PEMBANGKIT TEGANGAN TINGGI
PENDAHULUANBentuk tegangan tinggi yang dibangkitkan pada umumnya dapat diklasifikasi sebagai AC, konstan (searah) atau impuls. Tegangan tinggi AC dan DC selain digunakan untuk transmisi daya listrik, termasuk untuk keperluan pengujian. Tegangan tinggi impuls diperlukan untuk menginvestigasi respon isolasi pada system transmisi (dan peralatan yang terkait dengannya) terhadap gangguan transien dari surja hubung dan petir.
4.1 Tegangan Bolak-Balik (Ac)
Metode tegangan tinggi bolak balik dibangkitkan oleh generator motor sinkron atau isolator daya baterai, umumnya pengujian secara comersial dicatu dari tegangan 110 V atau 220 V, 50/60 Hz. Tegangan catu ini disuplai ke transformator tegangan variable, yang menyalurkan tegangan yang dapat diatur pada sisi primer dari transformator step up tunggal utama.
4.1.1 Transformator Step Up Tunggal
Rangkaian listrik dasar dari test-set dimasukkan untuk menghasilkan tegangan bolak balik, frekuensi daya kurang lebih diatas 200 KV seperti pada gambar 4.0. Daya dari catu utama diberikan ke toroidal auto transformator (variac) tegangan variable yang m,ensuplai belitan primer transformator. Pengujian lengkap pada umumnya dilakukan dengan menyusun (merangking) tegangan output dari KVA, dan dapat dibagi menjadi dua bagian : (1) unit portabel atau transportabel dengan tegangan output diatas 50 KV di rating 1 sampai 2 KVA, dan (2) unit-unit besar yang dapat
beroperasi diatas 200 KV dan outputnya ditentukan oleh factor-faktor seperti ukuran fisik dan berat akan tetapi dapat menjadi tinggi 100 KVA.
Gambar 4.1 Dasar Supply Tegangan Tinggi AC
Jika terjadi api (flashover), atau kerusakan internal, pada objek uji maka jelaslah bahwa transformator disubyekan/dipasang untuk kondisi overload dan hubung singkat (short circuit), seperti pada gambar 4.1. Konsekuensinya, pengujian isolasi dari transformator harus di desain sebagaimana mestinya untuk menahan beberapa gelombang transient dari tegangan tinggi dimana akan menyebabkan kerusakan obyek. Masalah isolasi yang perlu diperhatikan terletak pada transformator yang digunakan untuk pengujian peralatan transmisi yang beroperasi pada range tegangan tinggi (HV) dan EHV. Karena spesifikasi peralatan biasanya meminta pengujian frekuensi daya di level signifikan yang lebih besar dari tegangan ratingnya. Jelaslah bahwa, pengujian-pengujian memerlukan beberapa transformator dengan tegangan output terminal 1 MV. Sebuah transformator step-up tunggal untuk tujuan ini akan menjadi sangat besar dan mahal serta lebih padat, catu daya
yang lebih murah dilakukan dengan mengkaskadekan dua transformator atau lebih.
4.1.2 Transformator dalam Kaskade
Hubungan suatu kaskade pada transformator biasanya di adopsi dari tegangan yang dipisah menjadi ratusan KV. Suatu pengaturan dari dua transformator 240/200 KV yang dikaskadekan dapat dilihat pada gambar 4.2. Bagian dasar transformator T1 merupakan tangki dan intinya dibumikan dan juga tegangan utamanya disupply dari teganagan-variabel transformator. Ujung d1 transformator sekunder T1 juga dibumikan namun outputnya diambil diantara C1 dan e1 ke bagian primer T1 yang di-strep up-kan 200 KV yang disilangkan dengan c1 d1, namun titik tapping e1 dilokasikan dibawah 240 V dari tegangan tinggi dari c1. Tegangan 240 V ini kemudian diumpankan ke bagian primer a2b2 dari T2 dan juga memiliki belitan sekunder c2d2 200 KV. Sejak tegangan primer 240 KV disuplay oleh T2 yang kenyataannya merupakan tegangan 200 KV diatas potensial bumi. Tangki dan inti transformator ini memiliki potensial yang sama dan oleh karena itu harus diletakkan isolator stand-off. T2 identik dengan T1 dan tegangan kombinasi sekunder sebagai tegangan output sebesar 400 KV diatas bumi. Tegangan yang lebih tinggi dapat diberikan dengan menggunakan unit-unit ekstra dan pengaturan kaskade yang telah dibangun untuk tegangan yang melebihi 2 MV.
Hubungan kaskade pada gambar 4.2 memiliki keuntungan karena setiap transformator hanya mempunyai tingkat isolasi 200 KV. Pada pembuatan unit-unit biasanya berupa inti (core type), dengan isolasi diantara belitan-belitan yang terdiri dari silinder bakelit yang dicelupkan dalam oli. Bagaimanapun juga ukuran, bentuk dan semua disain bergantung tidak
hanya pada tegangan output dan arus yang diperlukan tetapi juga pada tipe aplikasi. Kapasitansi yang kecil dari bushing dan isolator string, sebagai contoh hanya unit pengujian yang diperlukan dengan daya output yang rendah. Bagamanapun juga, pengujian pada generator sinkron, transformator dan kabel-kabel memerlukan unit-unit dengan output daya yang tinggi secara komperatif karena kebutuhan untuk mencatu arus kuadraturnya harus besar. Suatu pengaturan alternatif untuk pengujian kabel adalah dengan menggunakan suatu rangkaian resonansi seri untuk pembangkitan tegangan tinggi (subseksi 4.1.4).
