Tugas 2

Tugas 2

1.      Sebutkan macam-macam dioda daya?

a.General Purpose Diode

-       High reverse recovery time, typically 25 us,

-       Use for low speed application

-       Low frequency up to 1 KHz

-       Rating current from less than 1 A

-       Voltage rating from 5 V to 50 KV

b.Fast Recovery Diode

-       Low recovery time less then 5 us

-       Use for chopper and inverter

-       Rating current from less than 1 A

-       Voltage rating from 5 V to 3 KV

c.Schottky Diode

-       Low forward voltage drop

-       Use for high current low voltage rectifier

-       Rating current from  1 A – 300 A

-       Voltage rating  to  100V

2.      Apa yang dimaksud arus bocor pada dioda?

Pada kondisi bias mundur(reverse bias), dioda akan mengalirkan arus dalam jumlah yang sangat kecil. Untuk alasan praktis, biasanya arus ini sering diabaikan. Arus yang mengalir pada saat dioda dibias mundur disebut sebagai arus bocor(leakage current).

3.      Apa yang dimaksud reverse recovery time (waktu pemulihan balik) dari dioda?

Waktu pemulihan pada dioda bisa terjadi pada dioda jenis schottky ketika beralih dari keadaan tidak menghantarkan ke keadaan menghantarkan dan sebaliknya. Dimana dalam dioda p-n waktu pemulihan balik dapat dalam orde ratusan nano-detik dan kurang dari 100 nano-detik untuk dioda cepat.

4.      Apa yang dimaksud reverse recovery current (arus pemulihan balik) dari dioda?

Arus maju akan diturunkan menjadi nol (karena perilaku natural rangkain dioda atau dengan menerapkan tegangan mundur), dioda meneruskan konduksi karena pembawa minoritas yang tersisa dalam sambungan pn dan material semikonduktornya. Pembawa minoritas memerlukan waktu yang cukup untuk menyusun ulang dengan pengisian lawannya dan untuk dinetralkan. Waktu ini disebutkan reverse recovery time (waktu pemulihan yang balik).

5.      Apa yang dimaksud dengan faktor kelunakan (softness factor)?

Faktor kelunakan adalah perbandingan antara waktu diakibatkan karena proses pengisisan komponen penyimpan di daerah depleksi dari sambungan dan mereprensentasikan waktu antara zero crossing dengan arus mundur puncak dengan merupakan proses komponen penyimpan dalam bagian terbesar karena pengaruh material semikonduktor.

6.      Sebutkan jenis-jenis pemulihan dioda?

Ada dua jenis pemulihan dioda yaitu: pemulihan balik sebuah diode persambungan-PN dan tipe pemulihan lunak (soft recovery)

7.       Apa yang menyebabkan “reverse recovery time” pada diode?

Reverse recovery time disebabkan oleh pembawa minoritas memerlukan waktu yang cukup untuk menyusun ulang dengan pengisian lawannya untuk segera dinetralkan. Waktu ini  disebut waktu pemulihan balik (reverse recovery) dioda.

Tugas 1

11.  Apakah yang dimaksud dengan elektronika daya?

Elektronika daya adalah ilmu yang meliputi switching, pengontrolan dan pengubah (konversi) blok-blok yang besar dari daya listrik dengan menggunakan sarana peralatan semikonduktor.

12.    Apakah itu power electronic converter?

Power electronic converter adalah suatu alat untuk mengkonversikan daya listrik dari satu bentuk ke bentuk daya listrik lainnya.

13.     Bagaimana prinsip kerja dari konversi ac ke dc? (berikan contoh rangkaian)?

Pengkonversi tegangan AC ke DC disebut juga sebagai rectifier atau penyearah gelombang.

Komponen utama dalam rectifier adalah diode yang dikonfigurasikan secara forward bias. Dalam sebuah power supply tegangan AC rendah, sebelum tegangan AC tersebut diubah menjadi tegangan DC, maka tegangan AC tersebut perlu diturunkan menggunakan trafo step-down. Ada 3 bagian utama penyearah gelombang pada power supply, yaitu transformer, diode, dan kapasitor. Penyearah gelombang ini dibagi menjadi 2, yaitu :

• Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier): Rectifier ini menggunakan 1 buah komponen utama dalam menyearahkan gelombang AC. Prinsip kerjanya adalah mengambil sisis sinyal positif dari gelombang AC  dari transformator. Pada saat transformator memberikan outout sisi positif daari gelombang AC, maka diode dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang AC tersebut dilewatkan dan pada saat  transformator memberikan sinyal sisi negative, gelombang AC maka diode dalam posisi reverse bias, sehingga sisi negative tegangan AC tersebut ditahan atau tidak dilewatkan.

