SubChapter 2.7

1. Oscilloscope. Osiloskop adalah alat ukur yang berfungsi menunjukan bentuk sinyal listrik berupa grafik dari tegangan terhadap waktu yang tertampil pada layarnya.Osiloskop dapat mengukur mengukur besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode, bentuk sinyal dan beda fasa.

2. Resistor. Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

3. Diode Bridge atau Dioda Jemabatan.adalah dioda sebagai penyearah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC).

4. Sumber Tegangan AC

5. Transformator. Transformator atau trafo adalah alat yang memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik

6. Dioda. Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

7. Ground. Ground merupakan titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik.

3. Dasar Teori [kembali]

a. Jaringan Jembatan

Level atau tingkat DC yang diperoleh dari input sinusoidal dapat ditingkatkan 100% menggunakan proses yang disebut perbaikan gelombang penuh (full-wave rectification). Jaringan yang paling dikenal untuk menjalankan fungsi seperti itu muncul pada Gambar 2.52 dengan empat dioda pada jembatan konfigurasi.

Selama periode t = 0 sampai T / 2 polaritas input seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.53. Hasilnya polaritas dioda ideal juga ditunjukkan pada Gambar 2.53 untuk mengungkapkan D2 dan D3 sedang berjalan ,sementara D1 dan D4 berada dalam kondisi "mati". Hasil akhirnya adalah konfigurasi pada Gambar 2.54, dengan arus dan polaritas yang ditunjukkan R. Karena dioda ideal, tegangan beban adalah Vo = Vi, seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama.

Gambar 2.53 Gelombang penuh penyearah jembatan

Gambar 2.54 Jaringan Gambar 2.52 untuk periode 0 → T / 2 dari tegangan input vi

Gambar 2.55 Jalur konduksi untuk wilayah positif v

Untuk daerah negatif dari input, dioda konduksi adalah D1 dan D4, menghasilkan konfigurasi pada Gambar 2.55. Hasil yang penting adalah bahwa polaritas melintasi resistor beban R sama seperti pada Gambar 2.53, membentuk denyut positif kedua, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.55. Selama satu siklus penuh, tegangan input dan output akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.56.

Gambar 2.56 Jalur konduksi untuk wilayah negatif vi

Gambar 2.57 Bentuk gelombang input dan output untuk penyearah gelombang penuh

Karena luas di atas sumbu untuk satu siklus penuh sekarang menjadi dua kali luas yang diperoleh untuk sistem setengah gelombang, tingkat dc juga menjadi dua kali lipat.

Jika yang digunakan adalah silikon, bukan dioda ideal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.58, penerapan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar jalur konduksi akan menghasilkan persamaan :

Nilai puncak tegangan keluaran V

Untuk situasi dimana Vm ≫ 2VK dapat diterapkan untuk nilai rata-rata dengan tingkat akurasi yang relatif tinggi.

Kemudian, jika Vm cukup lebih besar dari 2VT, lalu persamaan Vdc full-wave sering diterapkan sebagai perkiraan pertama untuk Vdc.

PIV

PIV yang diperlukan dari setiap dioda (ideal) dapat ditentukan dari Gambar 2.58 yang diperoleh di puncak wilayah positif dari sinyal input. Untuk loop yang ditunjukkan, tegangan maksimum melintasi R adalah Vm dan peringkat PIV ditentukan oleh

b. Transformator dengan Tap Tengah

Penyearah gelombang penuh populer kedua muncul pada Gambar. 2.60 dengan hanya dua dioda tetapi membutuhkan transformator center-tapped (CT) untuk menetapkan sinyal input di setiap bagian sekunder transformator. Selama bagian positif dari Vi diterapkan ke primer transformator, jaringan akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.61 dengan pulsa positif di setiap bagian kumparan sekunder. D1 menganggap ekivalen hubung singkat dan D2 menganggap ekivalen hubung terbuka, sebagaimana ditentukan oleh tegangan sekunder dan arah arus yang dihasilkan. Tegangan keluaran tampak seperti pada Gambar 2.61

Gambar 2.60 Penyearah gelombang penuh transformator dengan tap tengah

Gambar 2.57 Kondisi jaringan untuk daerah positif Vi

Pada Gambar. 2.62, selama bagian negatif dari input, jaringan yang muncul akan mempertahankan polaritas yang sama untuk tegangan melintasi resistor beban R. Hasil bersihnya adalah output yang sama seperti itu muncul pada Gambar 2.57 dengantingkat DC yang sama.