Gambar 4.2 Kaskade Supply Tegangan tinggi AC 4.1.3 Kontrol Tegangan untuk Pengujian Transformator
Banyak spesifikasi pengujian (Bab 6) menawarkan kemudahan dan kenaikan tegangan secara perlahan-lahan sampai pada tingkat pengujian, hal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan beberapa cara. Variasi tegangan diperoleh dengan mengontrol resistansi bersama dengan rugi-rugi tembaga I2R jelas tidak menguntungkan. Konsekuensinya, resistansi dapat mungkin
Gambar 4.3 Kontrol Tegangan pada Pengujian Transformator dengan Resistansi Slide
Gambar 4.4 mengilustrasikan metode ketiga untuk akurasi kontrol dari output tegangan tinggi. Bagian primer dari pengujian transformator diberikan dari bagian sekunder transformator regulasi. Untuk menghindari gelombang yang tidak diinginkan dari dua output tegangan tinggi dilakukan dengan membuka rangkaian sekunder dari transformator regulasi ketika switch tap dipindahkan/digerakkan, kedua sikat kontak digunakan. Sikat terhubung dengan tiang pembatas dan dengan suatu buffer resistansi atau kumparan reaktansi, diantara keduanya dapat mencegah hubung singkat pada bagian belitan transformator . Metoda ini sangat menguntungkan karena efisiensinya tinggi dan bentuk gelombang distorsinya kecil namun regulasinya tidak merata. Sebuah auto transformsator dapat digunakan untuk mengganti transformator double-wound regulating akan tetapi karena membawa arus primer, maka ratingnya harus lebih tinggi atau sama dengan rating pengujian transformator. Unit yang besar diperlukan untuk pengujian dengan rating lebih besar dari 5 KVA dan dengan alasan diatas, maka auto transformator jarang digunakan.
Gambar 4.4 Kontrol Tegangan dengan Transformator Tapped
Gambar 4.5 Kontrol Tegangan dengan Regulator Induksi
Untuk pengujian yang sulit suatu regulator induksi dapat digunakan untuk mengontrol tegangan input dari pengujian transformator. Regulator mirip dalam disain dengan motor induksi terutama pada belitan rotornya, namun pada dasarnya transformator yang tegangan outputnya dapat diubah-ubah pada bagian sekundernya. Stator (primer) menghasilkan arus dan rotor (sekunder) dihubung silang dengan catu utama, seperti terlihat pada gambar 4.5. Dimana V adalah supply tegangan (tegangan catu), tegangan sekunder dapat diubah-ubah dari –V hingga V sesuai dengan posisi rotor, dimana posisi rotor mendekati 360o . Dengan demikian tegangan yang dipakai bagian
Regulator induksi dapat mengatur kontrol untuk manual atau otomatis namun metoda ini mempunyai kekurangan yaitu pada biaya (cost) yang tingi. Lagi pula disain untuk unit-unit harus teliti guna menghindari distorsi bentuk gelombang, namun demikian penggunaan regulator sangat luas terutama pada laboratorium tegangan tinggi.
4.1.4 Rangkaian Resonansi Seri
Harmonik-harmonik pada tegangan catu primer dan arus magnetisasi dari suatu transformator dapat membangkitkan isolasi natural dengan frekuensi yang bermacam-macam, hal ini dapat menimbulkan distorsi yang sesungguhnya dan gangguan pada tegangan sekundernya. Harmonik-harmonik juga dapat menimbulkan suatu gangguan dan sangat berbahaya., perbaikan pada sisi sekunder dari transformator dengan resonansi seri dan dengan beban kapasitif. Resonansi secara kebetulan pada frekuensi daya menghasilkan ledakan pada pengujian potensial tinggi dari kabel. Gambar 4.6 memperlihatkan sirkuit resonansi secara singkat, dimana kabel yang diuji digambarkan sebagai kapasitansi. Dalam hal ini kapasitansi diserikan dengan kumparan gerak reaktor yang induktansinya dapat diubah-ubah untuk mendapatkan impedansi dari beban kapasitif pada frekuensi catu. Dengan demikian rangkaian resonansi seri yang terbentuk akan membangkitkan tegangan tinggi yang dicatu dari trasnformator regulasi.
Metoda rangkaian resonansi yang lain untuk membangkitkan tegangan tinggi adalah kumparan Tesla. Kumparan tesla merupakan suatu transformator step-up udara inti yang kedua belitannya diatur oleh kapasitor, seperti pada gambar 4.7. Ketika celah bunga api G1 rusak, maka nilai pre set ini akan menutup rangkaian pengatur primer yang terdiri dari L1 C1, yang akan menghasilkan isolasi pada rangkaian primer menginduksi isolasi pada
rangkaian pengatur sekunder L2C2. Kemudian proses diulangi setiap kali bunga api menyala dan tegangan catu untuk rangkaian dapat menjadi bolak balik atau konstan.
Gambar 4.6 Diagram Sederhana dari Sirkuit Resonansi Seri
Gambar 4..7 Sirkuit Kumparan Tesla 4.2 Tegangan Searah
Arus searah umumnya digunakan pada system transmisi HVDC,.Pada penelitian laboratorium digunakan untuk pengujian peralatan dari kapasitasi tinggi, seperti kabel dan juga untuk studi fundamental dari perilaku material isolasi. Dalam industri, tegangan searah digunakan untuk menghasilkan tegangan elektrostatik., penyemprot cat, pelapisan bubuk, pembangkit sinar X, dan lain-lain. Ada dua metode untuk menghasilkan tegangan searah yang
tinggi : (1) penyearah tegangan tinggi bolak balik dan (2) pembangkitan elektrostatik.
4.2.1 Rectifikasi Setengah Gelombang fan Gelombang Penuh
Untuk membangkitkan tegangan searah diatas 30 KV, suatu rangkaian penyearah setengah gelombang sederhana, seperti terlihat pada gambar 4.8 (a). Konduksi dioda pada setengah siklus positif dari gelombang tegangan bolak-balik, pengisian kapasitor C secara ideal untuk puncak tegangan V dari transformator step-up. Bagaimanapun juga, tegangan output maksimum secara teoritis sama dengan V, dioda telah didesain dengan tegangan 2 V karena pada setengah siklus negatif akan memberikan impedansi tak berhingga, untuk konduksi yang demikian dioda 2 V ditempatkan menyilang.
Gambar 4.8 (a) Setengah Gelombang
Rangkaian dari gambar 4.8 (a) hanya digunakan jika daya outputnya sangat kecil. Jika regulasi tegangan lebih baik dan rippel output diperlukan kurang dari yang dihasilkan penyearah setengah gelombang., maka rangkaian penyearah gelombang penuh dapat digunakan, seperti pada gambar 4.8 (b).
