Page 117 - 156-PENERAPAN_RANGKAIAN_ELEKTRONIKA

PENERAPAN RANGKAIAN
ELEKTRONIKA
MATERI PEMBELAJARAN

a. Fungsi komponen
FET/MOSFET (S1) beroperasi sebagai saklar on-off daya Dioda D1
beroperasi sebagai saklar on-off atau freewheeling Induktor (Lo), Capasitor
(C) (Co), dan Beban (RL) berfungsi sebagai filter lolos bawah (LPF-Low Pass
Filter) perata tegangan.
Kita dapat melihat bahwa konfigurasi rangkaian dasar untuk konverter
buck adalah sakelar transistor seri, TR1 dengan sirkuit penggerak terkait
yang menjaga tegangan output sedekat mungkin dengan level yang
diinginkan, dioda, D1, induktor, L1 dan penghalusan capasitor( C ), C1.
Konverter buck memiliki dua mode operasi, tergantung pada apakah
transistor switching TR1 dinyalakan “ON” atau “OFF”.
Ketika transistor dibiaskan “ON” (saklar tertutup), dioda D1 menjadi
bias balik dan tegangan input, V INPUT (V IN) menyebabkan arus mengalir
melalui induktor ke beban yang terhubung pada output, mengisi capasitor(
C ), C1. Sebagai arus yang berubah mengalir melalui kumparan induktor,
ia menghasilkan back-ggl yang menentang aliran arus, menurut hukum
Faraday, hingga mencapai kondisi tunak menciptakan medan magnet di
sekitar induktor, L1. Situasi ini berlanjut tanpa batas selama TR1 ditutup.
Ketika transistor TR1 dinyalakan “OFF” (saklar terbuka) oleh sirkuit
pengontrol, tegangan input langsung terputus dari sirkuit emitor yang
menyebabkan medan magnet di sekitar induktor runtuh yang
menyebabkan tegangan balik melintasi induktor. Tegangan terbalik ini
menyebabkan dioda menjadi bisa maju, sehingga energi yang tersimpan
dalam medan magnet induktor memaksa arus untuk terus mengalir melalui
beban dalam arah yang sama, dan kembali kembali melalui dioda.
Kemudian induktor, L1 mengembalikan energinya yang tersimpan
kembali ke beban yang bertindak seperti sumber dan memasok arus hingga
semua energi induktor dikembalikan ke sirkuit atau sampai saklar transistor
menutup kembali, mana yang lebih dulu. Pada saat yang sama capasitor
(C) juga mengalirkan arus suplai ke beban. Kombinasi dari induktor dan
capasitor (C) membentuk filter LC yang menghaluskan segala riak yang
diciptakan oleh aksi switching dari transistor.
Oleh karena itu, ketika saklar solid state transistor ditutup, arus
dipasok dari pasokan, dan ketika sakelar transistor terbuka, arus dipasok
oleh induktor. Perhatikan bahwa arus yang mengalir melalui induktorselalu
dalam arah yang sama, baik langsung dari suplai atau melalui dioda tetapi
jelas pada waktu yang berbeda dalam siklus switching.
Karena sakelar transistor terus ditutup dan dibuka, nilai tegangan
output rata-rata akan terkait dengan siklus kerja, D yang didefinisikan
sebagai waktu konduksi saklar transistor selama satu siklus switching
penuh. Jika V INPUT (V IN) adalah tegangan suplai, dan waktu “ON” dan
“OFF” untuk saklar transistor didefinisikan sebagai: tON dan tOFF, maka
tegangan output V OUTPUT (V OUT) diberikan sebagai:

102 TEKNIK ELEKTRONIKA
INDUSTRI