Tegangan keluaran rata-rata dirumuskan sebagai berikut:

Full konverter satu fasa beroperasi di dua kuadran, artinya konverter ini

memiliki tegangan keluaran dengan dua polaritas dan arus keluaran satu

polaritas. Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut:



14

Salah satu aplikasi thyristor adalah pada pengaturan motor DC. Thyristor

dapat berfungsi sebagai saklar untuk mengaktifkan motor DC. Thyristor juga

dapat mengatur kecepatan motor DC.

Pengontrolan kecepatan motor dapat dilakukan dengan pengaturan

tegangan terminal, sesuai dengan rumus berikut :

Ea = k.n.

Ea = Va – Ia.Ra n

dimana =

(If)

Torsi = K. .Ia

Ia = f (Va)

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa pengaturan kecepatan dan torsi

motor DC Shunt berpenguat terpisah dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

dengan pengaturan tegangan jangkar Va dan dengan pengaturan arus medan

penguat atau If.

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB



Prosedur Percobaan

1. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap tegangan keluaran rata-rata pada

semikonverter satu fasa.

Langkah-langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink single_phase_semiconverter.



delay T1= α1 dan phase delay T2 = α2.

• Amati dan gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk salah satu nilai

fasa yang digunakan.

• Catat besarnya tegangan dari tiap variasi nilai fasa

2. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap bentuk tegangan keluaran pada

fullkonverter satu fasa dengan beban RL.

Langkah-langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink single_phase_fullcconverter.



delay T1= phase delay T2= α1 dan phase delayT3= phase delay T4 =

α2.

• Gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk masing-masing nilai fasa

yang digunakan.

3. Pengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan fasa Langkah-

langkah:

• Buka program Matlab, buka simulink dc_motor_control.


generator. Variasikan lima nilai fasa yang berbeda dengan phase delay

T1= α1 dan phase delay T2 = α2.

• Catat besar kecepatan dalam rpm yang terlihat pada osiloskop



MODUL 6 INVERTERS

Tujuan

1. Melihat hasil gelombang keluaran berupa AC dengan masukan DC

2. Mampu menganalisis grafik keluaran sesuai dengan cara kerja inverter

Dasar Teori

Konverter DC ke AC dikenal dengan Inverter. Fungsi dari inverter itu

sendiri adalah mengubah tegangan input DC ke tegangan AC simetris dengan

magnitude dan frekuensi yang diinginkan. Tegangan output bisa tetap atau

berubah pada frekuensi yang tetap dan berubah pula. Variabel tegangan output

dapat diperoleh dengan memvariasikan tegangan input DC dan mempertahankan

penguatan inverter tetap konstan. Namun, apabila tegangan input DC fixed/tetap

dan tidak bisa diubah/dikontrol, variabel tegangan output dapat diperoleh dengan

memvariasikan penguatan inverternya, yang mana biasa digunakan kontrol PWM.

Gelombang tegangan output ideal dari inverter seharusnya sinusoidal.

Namun, pada praktiknya gelombang yang dihasilkan tidak sinusoidal dan

mengandung harmonik. Dengan tersedianya divais power semikonduktor dengan

kecepatan tinggi, harmonik pada tegangan output dapat diminimalisir dengan

teknik switching.

Inverter dapat diklasifikasikan menjadi 2 tipe: (1) Inverter satu fasa dan

(2) Inverter 3 fasa. Kedua tipe ini dapat menggunakan divais terkontrol turn-on

dan turn- off seperti BJT, MOSFET, IGBT, MCT, SIT, dan GTO.

17



Modul Praktikum Elektronika Daya Laboratorium

Konversi Energi Listrik

Gambar 6.1. Hubungan input dan output dari Konverter DC-AC

Parameter performansi dari Konverter DC-AC, yang mengukur kualitas dari

tegangan output inverter adalah:

1. Harmonic factor if nth harmonic (HFn)

2. Total harmonic distortion (THD)

3. Distorsion factor (DF)

4. Lowest order harmonic (LOH)

Singl e Phase Hal f-Bridge Inverter



Gambar 6.2. Half-bridge Inverter Satu Fasa

Prinsip kerja dari inverter satu fasa dapat dijelaskan dari Gambar 6.2a.