Gambar 4.8 (b) Gelombang Penuh 4.2.2 Tegangan Doubler dan Rangkaian Kaskade
Pada umumnya pengujian yang dilakukan menggunakan tegangan searah yang tinggi dimana arusnya kurang dari 10 mA. Oleh karena itu, tegangan doubler, trippler dan bahkan bentuk rangkaian quadrupler digunakan dan metode praktis untuk menghasilkan tegangan tinggi dengan suatu transformator step-up yang kecil. Gambar 4.8 (c) memperlihatkan suatu rangkaian tegangan doubler dalam bentuk yang paling sederhana (pada literatur Amerika system ini dikenal sebagai rangkaian tegangan doubler setengah gelombang). Pada setengah siklus terminal 1 dari bagian sekunder transformator adalah negatif, arus akan mengalir melalui D1 untuk mengisi kapasitor C1. Untuk impedansi yang rendah diberikan oleh D1 untuk mengisi kapasitor C1. Untuk impedansi yang rendah diberikan oleh D1 dan impedansi yang tinggi oleh D2, dan arus tidak mencapai beban. Selama dioda D1 dan D2 setengah siklus selanjutnya memiliki impedansi tinggi dan rendah, begitulah secara berulang. Bila tegangan sudah mencapai C1 dan tegangan sekunder yang digunakan menyilang dengan C2 dan beban. Sehingga setengah silklus pertama tidak ada tegangan yang dipakai untuk beban, tetapi pada siklus kedua, dua kali tegangan dipakai untuk pengisian kapasitor yang diperoleh dari siklus pertama. Kapasitor C2 berfungsi sebagai
penyimpan dan untuk menjaga tegangan menyilang beban selama setengah siklus ketika C1 di isi. Pada gambar 4.8 (c) digunakan pada umunya dipulih untuk mengurangi ripple pada tegangan output kurang dari 5% dari nilai maksimumnya,namun faktor tambahan dapat disisipkan untuk mengurangi ripple kurang dari 1 %. Untuk tegangan range lebih tinggi dari rating tegangan dioda tunggal dapat dilakukan dengan menghubungkan seri dioda, akan tetapi faktor ketelitian sangat diperlukan untuk memastikan tinggi tegangan pada setiap dioda sama sepanjang kumpulan dioda, agar tidak terjadi kerusakan pada generator.
Gambar 4. 9 Supply Tegangan Quadrupler
Tegangan output yang sangat tinggi atau lebih besar dari 1 MV dapat diperoleh dengan mengunakan beberapa tingkat rangkaian tegangan doubler dengan menggunakan metode kaskade. Gambar 4.9 memperlihatkan dua rangkaian doubler terkopel sehingga menjadi quadruple set-up. Dengan mengabaikan beberapa rugi-rugi, pengaturan dalam gambar 4.9 hanya akan membutuhkan sesuatu transformator kecil 25 KV, 1 KV yang akan menghasilkan tegangan (output) 100 KV, 10 mA.
4.2.3 Generator Elektrostatik
Generator elektrostatik merupakan suatu mesin untuk menghasilkan beda potensial searah kira-kira beberapa juta volt. Biasanya digunakan pada peralatan untuk menghasilkan elektrostatik dan penyemprot cat (Bab 8), aplikasi utama dari generator elektrostatik digunakan pada fisika nulir untuk
laju partikel yang berenergi tinggi dan dapat menghasilkan proton 10 MeV pada satu laju tunggal.
Pada prinsipnya pengisian dilakukan dengan menyemprotkan dari titik korona ke dalam isolasi. Besar jumlah pengisian yang dapat dikumpulkan oleh suatu elektroda metal terisolasi sangat besar sehingga menghasilkan potensial yang sangat tinggi. Suatu diagram skematik dari suatu generator diilustrasikan dalam gambar 4.10. Misalnya pengisian bidang negatif dan berat jenis C/m2 disemprotkan kedalam belt lebar b m yang bergerak secara
vertikal dengan kecepatan vm/s. Arus pengisian dibawa oleh belt ke kolektor adalah :
I = b (Amp) (4.1)
Saat waktu ts pengisian dengan muatan Q = 1t berada pada elektron yang yang potensial V adalah QC, dimana C adalah kapasitansi ke bumi dari elektroda tegangan tinggi. Suatu keadaan mantap terjadi (steady state) pada terminal V dimana arus pengisian diseimbangkan terhadap arus pelepasan termasuk arus beban dan rugi- rugi terhadap korona dan kebocoran sepanjang bidang isolasi. Jika memiliki resistansi gabungan dari R, maka arus pelepasannya menjadi :
R V
I (Amp) (4.2)
dari persamaan (4.1) dan (4.2) diperoleh tegangan terminal :
= bR (Volt) (4.3)
Nilai-nilai yang cocok pada persamaan (4.3) adalah : R = 1013 , = 10-6 Cm2,
= 10m/s dan b = 0.1 m. Oleh sebab itu dengan menggunakan cara yang sederhana ini kita dapat menganalisa persamaan (4.3) bahwa beda potensial teoritis dari elektroda tegangan tinggi adalah 10 MV.
Pada mulanya mesin dioperasikan diluar, namun untuk mengurangi rugi-rugi dan untuk memperoleh tegangan yang lebih tinggi, mesin itu ditutup dalam suatu ruangan yang diberi nitrogen SF6 .Tegangan output dari suatu
generator belt driven dapat melebihi beberapa MV dan ini dapat dikontrol dengan mudah dan sangat stabil. Bagaimanapun juga system ini mempunyai kekurangan yaitu output arusnya dibatasi sampai beberapa ratus mikro amper. Pada umumnya generator menggunakan rotor silindris., isolasi padat dengahn kapasitas diatas 5 mA.
Gambar 4.10 Skema Diagram dan Driven-Belt Generator Elektrostatik 4.3 Tegangan Impuls
Pada seksi 1.6 telah kita pelajari bahwa jalur transmisi daya dan peralatan dapat terasosiasi. Hal ini dimaksudkan agar gelombang tegangan tinggi yang dipengaruhi oleh pencahayaan, switching dan transient dapat menstimulasi peralatan pada kondisi over tegangan sebagai tambahan pengujian over tegangan yang frekuensinya normal (Bab 6). Meskipun gelombang terhadap pencahayaan memiliki bermacam-macam bentuk (gambar 1.26). Pada
umumnya laboratorium pengujian tegangan tinggi menggunakan tegangan impuls, seperti pada gambar 1.27. Bentuk dan durasi dari impuls dapat dikontrol dengan rangkaian pengontrol yang sesuai atau dengan generator gelombang.
4.3.1 Generator Stage Tunggal
Dua rangkaian sederhana dari generator impuls stage tunggal diperlihatkan pada gambar 4.11. Induktansi dapat menghasilkan suatu overshoot dengan amplitude dari impuls dan memiliki efek yang sangat kecil pada bentuk gelombang pada keadaan transient.
