Unlabelled
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
sumber
http://tecnicalsolution.blogspot.com/2012/04/power-supply-switching.html