Rangkaian inverter terdiri dari dua chopper. Saat transistor Q1 nyala untuk waktu

T0/2, tegangan yang melalui beban adalah Vs/2. Jika transistor Q2 nyala untuk

waktu T0/2 , –Vs/2 muncul pada beban. Rangkaian logika seharusnya didesain

agar Q1 dan Q2 tidak nyala saat waktu yang bersamaan. Gambar 6.2b

menggambarkan

gelombang untuk output tegangan dan arus transistor pada beban resistif.

Inverter ini membutuhkan 3 kawat sumber DC dan saat transistor dalam keadaan

off, tegangan reverse adalah Vs sebagai pengganti Vs/2.

Singl e Phase Full -Bri dge Inverters



Gambar 6.3. Single Phase Full-Bridge Inverter


19

Single Phase bridge voltage source inverter (VSI) ditunjukan pada gambar

6.3a. Terlihat pada rangkaian terdapat empat buag chopper yang digunakan. Saat

transistor Q1 dan Q2 nyala serentak, tegangan input Vs muncul di beban. Jika

transistor Q3 dan Q4 nyala pada waktu yang bersamaan, tegangan yang muncul

berkebalikan polaritasnya –Vs. Bentuk gelombang dari tegangan output tersebut

terlihat pada gambar 6.3b. Pada Tabel 6.1 dijelaskan ada 5 keadaan switch (switch

state).



Tegangan puncak reverse blocking dari setiap transistor dan kualitas dari

tegangan output half-bridge dan full-bridge sama. Namun, untuk full-bridge

inverter, output dayanya empat kali lebih besar dan komponen dasar dasarnya

dua kali lebih banyak dari half-bridge inverter.

Three Phase Inverters

20


Gambar 6.4. Inverter tiga fasa bridge



Inverter tiga fasa biasa digunakan untuk aplikasi

tegangan tinggi. Inverter 3 fasa dapat dikoneksikan secara paralel 3

inverter satu fasa. Sinyal gate dari inverter satu fasa harus mendahului atau delay

120 derajat agar diperoleh tegangan tiga fasa yang seimbang. Susunan rangkaian

ini membutuhkan 3 transformator satu fasa, 12 transistor, dan 12 dioda. Jika

tegangan output dari inverter satu fasa tidak seimbang magnitude dan fasanya,

maka tegangan output inverter tiga fasa juga tidak seimbang.

- 180-degree conduction


Voltage Control of Singl e Phase Inverter

Dalam banyak aplikasi di industri, kontrol tegangan output dari inverter

sering dibutuhkan untuk mengatasi variasi dari tegangan input DC, mengatur

tegangan dari inverter, dan memenuhi kebutuhan tegangan konstan dan kontrol

frekuensi. Metode paling efisien untuk mengontrol penguatan tegangan output

adalah dengan menggabungkan kontrol PWM dengan inverter. Teknik yang biasa

digunakan:

a. Single-pulse-width modulation

b. Multiple-pulse-width modulation

c. Sinusoidal pulse-width-modulation

d. Modified sinusoidal pulse-width modulation

e. Phase-displacement control


Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan



1. Buka Matlab, buka file Inverter.mdl

2. Atur besar nilai tegangan input yang diperintahkan oleh asisten





Modul 7 INVERTER 3 FASA

Tujuan

1. Melihat hasil gelombang keluaran berupa AC dengan masukan DC

2. Mampu menganalisis grafik keluaran sesuai dengan cara kerja Inverter tiga

fasa

Three Phase Inverters

Gambar 6.4. Inverter tiga fasa bridge



Inverter tiga fasa biasa digunakan untuk aplikasi tegangan tinggi. Inverter

3 fasa dapat dikoneksikan secara paralel 3 inverter satu fasa. Sinyal gate dari

inverter satu fasa harus mendahului atau delay 120 derajat agar diperoleh

tegangan tiga fasa yang seimbang. Susunan rangkaian ini membutuhkan 3

transformator satu fasa,

23

12 transistor, dan 12 dioda. Jika tegangan output dari inverter satu fasa tidak

seimbang magnitude dan fasanya, maka tegangan output inverter tiga fasa juga tidak

seimbang.



Voltage Control of Three-Phase Inverter

Teknik yang biasa digunakan dalam kontrol tegangan pada inverter tiga fasa. a.