Suatu sumber tegangan tinggi DC digunakan untuk mengisi kapasitor stage C1 hingga tegangannya mencapai suatu nilai V yang cukup untuk
menimbulkan bunga api D. Dengan demikian C1 dilepaskan secara tiba-tiba
dan suatu impuls dilepaskan berdasarkan suatu objek uji dari kapasitansi C2.
Suatu analisis dari gambar rangkaian 4.11 (a) memperlihatkan bahwa tegangan V(t) dihubungkan menyilang terhadap C2 yang memiliki bentuk
seperti pada gambar 4.12 sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
(t) = V
2
C
1
R
1
exp
1
C
2
R
1
exp
(4.4)Gambar 4.11 Dua Rangkaian Sederhana dari Generator Impuls Single Stage
Gambar 4.12 Variasi Sementara dari Gelombang Impuls dari Dua Komponen Nilai puncak (t), tesla dapat lebih besar dari tegangan yang ditentukan pada saat pembagian pengisian awal C1V ke kompinasi parallel
dari C1 dan C2 sehingga effisiensi tegangan dan regulasi suatu generator
dapat ditulis menjadi : = VV C1C1C2
Pada generator mulai stage beberapa kapasitor dipasang parallel sehingga dibutuhkan dibutuhkan C1 C2 . Pada umumnya effisiensi diatas 75%
sehingga untuk C1 mempunyai nilai lima kali C2. Jika hal ini maka
eksponensial dan impuls ditentukan oleh konstanta waktu C1(R1+R2) atau
C1R2 pada rangkaian (a) dan (b) pada gambar 4.11. Dalam praktek R2 R1
dan rangkaian (b) lebuih baik digunakan dari rangkaian (a). Karena rangkaian (a) resistansi dari R1 dan R2 membentuk suatu pembagi potensial sehinggga
4.3.2 Generator Marx Multi-stage
Pada generator multi-stage beberapa kapasitor dipasang parallel dan dilepas secara seri. Rangkaian pelepas diatur untuk memberikan tegangan output akumulatif yang sama dari semua tegangan kapasitor individual. Pada saat ini rangkaian marx multi-stage dengan modifikasinya banyak digunakan pada generator impuls multi-stage.
Gambar 4.13 Rangkaian Dasar dari Generator Impuls Empat Stage Generator empat stage diperlihatkan pada gambar 4.13. Rangkaian pada gambar 4.13 dapat diperlakukan sebagai dua pengatur pelapisan rangkaian
pengisian pada gambar 4.14 (a) dan rangkaian pelepasan pada gambar 4.14 (b). Sumber penyearah tegangan tinggi digunakan untuk mengisi kapasitor stage yang identik dengan C1 hingga C4 melalui resistor pengisian R1 yang
umumnya berkisar 10 K sampai 100 K. Resistansi awal dan akhir disimbolkan sebagai R1 dan R2 sementara C2 merupakan kapasitansi beban
dari generator.
Ketika kapasitor C1 hingga C4 diisi penuh sampai tegangan V dengan
polarritas seperti pada gambar 4.14 (a), dimana arus pengisian akan berhenti.
Gambar 4.14 (c) Rangkaian Eqivalen Generator Empat Stage
Ketika G1 seperti pada gambar 4.14 jatuh, tahapan-tahapannya
sebagai berikut :
i. Potensial titik A berubah dari V ke nol , yang berputar dari –V.
ii. Pengisian pada C1 potensial dari titik C harus berputar dari nol hingga
–V.
iii. Pada peristiwa ini beda potensial yang menyilang antara G2 sebesar 2
Volt.
iv. Titik C secara simultan berubah dari nol hingga -2 V, dan menempatkan suatu tegangan sebesar 3 V menyilang celah G3.
4.4 Generator Multi-Stage Praktis
Beberapa generator telah dibentuk untuk penggunaan diluar ruangan. Kebanyakan diantaranya dikonstruksi untuk penggunaan di dalam ruangan. Generator ini terdiri dari kolom vertikal dari kapasitor yang saling terisolasi. Macam-macam resistor biasanya dipasang didalam soket beban pegas., hal ini dimaksudkan untuk menghindari korona. Semua interkoneksi dibuat dengan tabung metal yang berdiameter besar. Pada gambar 4.15 memperlihatkan bentuk generator type Marx. Pda gambar 4.16 LHS dan RHS
merupakan resistor awal dan resistor akhir yang diletakkan disisi kiri dan kanan dari kolam kapasitor, yang dapat dihubungkan secara elektrik.
Gambar 4.16 Rangkaian Generator Empat Stage 4.4.1 Karakteristik Nominal dari Generator
(a) Tegangan nominal . Tegangan output nominal nV dari generator merupakan tengan pengisian maksimum V dikalikan dengan jumlah stage n. Tegangan impuls maksimum V yang dapat digunakan sebagai suatu objek uji lebih kecil dari nV karena effisiensi tegangan kurang dari 100% terhadap resistansi dan induktansi dari generator dan tegangan pengisian maksimum dari rangkaian uji adalah 150 KV dan 400 KV dengan tegangan impuls generator diatas 4.5 MV.
(b) Kapasitansi normal. Kapasitansi generator nominalnya C/n adalah kapasitansi per stage C yang dibagi dari sejumlah stage. Kapasitansi nominal memiliki harga setidak-tidaknya lima kali (5X) dari kapasitansi objek uji, namun effisiensi tegangannya terlalu rendah. Pegas isolator, bushing, potensial, dan taransformator arus memiliki kapasitansi relatif kecil, akan tetapi transformator daya dan kabel-kabel dapat memberikan masalah effisiensi karena mempunyai impedansi yang rendah. Kapasitansi per stage biasanya berkisar antara 60 nF sampai 100 nF.
(c) Energi nominal. Energi nominal dari generator ditunjukkan oleh energi yang tersimpan maksimumnya yang diberikan oleh ½ nCV2. Energi ini
(d) Jumlah stage. Jumlah stage dipengaruhi oleh beberapa faktor. Untuk memperoleh bentuk gelombang yang baik tanpa isolasi dan bentuk gelombang yang sangat tinggi, serta memiliki tegangan pengisian yang tinggi, maka harus dilakukan pembatasan jumlah stage. Dengan cara ini maka induktansi inheren dari generator dikurangi karena panjang transmisi yang melalui generator dan jumlah resistor awal dan akhir harus dijaga seminimum mungkin, dengan demikian pengurangan induktansi inheren. Makin banyak stage yang digunakan semakin besar biaya yang dan makin besar ukuran fisik generatornya umumnya 50 stage.