 

•  Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier): Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh ini  adalah menggunakan 4 dioda. Pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi positif, maka D1,D2 pada posisi forward bias dan D4,D3 pada posisi reverse bias. Kemudian paada saat output transformator memberikan level tegangan sisi puncak negative, maka D3,D4 pada posisi forward bias dan D1,D2 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi negative tersebut dialirkan melalui D3,D4.

   

14.  Bagaimana prinsip kerja dari konversi ac ke ac? (berikan contoh rangkaian)?

Cycloconverter adalah rangkaian elektronika daya yang dapat mengubah gelombang masukan AC dengan frekuensi tertentu ke gelombang keluaran AC dengan frekuensi yang berbeda. Pada Figure 1(a) dapat dilihat rangkaian daya cycloconverter satu phasa. Untuk lebih mudah memahami kerja rangkaian ini sehingga dapat menurunkan frekuensi sumber adalah dengan cara membagi topologi ini menjadi 2 buah rangkaian konverter tyristor-P dan rangkaian konverter tyristor-N yang bekerja secara bergantian, seperti terlihat pada Figure 1(b). Konverter tyristor-P bekerja untuk membentuk arus keluaran pada saat periode positip-nya, sedangkan konverter tyristor-N bekerja setelahnya untuk membentuk arus keluaran pada periode negatif arus keluaran.

 

Pada Figure 2 terlihat bahwa untuk mengubah sumber tegangan AC 50Hz menjadi frekuensi yang lebih rendah (16,67Hz), rangkaian konverter tyristor lengan kiri bekerja sedemikian rupa dengan memainkan sudut penyalaannya selama 1,5 periode sumber. Konverter tyristor lengan kanan bekerja setelahnya.

 

Pada Figure 3 terlihat bahwa untuk mengubah sumber tegangan AC 50Hz menjadi frekuensi yang lebih rendah (10Hz), rangkaian konverter tyristor lengan kiri bekerja sedemikian rupa dengan memainkan sudut penyalaannya selama 2,5 periode sumber.

 

15.  Bagaimana prinsip kerja dari konversi dc ke dc? (berikan contoh rangkaian)?

Chopper dc dapat digunakan sebagai trafo dc untuk menaikkan atau menurunkan tegangan dc yang tetap. Chopper dapat dioperasikan pada frekuensi yang tetap atau pada frekuensi yang berubah-ubah. Chopper dengan frekuensi yang berubah-ubah membangkitkan harmonis pada frekuensi variabelnya sehingga untuk mendesain filternya menjadi sulit sehingga hopper dengan frekuensi yang tetap sering digunakan. Konverter dc-dc artinya mengubah tegangan dc yang tetap menjadi sumber tegangan dc yang bersifat variabel.

Prinsip Operasi Chopper Step Down :

 

Ketika saklar SW ditutup selama waktu t1, tegangan masukan Vs muncul melalui beban. Bila saklar tetap off selama waktu t2, tegangan melalui beban adalah nol. Bentuk gelombang untuk tegangan keluaran dan arus beban bias dilihat pada gambar diatas.

16.       Bagaimana prinsip kerja dari konversi dc ke ac? (berikan contoh rangkaian)?

Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus bolak balik (AC). Keluaran inverter dapat berupa tegangan yang dapat diatur dan tegangan yang tetap,  sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery, cell bahan bakar, tenaga surya, atau sumber DC lain. Tegangan output yang dihasilkan adalah 120V 60 Hz, 220V 50 Hz, 115V 400 Hz.

 

Bila posisi sakelar yang On : 1. S1 dan S2    + VDC 2. S3 dan S4    – VDC 3. S1 dan S3    0 4. S2 dan S4    0 Jika posisi sakelar ada pada posisi 1, maka R akan dialiri listrik dari arah kiri ke kanan. Jika sakelar pada posisi ke dua, maka R akan mendapatkan aliran listrik dari arah kanan ke kiri, inilah prinsip arus bolak balik (AC) pada satu perioda yang merupakan gelombang sinus setengah gelombang pertama pada posisi positif dan setengah gelombang kedua pada posisi negatif. Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan 4 sakelar, seperti ditunjukkan pada Gambar . Bila sakelar S1 dan S2 dalam kondisi on maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kiri ke kanan, jika yang hidup adalah sakelar S3 dan S4 maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri.

Inverter dapat diklasifikasikan menjadi 2 macam :

1. inverter 1 fasa.
2. inverter 3 fasa.

 

17.    Tahap-tahap yang diperlukan untuk merancang elektronika daya?

       Ada beberapa tahapan yaitu:

1. Simulasi rangkaian dengan software simulasi rangkaian elektronika,

2. Pengecekan rangkaian yang sebenarnya dengan protoboard atau breadboard,
3. Pembuatan rangkaian yang sudah benar pada PCB. 

18.   Apa yang dimaksud dengan efek peripheral dari peralatan elektronika daya?

Sebuah perangkat elektronika daya biasanya mempunyai efek medan magnet atau listrik sehingga akan mempengaruhi perangkat yang berada disekitarnya.