Sinusoidal PWM

b. Third-Harmonic PWM

c. 60° PWM

d. Space vector modulation

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file Inverter.mdl







Modul 8 DC-DC Converter

(Buck & Boost)

Tujuan

1. Memahami karakteristik dari switch transistor ideal

2. Mampu menganalisis grafik keluaran sesuai dengan cara kerja DC DC

Converter Buck


Converter Boost

Dasar Teori

Pada beberapa aplikasi industri, diperlukan alat untuk mengkonversi fixed-

voltage dc source menjadi tegangan dc yang bisa diubah-ubah. DC to DC

converter digunakan untuk keperluan tersebut. DC converter dapat dianggap

seperti transformer pada tegangan AC, yang bisa digunakan sebagai penaik

tegangan (step up) atau penurun tegangan (step down). DC-DC Converters biasa

digunakan untuk pengontrolan motor DC, catu daya switching, dan regulator

tegangan DC. Karena kegunaannya tersebut itulah DC-DC Converters banyak

digunakan pada mobil listrik hingga sistem kelistrikan pesawat luar angkasa.

DC-DC Converters dapat menghasilkan keluaran tegangan DC yg tetap

ataupun berubah dari tegangan DC yang tetap maupun berubah seperti terlihat

pada Gambar 7.1. Tegangan output dan arus input idealnya menjadi DC murni,

tetapi pada praktiknya tegangan output dan arus input mengandung harmonik

atau ripple seperti pada gambar 7.1a dan 7.1b



Gambar 7.1. Hubungan input dan output dari DC-DC Converters

Prinsip kerja DC Chopper Step Down

Gambar 7.2. Rangkaian dan Gelombang dari DC Chopper Step Down

Cara kerja dari DC Chopper Step Down dapat dilihat dari Gambar. 7.2a.

Saat switch SW, yang berfungsi sebagai chopper, tertutup dengan lama waktu t1,

tengangan input Vs akan muncul pada beban. Jika switch SW tertutup selama t2,



tegangan yang ada pada beban menjadi 0. Bentuk gelombang

dari tegangan output dapat dilihat pada Gambar 7.2b. Switch SW

dapat diimplementasikan dengan menggunakan Power BJT, Power MOSFET, GTO

(Gate-Turn-On Thyristor), atau IGBT (Insulated Field-Effect Transistor). Divais

semikonduktor tersebut digunakan



26

karena memiliki tegangan jatuh (voltage drop) yang terbatas dari 0,5

hingga 2 V, dan agar mempermudah maka voltage drop dari divais semikonduktor

tersebut kita abaikan.

Tegangan output dari rata-rata: V = 1

Duty Cycle k dapat divariasikan dari 0 – 1 dengan memvariasikan t1, T, atau

f. Oleh karena itu, tegangan V0 dapat divariasikan dari 0 hingga Vs dengan

mengontrol k, dan alur daya dapat dikontrol.

1. Constant-frequency operation: konverter, atau switching, frekuensi f (atau

periode chopping T) dijaga tetap konstan dan t1 divariasikan. Lebar dari

pulsa gelombang divariasikan, sehingga tipe kontrol ini dikenal dengan

kontrol Pulse Width Modulation (PWM).

2. Variable-frequency operation: Pemotongan (chopping) frekuensi f

divariasikan. Baik on-time t1 ataupun off-time t2 dijaga tetap konstan. Cara

ini disebut frequency modulation. Tipe kontrol ini biasanya akan

menimbulkan harmonik pada frekuensi yang tidak bisa diprediksi, sehingga

desain filter akan lebih sulit.

Prinsip Kerja DC Chopper Step Up

Gambar 7.3. Susunan untuk transfer energy



Cara kerja dari DC Chopper Step Up dapat dilihat dari rangkaian pada

Gambar 5.3a. Ketika switch chopper tertutup selama t1, arus pada induktor akan

naik

27

dan energi akan tersimpan pada induktor L. Ketika switch chopper terbuka selama

waktu t2, energi yang tersimpan pada induktor akan mengalir melalui dioda ke

beban dan menyebabkan arus induktor menurun. Tranfer energi ini yang dapat

dibagi menjadi 2 mode berdasarkan cara kerjanya, yaitu mode 1 dan mode 2.