(e) Rangkaian pengisi. Biasanya generator diisi (di Charge) melalui transformator step-up rangkaian doubler seperti pada gambar 4.16. Hal ini penting untuk menyisipkan water-damping resistor W pada gedua bebannya dari penyearah ke generator untuk mencegah timbulnya isolasi pada awal impuls.
(f) Resistor awal dan akhir. Pengaturan bentuk gelombang untuk memperoleh bentuk gelombang yang diinginkan dilakukan dengan merubah resistansi awal dan akhirnya. Induktansi dari komponen-komponen yang dibuat serendah mungkin dan dapat dibuat dari zat cair atau semikonduktor yang padat, namun material ini cenderung kurang stabil. Oleh karena itu, resistor belitan kawat yang baik digunakan. Bahan ini cocok sebagai resistor awal yang memiliki ratio L/R kurang dari 0.1 s. Pengaturan yang umum untuk resistor awal dan akhir yaitu dengan cara mendistribusikan kedalam generator (lihat gambar 4.16).
(g) Celah bidang (sphere gaps). Elektroda benbentuk bola dipakai sebagai bunga api seperti distribusi medan. Ukuran medan dipilih sesuai hingga dapat menahan tegangan pengisian maksimum yang tidak melebihi diameternya.
Bidang-bidang dibentuk secara horizontal dengan satu sisi pendukungnya dicocokkan.
(h) Pembumian. Generator impuls dihubungkan ke resistansi yang rendah melalui ground ke generator. Semua pembumian seperti halnya sarung kabel, sangkar osiloskop, dan lain-lain. Catu utama tegangan rendah untuk rangkaian pengisi (charger) dan keandalan isolasi transformator terpisah dari impuls-impuls sekitar 20 KV. Lagi pula, sebagai tindakan pencegahan ini penting untuk pembumian kapasitor dari suatu generator ketika tidak dalam kondisi operasi. Dengan menggunakan selonoida atau poembumian mekanik secara otomatis akan mengakibatkan titik-titik pengisian dari suatu generator akan terbuka atau tertutup.
4.4.2 Generator Tripping
Tripping, triggering atau pemanasan merupakan suatu ketentuan yang digunakan untuk mengetahui kerusakan awal pada celah bunga api. Pertama-tama kerusakan terjadi pada beberapa celah yang menyebabkan generator menghasilkan tegangan impuls yang tidak beraturan. Cara yang paling sederhana untuk proses tripping dari suatu generator adalah celah terendah di-set pada tegangan tertentu. Setelah tegangan pengisian cukup tinggi untuk merusakkan celah dari generaor sehingga impuls dihasilkan. Jika generator diisi dengan kecepatan yang sama disemua keadaan, dan jika jika celah disinari dengan ultra violet, maka tegangan output yang dihasilkan mempunyai akurasi yang tinggi (sesuai harapan ).
Gambar 4.18 memperlihatkan tegangan dari celah bunga api tergantung pada stage yang pertama dari generator. Kurva dasar A diperoleh pada saat celah terlalu besar. Kurva B digunakan untuk operasi trigatron dan kurva C merupakan celah yang tidak terkontrol. Pengaruh dan pengontrolan
oleh pulsa trigger pada keadaan tegangan yang tidak diinginkan dilihat pada gambar 4.18.
Suatu rangkaian pulsa sederhana seperti pada gambar 4.19 digunakan untuk men-trip generator melalui trigatron suatu penyearah setengah gelombang. Penyearah setengah gelombang ini digunakan untuk mengisi C1 melalui tahanan sebesar 50 M. Ketika S dipendekkan maka
kapasitor C2 di isi melalui kumparan inti udara L. Celah bidang G diatur
setelah tegangan menyilang C2 telah mencapai suatu nilai tertentu. Pulsa
digunakan untuk mentrigger elektroda dan C2 dilepaskan melalui R.
Rangkaian tripping diletakkan dekat dengan generator utama seperti gambar 4.19.
Gambar 4.18 Bagian dari Operasi Tegangan dari Trigatron Spark Gap
Gambar 4.19 Rangkaian Pulsa Sederhana untuk Trip Utama dari Geneartor menggunakan Trigatron
4.4.3 Catatan Impuls
Tegangan impuls yang penuh dikurangi oleh pembagi potensial (lihat gambar 5.7) sebelum dilakukan pencatatan dengan menggunakan osiloskop (CRO). Untuk melihat keadaan awal dari impuls. Rangkaian ayunan dapat di trip oleh pulsa dari antena yang pol radiasinya telah ditrigger. Perjalanan impuls utama melalui generator dan rangkaian pengukuran kira-kira 0.1 s hingga 0.2 s.
Kondisi ini normal hingga dapat disisipkan kabel coaxial dalam rangkaian pengukuran. Kabel isolasi polyethylene diatas 30 m dapat digunakan tanpa menimbulkan gangguan yang berarti. Pada gambar 4.19, pulsa dikirim secara simultan ke CRO dengan celah S tertutup. Kemudian tripping dari generator ditunda selama pengisian C2melalui iduktansi.
4.4.4 Polaritas Impuls
Seperti yang telah kita pelajari pada bab 2, pengujian isolasi pada material dibawah gelombang tegangan tinggi akan menempatkan perbedaan-perbedaan pada efek impuls positif dan negatif. Oleh sebab itu, polaritas dari impuls dapat dibalik. Ada 2 cara atau metoda untuk membalik polaritas impuls yaitu dengan merubah polaritas langsung dari sumber dc dan yang kedua merubah beberapa hubungan dari generator. Karena metoda yang pertama ini tidak susah maka polaritas dari impuls selalu diubah dengan membalikkan sumber dc-nya. Hal ini harus diingat bahwa trigatron sangat sensitif untuk polaritas dari tegangan pengisian sehingga polaritas pulsa trigger akan diubah ketika polaritas impuls dibalik
4.5 Arus Impuls
Arus impuls yang tinggi sangat dibutuhkan untuk pengujian pada peralata seperti pencahayaan arrester, pemutus rangkaian, sekering, dan lain-lain, serta dapat juga digunakan untuk studi penelitian pada reaksi thermo nuklir. Generator impuls arus tinggi diperlihatkan pada gambar 4.20. Sumber dc arus rendah tegangan tinggi digunakan untuk mengisi kapasitor C dengan tegangan biasanya antara 10 KV sampai 50 KV. Induktansi L tidak dapat dihindari dan resistansi R didistribusikan secara efektif melalui rangkaian pada kapasitor ke bagian uji. Ketika switch (celah bunga api) kapasitor yang
bermuatan penuh segera dilepaskan, akan mengirim impuls arus melalui beban. Jumlah total energi yang ada / tersedia adalah ½ CV2 dan karena arus
tinggi selalu melibatkan kapasitor, sistem ini harus didisain secara spesifik dan hati-hati serta perhitungan yang matang. Catu tegangan tinggi di isolasi dengan baik karena resistor pembatas arus berukuran M. Arus impuls yang umum digunakan berbentuk rektangular, yang terjadi selama pelepasan dari panjang saluran transmisi sementara gangguan hubung singkat pada sistem tegangan AC yang tinggi dapat membangkitkan arus impuls sinusoidal.