PIV(Peak inverse Voltage)

PIV Jaringan pada Gambar 2.63 akan membantu kita menentukan PIV bersih untuk setiap dioda untuk penyearah gelombang penuh ini. PIV terbentuk dengan memasukkan tegangan maksimum untuk tegangan sekunder Vm seperti yang ditetapkan oleh loop yang berdampingan.

4. Example [kembali]

a. Tentukan bentuk gelombang keluaran untuk jaringan pada Gambar 2.65 dan hitung tingkat keluaran DC dan PIV yang diperlukan dari masing-masing dioda.

Solusi :

Jaringan akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.64 untuk wilayah positif dari tegangan input. Menggambar ulang jaringan akan menghasilkan konfigurasi di mana

Untuk yang bagian negatif dari input dioda akan melakukan pertukaran dan Vo akan muncul seperti berikut :

Gambar 2.65 Jaringan Gambar 2.64 untuk daerah positif dari Vi

Gambar 2.66 Jaringan yang digambar ulang dari Gambar 2.65 . .

Oleh karena itu, efek menghilangkan dua dioda dari konfigurasi bridge adalah untuk mengurangi level dc yang tersedia menjadi sebagai berikut :

Namun, PIV seperti yang ditentukan dari Gambar 2.59 sama dengan tegangan maksimum yang melintasi R, yaitu 5 V atau setengah dari yang dibutuhkan untuk penyearah setengah gelombang dengan input yang sama.

b . Hitunglah nilai arus dan tegangan rata-rata pada Vout jika kita ketahui nilai perbandingan lilitan trafo adalah N1:N2 = 10:1, Veff = 220V dan f = 50 Hz, resistor RL = 1KΩ.

Solution

Kita ketahui adalah input tegangan PLN 220 V, dengan nilai tegangan efektifnya Veff = 220V. Maka kita dapat menghitung nilai tegangan maksimum (Vm)

Bentuk gelombang pada A :

Pada titik B adalah tegangan output trafo stepdown dimana perbandingan lilitan primer N1 = 10 dan sekunder N2 = 1, maka N1:N2 = 10:1. Maka tegangan maksimum pada titik B adalah

Bentuk gelombang pada B :

Dengan mempertimbangkan nilai tegangan cut-in dioda (Vɣ) besarnya tegangan rata-rata Vdc

Dan bentuk gelombang pada outputnya adalah :

Untuk mencari arus maksimum Im dengan mengabaikan nilai Rf yang kecil adalah

dan arus rata-rata adalah

Dari gelombang yang dihasilkan pada bagian outputnya kita bisa melihat bahwa jarak antara puncak ke puncak semakin rapat, maka nilai frekuensi outputnya adalah

Besar tegangan PIV adalah

c. Tentukan nilai dari Vdc!

Pembahasan

5. Problem [kembali]

1. Penyearah jembatan gelombang penuh dengan input sinusoidal 120 V rms memiliki resistor beban 1 k.

a. Jika dioda silikon digunakan, berapa tegangan dc yang tersedia pada beban?

b. Tentukan peringkat PIV yang diperlukan dari setiap dioda.

c. Temukan arus maksimum melalui setiap dioda selama konduksi.

d. Berapa peringkat daya yang diperlukan untuk setiap dioda?

Solusi :

2. Tentukan Vo dan rating PIV yang diperlukan dari masing-masing dioda untuk konfigurasi Gambar 2.173. Lalu, tentukan arus maksimum melalui masing-masing dioda!