"SMPS halfbridge 1000Watt" (Bagian pertama)
*[NOTASI (RA+RB) di atas, maksudnya adalah RA dan RB diparalel]*
Semangat ya biarlah anjing enggonggong kafilah tetap berlalu saya posting bahasan berikut "SMPS halfbridge 1000Watt" Saya mulai dengan gambar ini. Flip-flop bistabil sbagai dasar pembangkit frekwensi dari smps yang akan kita buat. Perhatikan skema diatas. Saya memakai osciator jenis oscilator relaksasi atau blocking oscilator atu flip-flop dwimantap atau multivibrator bi-stabil. Berapakah osciator ini frekwensinya. Lihat rumusnya dan aplikasikan sesuai keinginan anda. Untuk mendapatkan frekwensi sesuai keinginan anda pakai rumus F = 1/V2*R*C besarnya R adalah RA//RB dan C adalah CC frekwensi dalam satuan hertz. SMPS yang akan kita buat terdiri atas beberapa blok yang terdiri dari Oscilator, Buffer, Phase Spliter Section atau GDT , Trafo Utama HB, dan DeattimeControl atau DTC serta Voltage Output Reference atau VOR. proyek yang akan kita buat adalah jenis inverter DC to DV dari 300V ke CT 50VDC, yang nanti dipergunakan untuk Power Amplifier sampai 1000Watt Di sini lah saya akan mengulas tentang bagian bagian pembentuk smps dari masing masing blok secara fungsional dan sarana pembentuknya juga cara bekerjanya masing masing blok agar semua faham. Agar kita tahu intinya. Disini kita belajar mengetahui segala yang kita buat. Jangan dengan instan kita dalam membuatnya. Bisa merakit atau membuat yah harus tahu sistem kerjanya jadi jika ada sesuatu problem atau kita akan mengaplikasikan yang lain atau dikembangkan untuk sesuatu yang lebih besar kita akan menguasai. Apa yang diperlukan untuk menguasai ilmu… ilmu ilmu Ilmu dapat kita peroleh dengan cara belajar, membaca, dan bereksperiment. Ilmu itu sangat mahal, kita tidak bisa membeli ilmu. atau ujug-ujug bisa nggak mungkin .. Kita gambar dulu secara blok agar mudah utk urutannya dan inilah gbr blok nya
Oscilator atau flip flip udah di ulas selanjutnya blok 2 buffer atau penyangga .diblok buffer disamping terkoneksi phase spliter/GDT terkoneksi juga ke DTC, pada buffer bentuk sinyal atau gelombang diblok ini berbentuk variasi curve, atau tidak tetap bentuknya akan tetapi karena pemgaruh dari blok DTC maka bentuk sinyal berbasis pada bilangan integral atau menanjak ..atau gigigergaji (sawtooth wave) ***** Cahyo Pranoto > Belajar membuat SMPS dari Nol Saya buka thread baru
Buffer pushpull ..adalah sebuah rangkaian penguat arus dengan output emitor penguat ini hanya menguatkan arus saja sedangkan tegangan masih tetap sebesar inputnya. Apa fungsi buffer ini selain sebagai penguat arus? Pada rangkaian buffer disamping sebagai penguat arus.. Berfungsi juga sebagai pengatur bentuk gelombang. Dengan bantuan c kopling dan tr attenuator maka bentuk gelombang yang dihasilkan oscilator yang berbentuk blok atau kotak (square wave) akan di proses menjadi bentuk gelombang yang lain, dengan adanya C dan TR att yang merupakan rangkaian integrator diproseslah bentuk gelombang kotak menjadi gigi gergaji(sawtooth wave) perhatikan gmbar berikut ini. Mengapa bentuk gelombang mesti diproses? Tujuannya adalah untuk mendapatkan linieritas gelombang. Pada titik tertentu dengan waktu tertentu pula tinggi pulsa atau sinyal berbeda. Nah ini yang nantinya untuk mengendalikan Trafo gdtnya .. Setelah proses pembentukan gelombang maka sinyal ini akan diumpankan ke tingkat berikutnya yaitu point 3 Phase splitter dan taro GDT pengaturan DeadTime pada buffer, sehingga frekwensi oscilator akan tetap.