Arus impuls diperoleh dari rangkaian seperti pada gambar 4.20 yang dipengaruhi oleh resistansi dari bagian uji. Dalam situasi dimana R 2 L/C dan arus yang memiliki isolasi yeng teredam dengan lemah :
t sin e I v L V
Gambar 4.20 Rangkaian Dasar dari Generator Impul Tegangan Tinggi Dimana : = 2 2 L 4 R LC 1
dan = L 2RJika R = 0, dimana pada kasus ini nol merupakan damping.,maka arus mempunyai nilai puncak yang tinggi I = V L/C. Jika R = 2 L/C maka persamaan arusnya menjadi :
t e t I t L V Arus puncaknya : L V I L C
SIMPULAN
1. Transaformator step-up merupakan alat menaikkan tegangan AC. 2. Dengan sistem trasnformator kaskade dapat dibangkitkan tegangan
rendah AC menjadi tegangan tinggi AC dengan praktis dan ekonomis. 3. Dalam rangka pengujian isolasi pada sistem tegangan tinggi, dapat
digunakan transformator yang dapat dikontrol tegangannya.
4. Dengan sistem resonansi seri, kumparan tesla dapat juga digunakan untuk membangkitkan tegangan tinggi AC.
5. Tegangan DC dapat dibangkitkan dengan melalui penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh.
6. Rangkaian pengganda tegangan (Voltage Doubler) merupakan sistem pembangkitan tegangan tinggi DC. Dengan memanfaatkan penyearah. 7. Generator elektrostatik merupakan cara lain untuk membangkitkan
tegangan tinggi DC yang dapat mencapai MV.
8. Generator stage-tunggal dan multi-stage adalah suatu sistem yang berfungsi untuk membangkitkan tegangan impuls. Namun multi-stage kapasitasnya lebih besar dari stage-tunggal.
DAFTAR PUSTAKA
1. Gallagher,T,J 1983 “HIGH VOLTAGE, Measurement, Testing and Design” Printed in Great Britain by Pitman Press,Bath.
BAB 9
POWER SUPPLIES
9.1 PENDAHULUAN
Power supply biasanya digunakan secara ekstensif pada aplikasi industri, maka sering diperlukan spesifikasi sebagai berikut :
1. Isolasi antara sumber dan beban.
2. Kerapatan daya yang tinggi untuk pengurangan ukuran dan berat beban. 3. Arah kontrol pada aliran daya.
4. Efisiensi konversi tinggi.
5. Bentuk gelombang keluaran dan Masukan dengan suatu total distorsi harmonik yang rendah untuk filter kecil.
6. Faktor kontrol daya yang dikendalikan jika sumber adalah tegangan ac. Single-Stage ac-dc atau ac-ac atau dc-dc konverter dibahas di dalam Bab 4,6,7, dan 8, secara berturut-turut, tidak semua spesifikasi, dan multistage konversi yang diperlukan. Ada berbagai topologi konversi yang mungkin, tergantung pada kompleksitas yang diizinkan dan kebutuhan disain. Hanya topologi dasar dibahas pada bab ini. Type output tegangan, catu daya dapat digolongkan ke dalam dua jenis:
1. Catu daya Dc. 2. Catu daya Ac.
9.2 CATU DAYA DC
Ac-Dc konverter pada Bab 4 dapat menyediakan isolasi antara output dan input melalui suatu trafo masukan, tetapi muatan harmoniknya tinggi. Switched-Mode pengatur pada bagian 7-6 tidak menyediakan isolasi yang perlu dan daya keluaran rendah. Input ac umumnya menggunakan dua
bentuk konversi, dc-ac, dan ac-dc. Isolasi digunakan oleh suatu interstage trafo. Konversi Dc-Ac dapat terpenuhi oleh PWM atau resonansi isolasi. Yang didasarkan pada Jenis teknik konversi dan arah kontrol daya, catu daya dc dapat dibagi lagi ke dalam tiga jenis:
1. Catu daya dalam bentuk switch 2. Resonansi catu daya
3. Catu daya bidirectional
9.2.1 SWITCH CATU DAYA DC
Ada empat macam konfigurasi pada switch atau operasi PWM pada inverter (atau dc-ac konverter) seperti : flayback, push-pull, setengah jembatan, dan jembatan penuh. Output inverter yang bervariasi dari sebuah teknik PWM merupakan konversi dari tegangan dc melalui sebuah dioda rektifier. Inverter dapat beroperasi pada frekuensi yang sangat tinggi, riak pada tegangan output dc dapat menyaring keluaran dengan fikter yang kecil.
Topologi sirkuit pada konverter flyback ditunjukkan pada gambar 9.1a. Ketika transistor Q1 on, catu tegangan nampak menyilang pada trafo utama. Ketika Q1 off, sebuah tegangan dari polaritas terbalik yang utama dari trafo sekunder. Tegangan minimum pada sirkuit terbuka dari sebuah transistor adalah : Voc = 2 V. Jika Is merupakan arus input rata-rata dengan
riak dan k = 50 %, arus puncak transistor Ip = Is/k = 2Is. Input arus berbentuk
pulsa dan tidak berkelanjutan. Tanpa dioda D2, arus dc mengalir melalui transformator. Ketika Q1 off, dioda D2 dan kapasitor C1 direset pada inti transformator. C1 tidak diisi ulang (discharge) melalui R1, ketika D2 off dan energi hilang didalam siklus. Arus ini sangat simpel dan terbatas pada aplikasi dibawah 500 W. Ini merupakan sebuah konverter forward dan itu memerlukan sebuah kontrol tegangan loop feedback.
