6
Thyristor merupakan komponen utama dalam peragaan ini. Untuk dapat membuat thyristor aktif yang utama dilakukan adalah membuat tegangan pada kaki anodanya lebih besar daripada kaki katoda. Agar thyristor aktif, maka perlu pemicuan tegangan pada kaki gerbangnya. Setelah kondisi ini dicapai, thyristor akan selalu aktif asalkan tegangan anoda selalu lebih besar daripada tegangan katoda. Jika tegangan kaki katoda dibuat lebih besar dibandingkan tegangan kaki anoda, maka thyristor akan langsung berada pada kondisi tidak aktif. Untuk beda tegangan 0 Volt pada kedua kaki tersebut mempunyai 2 kondisi. Pertama, jika beda tegangan kaki anoda dengan kaki katoda 0 Volt, tetapi kaki gerbang masih terpicu dalam pengertian dipicu dengan tegangan terus menerus, maka thyristor masih dalam keadaan aktif. Kedua, jika beda tegangan kaki anoda dengan kaki katoda 0 Volt, dan kaki gerbang hanya terpicu sesaat dalam pengertian pemicuan berupa sinyal impuls, maka thyristor berada dalam kondisi aktif.
Gambar 2.1. Rangkaian Komutasi Alami.
Komutasi paksa adalah teknik membuat thyristor tidak aktif dengan memaksakan arus maju thyristor bernilai nol dengan tambahan rangkaian tertentu. Rangkaian yang ditambahkan biasanya mengandung beban induktif ataupun kapasitif. Teknik komutasi paksa dibagi lagi menjadi 7 macam, yaitu
1. Self-commutation
2. Impulse commutation
3. Resonant pulse commutation
4. Complementary commutation
5. External pulse commutation
6. Load-side commutation
7. Line-side commutation
setengah gelombang saja, biasanya dilakukan dengan memberikan sebuah dioda saja yang diletakkan diantara masukan dan keluaran. Dimana dengan sinyal masukan berupa sinusoidal, yang memiliki 2 siklus yaitu positif dan negatif, akan hanya dilewatkan satu siklus saja dan siklus yang lain dianggap bernilai nol. Kemudian untuk penyearah gelombang penuh, dapat menggunakan rangkaian diode-bridge.
Gambar 2.2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh.
Dari Gambar 2.2 tersebut dapat dianalisis bahwa bila input berupa sinyal atau gelombang sinusoidal, maka untuk kedua siklusnya akan dilewatkan semuanya. Namun kedua siklus ini menjadi bernilai positif semua pada output. Kedua rangkaian penyearahan tersebut dapat dipakai juga pada kaki gerbang thyristor yang membutuhkan tegangan positif untuk dapat memicu thyristor. Namun untuk pengatur waktu sudut picu dapat dengan menambahkan rangkaian resistor dan kapasitor (RC) seperti pada topik 1, dengan menggunakan rangkaian timer pada topik 4, atau dengan menggunakan UJT seperti pada topik 2, 3, dan 6. Pada topik 5 dengan menggunakan kombinasi TRIAC dan DIAC mendapatkan bentuk yang hampir sama dengan tegangan masukan hanya ada sudut pemicuannya. Dengan kata lain dapat menggantikan fungsi diode bridge.
satu nilai komponen tersebut berdampak pada waktu yang dibutuhkan untuk pengisian dan pengosongan kapasitor. Sehingga berdampak pada sudut picu thyristor. Sudut picu yang dihasilkan oleh komponen ini lebih cepat daripada dengan menggunakan komponen UJT. Sudut picu dengan menggunakan komponen RC berada dari 0 derajat sampai 90 derajat. Pada topik 1 ini yang diubah nilainya adalah resistor dengan menggunakan variabel resistor atau potensiometer. Dikarenakan rangkaian untuk memicu thyristor berupa komponen RC maka sinyal yang masuk pada kaki gerbang thyristor berupa sinyal gigi gergaji (yang berada pada siklus positif) ini dikarenakan adanya dioda yang berfungsi penyearah sebelum masuk menuju thyristor.