Apa itu phese splitter dan gdt? phase =periode=tempo=magnitude adalah siklus yang tertaut oleh waktu. Sehingga suatu bentuk gelombang menjadi terurai, dan penguraian ini harus sesuai dengan iinput suatu capture, atau jangkauan tangkapan nya tingkat berikutnya dan karena sinyal dari buffer berupa sinyal pushpull maka sinyal yang diumpankan ke Switcher (FET) akan bergantian mendapat arus trigger. Bagaimana bentuk gelombangnya antara input atau sinyal dari buffer dan output setelah melalui phase splitter dan GDT? lihat gambar berikut . Dengan adanya rangkaian ini maka FET1 dan FET2 akan menerima sinyal dengan bentuk gelombang yang sama namun waktunya tidak bersamaan ..
Apa pengaruh dari DTC terhadap DT? ..perhatikan gber berikut Pada gambar tampak besarnya DT tergantung pada besarnya DTC dengan adanya DT maka sinyak FET1 tidak akan bersentuhan dengan FET2, apa artinya? Dengan adanya DT maka kedua FET tidak akan mungkin bekerja bersamaan.. Ini untuk mencegah dua FET ON. Sebab akan membebani sumber atau akan merusak sistem Switchernya (saklar). FET mendapat polaritas yang sama hanya waktunya saja yang berbeda. Perhatikan gambar baik baik. Ada jeda diantara pemberian sinyal ke FET. yang berupa DeadTime (DT) Apa itu DTC dan DT? DT tergantung pada DTC.. Semakin besar atau semakin lebar pita DTC (warna merah) maka semakin lebar pula pita DT (warna biru). Sehingga sinyal yang ke FET1(cyan) dan ke FET2(pink) akan semakin mengecil, atau semakin rendah amplitudonya.. Dan menimbulkan efek berkurangnya tegangan ke G pada FET,dan berpengaruh juga pada output swtcher yang masuk ke Trafo Utama. menjadi mengecil juga.. GDT .. .Gate Drive Trafo GDT sering disebut dengan trafo driver, fungsi trafo ini adalah membagi inpu sinyal tunggal menjadi beberapa sinyal output. misal masuk 1 keluar 2,3 4 5 6 dst. Trafo driver dapat dibuat dengan jenis kotak ataupun lingkaran, namun jenis lingkaran adalah yang terbaik, sebab memiliki nilai permeabilitas yang lebih besar, disamping itu leakage induktan akan sangat kecil. Sehingga boleh dikatakan pelimpahan daya akan maksimal. Ferit jenis lingkaran atau yang terkenal dengan nama toroid. Ada 2 macam toroid untuk gdt yaitu gdt resonant dan non resonant, jenis resonant biasanya memiliki harga permeabilitas lebih kecil dibandingkan dengan toroid jenis non resonant, apakah bedanya resonant dan non resonant? Ada dua macam nih toroid resonant dan non resonant anda bisa membedakan? secara fisik memang sukar dibedakan hampir sama persis ..bedanya kalo yang resonant memiliki warna hitam dop..tapi kalo yang non resonant hitam mengkilap.. Yang resonan butuh lilitan lebih banyak untuk mendapatkan harga L nya yg sama
dengan non resonant. Memang permeabilitan berpengaruh sekali terhadap harga induktansi atau L nya. Kenapa ada resonant dan nonresonant? karena penggunaannya berbeda berdasarkan operasi kerjanya. Resonan diaplikasikan untuk frekwensi tinggi. Sedang yang nonresonant diaplikasikan untuk operasi frek lebih rendah. Dapatkah keduanya dipakai pada sirkit yang sama? untuk membedakan yang pasti memang harus pake alat ukur L meter atau Induktansi meter. Dengan memberi beberapa lilitan pada ferit trus diukur harga L nya jika dengan jumlah lilitan sama yang mwemiliki harga L besar berarti nonresonant dan operasimnya frekwensi rendah, jika harga L nya kecil berarti jenis resonant yang dioperasikan utk frek tinggi. Kalau warna cat saya kira mengacu pada kode warna seperti resistor. Semakin merah semakin rendah semakin biru semakin tinggi jika yang tinggi sekali frekwensinya mungkin warna putih. mungkin lho. Sebab saya nggak pernah punya yang dicat polos apa adanya. jadi warnanya ya hitam dot sama mengkilap. itu saja yang saya tahu.. Juga ditester pake Ohm meter jika yang nonresonan memiliki R lebih