Inti transformator dapat juga direset dengan mereset belitannya, seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.1(b), dimana energi disimpan didalam inti transformator dan meningkatkan effisiensinya. Tegangan open circuit pada transistor ditunjukkan seperti pada gambar 9.1(b) :
r N P N 1 S V oc V (9.1)
Dimana : Np dan Ns merupakan Jumlah lilitan primer dan jumlah belitan
berturut-tutut. Perbandingan putaran dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut : k k 1 p Nr N r a (9.2)
(a) Flyback Konverter
(b) Flayback Konverter dengan Belitan
(c) Konverter Fush-Pull
(d) Konverter Setengah Gelombang
(e) Konverter Gelombang Penuh
Karena suatu siklus k = 0.8 Np/Nr = = 0.8/0.2 = 4 dan tegangan open circuit menjadi Voc = Vs(1 + 4) = 5 Vs.Tegangan transistor pada open circuit lebih
tinggi dibandingkan dengan tegangan catunya.
Rangkaian setengah jempatan didalam gambar 9.1d. Ketika Q1 on,
Vs nampak menyilang ke trafo utama. Ketika Q2 on , suatu tegangan balik Vs/2
nampak menyilang ke trafo utama. Tegangan yang berpindah dari - Vs/2 ke
Vs/2. Tegangan transistor pada open circuit adalah Voc= Vs dan arus puncak
transistor adalah Ip= 2Is. Rata-Rata arus transistor adalah IA= Is. Didalam
aplikasi tegangan tinggi, rangkaian setengah jembatan adalah lebih baik dari push-pull. Sedangkan untuk aplikasi tegangan rendah, rangkaian push-pull adalah lebih baik dalam kaitan dengan arus transistor rendah. Tegangan output rata-rata : s aV 5 . 0 1 aV 1 V NpNs 2 V 0 V (9.3)
Rangkaian jempatan penuh ditunjukkan seperti pada gambar 9.1c. ketika Q1 dan Q2 on, Vs merupakan tegangan sumber. Ketika Q3 dan Q4 on,
tegangan utama diubah –Vs. Tegangan output rata-rata :
s aV 1 aV 1 V NpNs 2 V 0 V (9.4)
Tegangan transistor pada open circuit Voc = Vs dan arus puncak transistor Ip
= Is. Arus rata transistor IA = Is/2. Semua konfigurasi rangkaian beroperasi
pada tegangan dan arus minimum dan umumnya digunakan untuk daya yang tinggi diatas 750 W.
Contoh 9-1 :
Tegangan output rata-rata (atau dc) pada rangkaian push-pull yang ditunjukkan pada gambar 9.1c, Vo = 24 V pada resistansi beban R = 0.8 .
Bentuk jatuh tegangan pada transistor dan dioda Vt = 1.2 V dan Vd = 0.5 V.
Perbandingan jumlah lilitan transformator adalah a NpNs = 0.25.
Tentukan (a) Input arus rata-rata, Is ; (b) effisiensi (); (c) arus transistor
rata-rata, IA ; (d) arus puncak transistor Ip;; (e) Arus rms transistor, IR; dan (f)
tegangan transistor pada open circuit, Voc Rugi-rugi trafo diabaikan, dan arus
riak dari beban dan daya masukan diabaikan. PENYELESAIAN : a = Ns / Np Io = Vo/R V2 = V0 + Vd = 0.25 = 24/0.8 = 24 + 0.5 = 30 A = 24.5 V V1 = V2/a Vs= V1 + Vt = 24.5/0.25 = 98 + 1.2 = 98 V
(a) Daya input : Pi = Vs Is = 1.2 IA+ 1.2 IA+ Vd Io + Po Subsititusi : IA = Is /2 Is (99.2 – 1.2) = 0.5 x 30 + 720 Is = 735/98 = 7.44 A (b) Pt = Vs Is Effisiensi () = 720/744 = 100x 7.44 = 96,77 % = 744 W (c) IA = Is /2 = 7.44/2 = 3.72 A
(d) Ip = Is = 7.44 A (e) IR = k Ip = 0.5 x 7.44 = 5.26 A (f) Voc = 2 Vs = 2 x 100 = 200 V
9.2.2 Resonansi Catu Daya DC
Jika variasi tegangan output dc tidak beragam, inverter pulsa resonansi tidak digunakan. Inverter frekuensi akan sama dengan resonansi frekuensi yang sangat tinggi, dan inverter tegangan output hampir sinusoidal. Osilasi resonansi, inti trafo selalui direset dan dc tidak satursi. Konfigurasi setengah jembatan dan jembatan penuh dari resonansi inverter ditunjukkan seperti pada gambar 9.2. Ukuran trafo dan output filter direduksi ke inverter frekuensi tinggi.
Contoh 9.2
Tegangan output rata-rata pada rangkaian setengah jembatan, yang ditunjukkan pada gambar 9.2a ; V0 = 24 V, R = 0.8 . Operasi inverter pada
resonansi frekuensi. Parameter rangkaian : C1 = C1 = C=1 F
L = 20 F R = 0
Tegangan input dc (Vs)= 100 V, bentuk jatuh tegangan pada transistor dan
dioda diabaikan. Perbandingan jumlah lilitan trafo a = Ns/Np = 0.25. tentukan (a) arus input rata-rata (Is) ; (b) Arus transistor rata-rata (IA); (c) arus punck
transistor (Ip); (d) arus rms transistor (IR); (e) tegangan transistor pada open
circuit (Voc), rugi-rugi trnsmisi diabaikan dan efek beban pada frekuensi
resonansi diabaikan.