[image:4.612.98.526.184.614.2]Seperti yang telah dibahas, pemicuan thyristor dapat pula dengan menggunakan komponen UJT (Unijunction Transistor). Rangkaian dasar pemicuan UJT dapat dilihat pada Gambar 2.3.
UJT mempunyai 3 terminal yaitu E (Emitter), B1 (base-one), dan B2 ( base-two). Diantara B1 dan B2 mempunyai karakteristik hambatan biasa. Hambatan ini disebut hambatan interba se disimbolkan dengan RBB dan mempunyai batas nilai 4,7
sampai dengan 9,1 kΩ. Dari gambar 3 dapat dianalisis bahwa ketika tegangan supply DC Vbb dinyalakan, kapasitor C terjadi pengisian melalui resistor R dan kaki emitter UJT mengalami hubung buka. Konstanta waktu saat pengisian kapasitor dapat dihitung dengan rumus
(2.1)
Ketika tegangan emitter, yang sama dengan tegangan kapasitor C, mencapai maksimum, UJT berubah menjadi aktif dan kapasitor melakukan pengosongan muatan melalui hambatan dalam UJT dan resistor RB1. Waktu yang dibutuhkan untuk
pengosongan kapasitor dapat dirumuskan
(2.2)
Ketika tegangan kapasitor minimum, emitter akan berhenti menghantar dan membuat UJT tidak aktif. Dengan demikian kapasitor kembali terisi dan begitu seterusnya. Nilai R dibatasi diantara 3 kΩ sampai dengan 3 MΩ. Pada peragaan topik 2,3, dan 6 menggunakan UJT untuk menghasilkan impulse yang digunakan untuk memicu thyristor.
Selain menggunakan UJT yang menghasilkan pulsa untuk memicu thyristor, dapat juga dengan menggunakan rangkaian digital yang akan diperagakan pada topik 4. Yang dimaksud digital disini adalah memiliki 2 nilai yaitu ‘0’ jika keluaran memiliki tegangan sebesar 0 Volt dan ‘1’ jika keluaran memiliki tegangan sebesar + Vcc. Pada percobaan topik ini rangkaian digital berupa rangkaian timer dengan
tidak disearahkan sepenuhnya jika frekuensi rangkaian timer tidak sama dengan frekuensi jala-jala listrik.
Thyristor yang berfungsi sebagai saklar dapat juga membentuk gelombang kotak seperti pada topik 2. Pada topik ini akan memeragakan cara mendapatkan tegangan DC yang bervariabel dengan masukkan tegangan DC tetap. Pengertian variabel disini bahwa tegangan keluaran berupa sinyal kotak yang memiliki nilai puncak +Va dan nilai minimal 0 V. Bentuk kotak pada grafik tegangan ini didapatkan
karena adanya peranan thyristor sebagai saklar. Untuk lebih dapat dimengerti mari dilakukan percobaannya.
Pemicuan thyristor yang digunakan pada rangkaian penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh dengan menggunakan komponen UJT mempunyai sudut picu 0 derajat sampai dengan 180 derajat.
[image:6.612.103.528.151.636.2]TRIAC merupakan gabungan antara 2 thyristor paralel yang memiliki letak berkebalikan. Dan kaki gerbang pada kedua thyristor tersebut disatukan sehingga hanya memiliki satu sudut picu. Kegunaan TRIAC hampir sama dengan diode-Bridge yaitu sebagai penyearah gelombang. Namun diode-Bridge tidak memiliki sudut picu sehingga gelombang yang disearahkan seluruhnya.
DIAC merupakan gabungan antara 2 dioda paralel yang memiliki letak berkebalikan. DIAC tidak memiliki kaki gerbang maka komponen ini tidak memiliki sudut picu untuk mengaktifkannya. DIAC memiliki fungsi yang sama dengan diode-Bridge yaitu sebagai penyearah gelombang penuh.