kecil.. Sedang yang resonant memiliki R lebih besar.. Namun untuk patokan harga R nya saya tidak tahu. hanya untuk mengetahui bedanya jika cuma punya 1 ferit ya susah nggak bisa membandingkan atau punya 10 la wong jenisnya sama ya sama saja nggak bisa tahu perbandingannya iya kan? Kannn! Perhatikan gambar berikut untuk GDT atau trafo driver.. bandingkan dan diingat ingat untuk pedoman perhatikan ytanda panah dan tanda dot atau titik. Berapakah lilitan utuk primer dan skunder trafo driver? sebenarnya istilah GDT kurang tepat untuk trafo driver . kalo trafo driver adalah tepat karena berfungsi sebagai drive. Sebab yang di drive bukan hanya FET saja yang punya Gate (G) tetapi transistorpun bisa diberi masukan dari trafo driver ini jika transistor namanya bukan GDT tetapi dengan nama BDT= Basis Driver Trafo. iya betuuuulllllll????? Jadi Istilah yang mencakup semuanya adalah Trafo Driver atau TD bener nggak???? atau DT jadi nggak usakh pake G cukup DT saja atau TD saja. Biar nggak salah aplikasinya loh.. Sebab jika ada yang bertanya bagaimana cara buat atau jumlah lilitan GDT untuk Transistor? Nggak enak didengar la yang dibicarakan Transistor kok yang di buat GDT la yang G untuk apa? adanya B atau basis .misal untuk diaplikasikan switching pake Transistor hayo .????? lha rata2 pada induktansi berapa pak? Nah ini pertanyaan bagus. ika pertanyaan berapa jumlah lilitan mungkin walau jawaban benar namun dipraktekan salah. mengapa? sebab dengan jumlah lilitan sama harga Reaktansi Induktif (XL) belum tentu sama dan juga harga Induktansi yang sama jika dioperasikan pada frekwensi sama belum tentu akan berhasil sama mengapa????? Nah diatas tadi ada ferit resonant dan non resonant bagaimana untuk menindak lanjuti agar penenmpatan trafo driver tepat jumlah lilitannya? .. Kalo ferit untuk trafo kotak dapat dengan mudah untuk membedakannya bagaimana? Ferit tanpa celah untuk frekwensi rendah, dan ferit dengan celah untuk frekwensi tinggi ..Jika ferit frekwensi rendah dioperasoikan pada frek tinggi jelas ferit cepat menjadi panas ..dan sebaliknya jika ferit frekwensi tinggi dipakai untuk frek rendah akan berdampak membebani sumber dan membahayakan power switch nya(FET) ..kok tambah ngerti saiki sampeyan kabeh yo???? kudune nambah ngerti .sebab tambah ilmu pengetahuannya. Sebenarnya secara teori membuat trafo driver dengan trafo Power lebih mudah trafo power, mengapa? namun kadang kala malah dianggap sangat mudah .wah gawe trafo GDT keciillllll sembarang lilitan bae iso kok ..betul?????? misalnya bisa jadi yah mungkin kurang optimal ataupun berdampak umur komponen jadi pendek alias gelis
koidddd .nah sebenarnya berapa sih jumlah lilitan primer dan skundernya nah ini panduan penting untuk anda .cara buat lilitan trafo driver yang pas .. Saya dalam membuat trafo ini mengacu pada frekwensi operasinya dulu .mau dipakai pada frekwensi berapa .harga L tidak penting Jumlah lilitan juga tidak penting .yang penting .malah harga XL nya .berdasarkan pengalaman saya ..harga Reaktansi Induktif yang pas untuk lilitan primer Trafo Driver adalah 900 sampai 1100 ohm atau dirata rata memiliki XL=1000 ohm pada frekwensi operasi nya .nah inilah pedoman saya .dan ini pula yang paling optimal mengapa .kalo paling optimal berarti pakling baik dan paling pas ..jika terlalu kecil atau terlalu besar berdampak pada efektifitas pengaturan tegangan control ..DTC atau PWM ..memang sembarang lilitan bisa beroperasi namun control tegangan jadi tidak berfungsi .alias ada pwm nya atau DTC nya namun tidak bekerja .dan smps beroperasi tidak terkontrol tegangan outputnya .jika nkena basss akan drop .sebab umpan balik tidak bisa mengatur bentuk gelombang ataupun besar sinyal ..hehehehehe .dan mungkin yang sudah praktek bikin HB ada keluhan tegangannya kok