(a)Setengah Jembatan (b)Inverter Jembatan Penuh
Gambar 9.2 Konfigurasi Resonansi Catu Daya DC
PENYELESAIAN : Frekuensi resonansi (t) = 106 2x20 = 158,113.8 rad/s atau = 25,164.6 Hz. a = Ns /Np Io = Vo / R = 24/8 = 24/0.8 = 0.25 = 30 A
(a) Daya output : Po= Vo Io
= 24 x 30 = 720 W
Dari persamaan 2.59, tegangan rms kedua , V2 = Vo/(22)
= 1.1107 Vo
= 26.66 V. Arus input rata-rata Is =720/100 = 7.2 A
(d) Untuk sebuah pulsa sinusoidal, Arus transistor IA = Ip / dan arus
puncak transistor Ip =7.2 = 22.62 A
(e) Pulsa sinusoidal dari arus 180o , arus rms transistor , I
R = Ip /2 = 11.31
A
(f) Voc = Vs = 100 V
9.2.3 Catu Daya Bidirectional
Beberapa aplikasi, seperti pengisian battery dan pengosongan, hal tersebut diinginkan untuk kemampuan daya bidirectional. Catu daya bidirectional seperti ditunjukkan seperti pada gambar 9.3. Arah daya arus akan tergantung dari nilai Voc, Vs dan perbandingan (a = Ns/Np). Arus daya dari sumber ke
beban, pengoperasian inverter merupakan kebalikannya, jika :
Vo aVs (9.5)
Arus daya dari output ke input, pengoperasian inverter sama dengan sebuah rectifier, jika :
Vo aVs (9.6)
Gambar 9.3 Catu Daya DC Bidirectional
Konverter arus induktif yang diizinkan untuk arah arus bidirectional dan arah arus yang berlanjut.
Gambar 9.4 Pengaturan Sistem UPS
9.3 Catu Daya AC
Catu daya Ac seperti kita telah ketahui bersama, sama halnya dengan UPS “ Uninterruptible Power Supply), seperti yang ditunjukkan pada gambar
operasi inverter seperti rectifier pada pengisian battery. Bentuk inverter ini harus dioperasikan pada bentuk output frekuensi. Sebagai konsekuensinya, kemampuan inverter pada frekuensi tinggi, tidak digunakan didalam pengurangan bentuk dari trafo. Umumnya catu daya, catu daya ac dapat dikategorikan kedalam tiga type :
1. Catu daya ac dalam bentuk switch 2. Catu daya resonansi
3. Catu daya bidirectional
9.3.1 Catu Daya AC dalam Bentuk Switch
Bentuk trafo seperti pada gambar 9.4, dapat mengurangi penambahan frekuensi tinggi pada transmisi dc seperti pada gambar 9.5. Ada dua bentuk inverter. Pengoperasian inverter pada isi input dengan PWM pada frekuensi sangat tinggi akan mengurangi bentuk trafo dan filter dc pada input dcdari output dc disisi inverter. Pengoperasian inverter disisi output pada frekuensi keluaran.
Gambar 9.5 Catu Daya AC Berbentuk Switch
9.3.2 Catu Daya Resonansi
Bentuk input dari inverter pada gambar 9.5 dapat menggantikan inverter resonani , seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.6. Pengoperasian inverter disisi output dengan PWM pada frekuensi keluaran.
Gambar 9.6 Resonansi Catu Daya AC
Dioda rectifier dan output inverter dapat dikombinasikan dengan sebuah cycloconverter dengan switch bidirectional, seperti yang ditunjukkan seperti pada gambar 9.7. Cycloconverter akan megkonversi frekuensi tinggi ac menjadi frekuensi rendah ac. Arus daya dapat dikontrol dari arah yang lain.
Contoh 9.3 :
Resistansi beban pada catu daya ac, seperti ditunjukkan pada gambar 9.5, R = 2.5 . Tegangan output dc Vs = 100 V. Input inverter beroperasi pada
frekuensi 20 kHz dengan setiap pulsa per setengah putaran. Bentuk jatuh tegangan dari switch transitor dan dioda diabaikan. Perbandingan jumlah lilitan trafo a = Ns/Np = 0.5.
Gambar 9.7 Catu Daya AC Bidirectional
Pengoperasian output inverter sama halnya dengan PWM dari empat pulsa per setengah putaran. Lebar pulsa = 18o Tentukan arus eban rms. Riak
tegangan pada output rectifier diabaikan. Rugi-rugi trafo diabikan, dan efek beban pada frekuensi resonansi juga diabaikan.
PENYELESAIAN :
Tegangan output rms dari input inverter Vt = Vs = 100 V. Tegangan rms
kedua dari trafo V2 = aV1 = 0.5 x 100 = 50 V. Tegangan rectifier dc Vo = V2 =
50 V. Dengan lebar pulsa = 180o. Persamaan (8.18) menunjukkan tegangan
beban rms, VL = Vo (p/ = 50 (4x18/180, arus beban rms, IL = VL/R
= 31.6/2.5 = 12.64 A.
Jika inputnya berbetuk sumber ac, bentuk rectifier diperlukan seperti yang ditunjukkan seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.8 dan ada empat macam konverter ac-dc-ac-dc-ac. Inverter dan rectifier menggantikan konverter switch ac bidirectional, seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.9. Fungsi switch dari converter dapat menyatukan fungsi kombinsi dari rectifier dan inverter. Konverter jenis ini, dimana konverter ac-ac secara langsung disebut “ the forced commulated cycloconverter” [3]. Konversi ac- ac – dc-ac ditunjukkan seperti pada gambar 9.8 dapat dibentuk dari “ the forced commulated cycloconverter” seperti pada gambar 9.9.
Gambar 9.8 Multistage Converter
Gambar 9.9 Cycloconverters with bilateral switches 9.5 Perimbangan Magnetik
Jika ada beberapa dc yang tidak seimbang, inti trafo boleh saturasi, menghasilkan arus magnetic yang tinggi. Inti ideal seharusnya dapat menyerap air dan normalnya dioperasikan pada daerah normal dan dibawah kondisi yang tidak seimbang. Masalah saturasi dapat meminimumkan dua penyerapan air pada daerah inti. meliputi penyerapan rendah dan tinggi. Dibawah operasi normal arus flux melalui bagian dalam. Kasus saturasi, flux mempunyai gap dan inti yang jenuh. Dua toroid dengan kemampuan penyerapan yang rendah dan tinggi, dapat dikombinasikan seperti ada gambar 9.10b.
Catu daya pada industri dikenal dua tipe : catu daya dc dan catu daya ac. Suatu bentuk konversi tunggal, isolasi transformator harus dioperasikan pada frekuensi output.
Gambar 9.10 Inti dengan Dua Daerah Penyerapan
Untuk mengurangi bentuk transformator dan, multistage konversi umumnya diperlukan untuk spesifikasi industri. Secara topologi power supply bermacam-macam, tergantung daya output yang dibutuhkan dan komplesitas yang bisa diterima. Konverter switching bidirectional, yang dipakai untuk kontrol alir daya pada bagian lain, diperlukan dengan menyatukan fungsi switching untuk memperoleh bentuk gelombang keluaran yang diinginkan.
