PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

(1)

Laporan

Bengkel Elektronika Daya

“Rangkaian Buck Converter”

Oleh

Ahmad Syakir 1102274 Roffi Siswanto 1201997

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

(2)

I. Tujuan

- Mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja buck converter

- Mahasiswa dapat merancang rangkaian buck konverter

- Mahasiswa dapat memahami perubahan sinyal dari input ke output setelah melalui rangkaian buck converter

II. Teori Singkat

Dc Chopper tipe Buck merupakan salah satu jenis dari DC Chopper. Rangkaian elektronika daya ini dapat mengubah tegangan DC pada nilai tertentu menjadi tegangan DC yang lebih rendah untuk mendapatkan tegangan yang lebih rendah dari pada masukannya. DC Chopper menggunakan komponen switching untk mengatur duty cyclenya. Komponen switching tersebut dapat berupa thyristor, MOSFET (Metal Oxide Semiconducter Field Effect Transistor), Transistor 2N3055 dll. Berikut adalah rangkaian Buck converter :

(3)

Untuk menghasilkan tegangan keluaran yang konstan, DC Chopper tipe Busk dapat ditambah dengan rangkaian feedback (umpan balik). Pada rangkaian feedback ini, tegangan keluaran dari DCChopper akan dibandingkan dengan t tegangan referensi, selisih keduanya akan digunakan untuk menentukan duty cycle yang perlu ditambah atau dikurang sehingga menghasilkan tegangan keluaran yang konstan. Berikut adalah rangkaian DC Chopper Buck feedback.

 Prinsip Kerja DC Chopper Tipe Buck Converter

MOSFET yang digunakan pada rangkaian DC Chopper tipe Buck adalah bertindak sebagai saklar yang dapat membuka atau menutup rangkaian sehingga arus dapat dikendalikan sesuai dengan duty cycle yang didinginkan. Berikut adalah skema secara umum dari DC Chopper Tipe Buck.

Kinerja dari DC Chopper tipe Buck dapat dibagi 2 kerja utama, yaitu:

(4)

- Ketika Mosfet off (terbuka) dan dioda on, arus yang disimpan induktor dikeluarkan menuju beban lalu ke dioda freewheeling dan kembali lagi ke induktor.

 Grafik Keluaran DC Chopper Tipe Buck

Dari rangkaian DC Chopper tipe buck diatas, didapatkan hasil gelombang keluaran seperti dibawah ini:

(5)

oleh rangkaian kontrol. Posisi titik tertinggi arus beban (IL) dipengaruhi oleh besarnya dutycycle yang diberikan oleh rangkaiaan kontrol.

Semakin besar dutycycle, maka semakin besar pula tegangan keluaran yang dihasilkan DC Chopper tipe Buck. Namun, tegangan keluaran tersebut selalu lebih kecil atau sama dengan tegangan masukan DC Chopper. Semakin besarnya duty cycle dapat dilihat dari semakin besarnya area yang diwarnai biru muda pada gambar diatas.

Fungsi alir dari DC Chopper tipe Buck / M (D) adalah sebagai berikut:

Berikutadalah grafik hubungan dutycycle dengan fungsi alir dati DC Chopper tipe Buck:

Semakin bear duty cycle (D), maka semakin besar pula fungsi alihnya/M (D). Begitu pula sebaliknya, semakin kecil duty cycle (D), maka semakin kecil pula fungsi alinya /M(D).

 Kelebihan dan Kekurangan DC Chopper tipe Buck

- Keuntungan pada konfigurasi Buck antara lain adalah efisiensi yang tinggi, rangkaiannya sederhana, tidak memerlukan transformer, tingkatan stress pada komponen switch yang rendah, riak (ripple) pada tegangan keluaran juga rendah sehingga penyaring atau filter yang dibutuhkan pun relatif kecil.

(6)

yang tinggi pada arus masukan. Metode Buck seringdigunakan pada aplikasi yang membutuhkan sistem yang berukuran kecil.

III. Alat dan Bahan

-

Resistor - Zener - Solder

-

Kapasitor - Potensiometer - Transformator

-

Inductor - PCB - Timah

-

Dioda - Pin Molek - Bor

IV. Gambar Rangkaian

 Gambar Skema:

(7)

V. Simulasi Dengan PSIM

VI. Hasil Percobaan Rangkaian

Vin:

(8)

12 V

Vout PWM:

Vout PWM (dc) Gambar

10 V

Hasil Percobaan Buck Konverter: Vin

(dc)

Duty cycle

Vout (V) Gambar

10 V 30% 9,57 V

(9)

60% 9.72 V

70% 9.76 V

80% 9.78V

VII. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan beberapa hal, yaitu:

-

Semakin kecil perubahan nilai DC dari output semakin terlihat dengan adanya perubahan duty cycle karena perioda switching semakin kecil.