Rangkaian ekuivalen dari kedua mode ini dapat dilihat pada Gambar 7.3b dan arus

yang mengalir dapat dilihat pada Gambar 7.3c.

Berdasarkan arah dari aliran arus dan tegangan, konverter DC dapat

diklasifikasikan menjadi 5 tipe:

1. First quadrant converter

2. Second quadrant converter

3. First and second quadrant converter

4. Third and fourth quadrant converter

5. Four-quadrant converter

DC Converters dapat digunakan sebagai regulator switching-mode untuk

mengkonversi tegangan DC dari unregulated ke regulated tegangan output DC.

Penyetelan ini biasa didapat dengan PWM pada frekuensi tetap dan divais

switching yg biasa digunakan adalah BJT, MOSFET, dan IGBT.


Circuit Diagram, Switch Representation, Equivalent Circuit, dan

Waveform dari Buck Regulator dan Boost Regulator pada Buku Power

Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DC-DC Converters)



Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file DC_DCConverter Buck.mdl




5. Ulangi prosedur diatas untuk tipe boost



MODUL 9 DC-DC CONVERTER

(BUCK-BOOST & CUK)

Tujuan

1. Melihat hasil gelombang keluaran DC DC Converter Buck Boost

2. Melihat hasil gelombang keluaran DC DC Converter Cuk


Converter Buck Boost


Converter Cuk

Dasar Teori

Terdapat 4 topologi dari regulator switching, yaitu:

1. Buck Regul ators / Buck Converter

Gambar 8.4a. Buck regulator with continuous iL

Pada regulator buck, tegangan output rata-rata Va lebih rendah dibanding

tegangan input Vs. Rangkaian dari regulator buck menggunakan power BJT seperti



pada Gambar 8.4a (seperti step down converter). Didapat dari penurunan rumus,

tegangan output rata-ratanya adalah:

2. Boost Regul ator / Boost Converter

Gambar 8.5a. Boost regulator

Pada regulator Boost, tegangan output lebih besar dibanding tegangan

input. Regulator boost menggunakan power MOSFET untuk switchingnya seperti

terlihat pada Gambar 8.5. Tegangan output rata-ratanya sebagai berikut.

3. Buck-Boost Regul ator

Gambar 8.6. Buck-Boost Regulator



Tegangan output dari regulator Buck-Boost dapat lebih besar ataupun lebih

kecil daripada tegangan input. Regulator ini biasa disebut inverting regulator

karena polaritas tegangan outputnya berlawanan dengan tegangan input.

Rangkaian

31

Buck-Boost dapat dilihat pada Gambar 8.6. Transistor Q1 berperan sebagai switch

terkontrol dan dioda Dm sebagai switch yang tak terkontrol. Tegangan output rata-

rata dari regulataor Buck-Boost adalah sebagai berikut.

4. Cuk Regul ator

Gambar 8.7. Cuk Regulator

Pada rangkaian regulator Cuk, komponen switch yang digunakan adalah

pwer BJT seperti terlihat pada Gambar 8.7. Sama seperti regulator Buck-Boost,

regulator cuk memiliki tegangan output yang bisa lebih besar maaupun lebih kecil

daripada tegangan input. Tegangan output rata-rata dari regulator cuk:


Circuit Diagram, Switch Representation, Equivalent Circuit, dan



Waveform dari Buck-Boost Regulator dan Cuk Regulator pada Buku

Power Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DC-DC Converters)

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file DC_DCConverter Buck Boost.mdl




5. Ulangi prosedur diatas untuk tipe cuk



MODUL 10 POST TEST

Post test merupakan tes akhir mengenai materi yang telah diujikan

dalam praktikum Elektronika Daya. Seluruh praktikan wajib mengikuti post

test ini karena termasuk dalam komponen penilaian. Waktu dan tempat

pelaksanaan post test akan diberi tahu lebih lanjut.


Modul Praktikum Elektronika Daya Laboratorium Konversi Energi

Listrik

DAFTAR PUSTAKA

1. Rashid,Muhammad H.,”Power Electronics (Circuit, Device, and

Applications)”,1993:New Jersey.

2. Mohan,Undeland,Robbins,”Power Electronics (Converter,Application, and

Design)”,2004.

m o dul prak tik u m elektronika daya · 1. melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah...

Documents