droooPPP?????? heheheheh la wong ora reti teorinya ..dianggap GDT mudah ..tau rasa loh yang dah praktek duluan sehingga berharap ada solusi dengan menerapkan PFC ..tambah rumit nanti sistemnya. Iyo benerrrr .skala LC meter ada skala harga XL tinggal ukur praktis bukan?????? nggak ngawur kalau udah punya LC meter yang sudah saya posting ..saat inilah baru akan dipakai ..hehehehe pasti belum buat milih yang mudah beli LC meter ditoko namun pada saat yang dibutuhkan XL gimana hayooooo .dah beli LC meter tapi kok tetep kurang ya nggak ada XL nya .wah jebul ono ono wae alate yo??? untuk mendapat xl= 1000ohm berarti pad lc meter, potensio di set ke nilai xl =900+100ohm,llalu buat lilitan hingga penunjkan vu jd nol atau led nyala terang Begitukah pak? Wah gampang bro..potensio dipentokan kekiri dan buat lilitan agar LED nyala semua dua duanya sama.. Namun perlu diperhatikan juga CahMbatan HanyaBisa Tersenyum, frekwensi operasi antara 50-60KHZ .dan alat LC tsb pada posisi 2 memiliki frekwensi 56,7KHZ jadi sudah mendukung .kenapa kok pas ya ..sebab sudah saya rancang sebelumnya agar yang sudah buat alat test ada manfaatnya tidak mubadzir walaupun anda belum tahu penggunaannya namun saat ini akan tahu gunanya ..memang saya pilih frekwensi untuk smps 50-60KHZ ada tujuannya agar bahan bakunya mudah didapat harga murah dan speknya mendukung .kelas mumer kualitas beter .. Adakah solusi lain jika anda kebetulan punya toroid oleh nemu nang loakan ..kan tidak tahu frek tinggi apa frekwensi rendah? jika misalnya alat ukur sudah mentok kiri dan LED dua duanya nyala padahal lilitan baru sedikit misal 5 lilit..ini berarti anda punya toroid non resonant permeabilitas besar .dan mungkin karena terlalu sedikitnya lilitan dikhawatirkan perubahan frekwensi sedikit saja akan berpengaruh harga XL yang signifikan anda dapat menerapkan ferit toroid dibuat gap atau celah caranya di palu ben pecah mengko dilem maning anggo alteko sebab jika lilitan terlalu sedikit atau permeabilitas terlalu besar pembentukan gelombang akan tidak sesuai yang dibutuhkan sebab minimal lilitan yang dibuat adalah 10 lilit untuk primernya ..perhatikan gber berikut atau anda juga bisa pake ferit kotak yang pake gap maupun tanpa gap yang penting lilitan jangan kurang dari 10 lilit . Selanjutnya Trafo utama, (Power Transformer) Seperti halnya trafo gdt .trafo ini juga mengacu pada harga XL dimana trafo tersebut diaplikasikan .jika harga induktansi yg memiliki harga XL dimana pada saat tersebut dimasukan arus frekwensi dan dapat memblokir arus DC maximal 20mA maka trafo tersebut sudah memenuhi syarat dijadikan trafo daya smps, semakin besar daya bloking DC maka akan semakin bagus, ini untuk meningkatkan efisiensi saat trafo tanpa beban .atau anda bisa mengacu pada konsumsi daya yg dipakai sebesar 6Watt tanpa beban ..jika hal demikian berapakah banyaknya lilitan agar didapat maksimal 20mA? Kita tentukan dulu operasi smps pada frekwensi berapa? Taruhlah smps nantinya akan dioperasikan pada frek 50khz
maka besar XL yg harus dipenuhi adalah 150V/0,02A=7500 Ohm .ini untuk half bridge .atau harga ini setara dengan harga L sebesar 24mH .semakin tinggi operasi maka harga L akan menjadi semakin kecil, juga jumlah lilitan akan semakin sedikit .untuk menghindari banyaknya jumlah lilitan maka dipakailah inti ferit non resonant atau inti ferrit yg tanpa celah udara, sebab ferit tanpa celah udara memiliki permeabilitas lebih besar daripada yg ada celah udaranya ..ingat sistem kerja smps jenis fbt beda dengan smps jenis hb, jika anda menggunakan inti ferit yg ada gap nya maka untuk mendapatkan harga 24mH akan sangat banyak jumlah lilitannya mungkin kern nggak muat untuk lilitanya .hayo anda punya ferit tanpa gap? ..kalo nggak punya .. mlongo waelah .. **…** Disusun oleh : Dwi Febriyanto
