TENTANG POWER SUPPLY SWITCHING
Pasti agan2 disini sudah tidak asing lagi dengan Power supply Switching,
yaitu sebuah power supply yg di bangun dengan teknik “pensaklaran”
dan sekarang menjadi standard power supply dalam dunia elektronika
dan komputer karena ke “efisienannya” yg tinggi serta dapat di bangun
dengan biaya yg murah.
Tapi mungkin sebagian agan2 di group ini ada yg belum begitu faham
tentang bagaimana cara kerja power supply ini dan dimana perbedaan
mendasar dengan power supply linear (konvensional) dan mengapa power
supply switching ini mampu menghasilkan daya yg begitu besar dengan
ukuran yg sangat kecil? Dan apa pula kelemahanan dari power supply
ini? Saya akan mencoba menjelaskan dengan bahasa yg mudah dimengerti
dan akan meminimalkan istilah2 teknik yg “kurang” begitu di perlukan
sehingga agan2 yg tidak mengerti elektronika pun di harapkan akan mudah
memahaminya :).
Untuk memahami bagaimana sebuah Power supply switching bekerja
terlebih dahulu kita harus memahami bagaimana power supply
konvensional (linear) bekerja, karena pada dasarnya power supply
switching dibangun dari power supply konvensional juga.
1. POWER SUPPLY KONVENSIONAL (LINEAR)
Pada dasarnya power supply konvensional adalah power supply yg
bekerja secara linear (kontiniyu), artinya tegangan output secara
kontiniyu masuk ke beban, lihat gambar :
Saya tidak akan mebahas rangkaian penurun tegangan (step-down),
penyearah (rechtifier) atau filter dan sebagainya karena disini kita
berbicara tentang prinsip atau cara kerja power supply ini secara umum.
Dalam gambar terlihat beban (misalnya lampu) terhubung secara
langsung ke sumber tegangan (misalnya batere), pastinya lampu akan
menyala terus selama daya batere masih ada dan rangkaian kabel tidak
terputus. besarnya Arus yg mengalir pada kabel tergantung seberapa
besar resistansi beban, semakin kecil resistansi beban semakin besar
arus yg mengalir. Jika arus yg mengalir terlampau besar dan terjadi
terus menerus dapat mengakibatkan kabel panas dan terbakar. Untuk
itu dibutuhkan kabel dengan ukuran yg sesuai dengan nilai beban.
Jadi power suppy konvensional tak ubahnya seperti resistor
variable dimana nilai resistansi bisa berubah2 sesuai dengan beban.
keuntungan mengunakan power supply konvensional adalah kesederhanaan
dalam perancangan, kerugiannya adalah tidak efisien, karena arus terus
menerus mengalir ke beban.
http://undik.com/2011/04/21/switching-regulator-basics/
2. POWER SUPPLY SWITCHING
Power supply switching sebenarnya adalah power supply konvensional yg di beri “switch”, lihat gambar :
Dalam gambar terlihat sebuah “switch” (saklar) diantara sumber
tegangan dan beban. Apa yg terjadi jika switch di tekan? Tentu saja arus
akan mengalir ke beban, jika beban disini adalah sebuah lampu maka
pasti lampu akan menyala. Dan apa yg terjadi jika saklar di lepas?
Tentu saja lampu akan mati.
Nah, apa yg terjadi jika agan menekan dan melepas saklar dalam
waktu yg cepat misalnya 10x dalam waktu 1 detik? Maka lampu akan
berkedip 10x perdetik sesuai dengan jumlah tekanan pada saklar. Jika
misalnya agan mampu menekan saklar 1000x dlm 1 detik maka lampu akan
berkedip 1000x perdetik, tapi kali ini kedipan lampu tidak terlihat
lagi oleh mata kita. Sehingga lampu “seolah-olah” hidup terus.
inilah dasar dari teknik switching power supply, dalam prakteknya
“switch” akan terputus dan tersambung sejumlah 50.000x perdetik (50khz)
atau lebih (tergantung model) dan tentu saja yg melakukan pemutus atau
penyambungan itu bukan agan, tapi rangkaian elektronika yg di rancang
khusus.
Lantas apa manfaat membuat system seperti ini?
Ternyata dengan membuat system seperti ini arus yg mengalir ke
beban tidak lagi konstan, tapi memiliki jeda yg walaupun sedikit
(dalam orde milidetik) tapi sangat bermanfaat untuk mengurangi “panas”
pada kabel (jalur) dan sumber tegangan. Sehingga ukuran kabel dan
komponen2 lain bisa di kecilkan dan secara otomatis membuat system ini
menjadi lebih murah secara keseluruhan.
ketika switch “terputus” walaupun sebentar apakah tidak
berdampak pada beban?, okelah jika beban sebuah lampu, bagaimana jika
beban merupakan rangkaian elektronika yg sama sekali tidak boleh
terputus dari sumber tegangan ?
Pertanyaan bagus gan, jika beban merupakan rangkaian elektronika
maka hal itu tidak bisa dibiarkan, untuk itu dibutuhkan tambahan
komponen, lihat gambar :
Dalam gambar terlihat sebuah lilitan (inductor) dan capasitor yg
ditambahkan dlm rangkaian. Fungsi inductor dan capasitor ini adalah
untuk menyimpan arus ketika switch “terhubung” dan melepaskan muatannya
ketika saklar “terlepas”, dengan cara ini arus secara konstan masuk ke
beban sehingga masalah teratasi.
Setahu saya, jika sebuah lilitan atau inductor dilalui
oleh tegangan DC yg terputus putus akan menyebabkan timbulnya tegangan
AC yg bisa menyebabkan rusakkan rangkaian, bagaimana mengatasinya?
yups, Agan benar sekali, oleh sebab itu rangkaian diatas harus di
sempurnakan kembali dengan menambah sebuah diode, lihat gambar :
Diode berfungsi untuk menghilangkan tegangan AC yg timbul dari
inductor ketika switch “tertutup dan terbuka” dengan cepat, dalam
prakteknya diode ini nantinya ada yg terpasang di rangkaian dan ada yg
tertanam langsung dalam MOSFET switching.
Nah, untuk saklar sendiri, tentu saklar yg dipakai dalam power
supply switching bukan saklar “manual” seperti diatas, akan tetapi
berupa transistor biasa ataupun MOSFET (FET) yg di rancang secara
khusus untuk itu dan di hubungkan dengan rangkaian pengendali
(controller). Rangkaian “pengendali” atau “controller” dapat berupa
rangkaian osilator biasa dan dapat juga berupa IC yg dirancang khusus
untuk keperluan switching.
lihat gambar :
Rangkaian controller (CTRL) diatas berfungsi untuk mengendalikan
proses ”switching" berdasarkan “feedback” atau umpan balik yg di
terima dari beban. Artinya jika beban “berat” controller akan memacu
“FET” agar lebih “lama” bekerja dan demikian sebaliknya, atau bisa saja
controller akan menonaktifkan FET jika Arus beban terlampau berat.
Apa dampak negative dari system power supply switching ini?
Ada plus tentu ada minusnya, karena system nya menggunakan system
"switch" maka sudah pasti akan menimbulkan noise yg tinggi sehingga
kurang cocok digunakan dalam rangkaian audio system atau HIFI (high
Fidelity), kalau pun mau di gunakan juga harus dengan filter yg benar2
bagus dan mahal, minus yg berikutnya adalah kerumitan dalam perancangan
dan pembuatannya. Tapi untunglah sekarang sangat banyak produsen IC yg
membuat IC2 switching sehingga kerumitan rangkaian dapat diatasi.
Demikian secara singkat penjelasan tentang dasar switching power
supply, semoga bermanfaat, Insya Allah di lain waktu akan kita bahas
dengan materi yg lebih komplek :).
RALAT :
Dalam gambar diatas ada kesalahan tulis, tertulis "SWICTH",
seharusnya SWITCH, dan jika dalam tulisan ini atau di link2 yg saya
beri dalam tulisan ini anda menemukan kata swicth2 yg lain itu maksudnya
adalah switch :)
dan bagi yg ingin mendalami lebih lanjut tentang power supply bisa di lihat disini :
http://undik.com/2011/04/21/switching-regulator-basics/
http://www.scribd.com/doc/61425375/choperbnajar
http://eprints.undip.ac.id/25281/1/makalah.pdf
http://www.scribd.com/doc/49368720/cara-kerja-catu-daya-power-supply
atau bagi yg ingin membaca dalam format docx bisa download disini :
http://www.ziddu.com/download/18583859/TENTANGPOWERSUPPLYSWICTHING.docx.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar