Prinsip Kerja Penyearah Sistem Jembatan [PDF]

Citation preview

Prinsip Kerja Penyearah Sistem Jembatan Sebuah penyearah sistem jembatan sederhana digambarkan dengan empat buah dioda yang disusun model jembatan. Meski terdiri dari empat buah dioda, pada kenyataannya hanya dua dioda yang bekerja pada masing-masing fase sinyal sinus. Dioda D1 dan D3 "mengumpulkan" tegangan positif dari sinyal sinus, sedangkan D2 dan D4 "mengumpulkan" tegangan negatif dari sinyal sinus.



Saat sinyal sinus pada siklus gunung (fase positif) maka titik A lebih positif dari titik B. Hal ini menyebabkan arus mengalir dari titik A menuju D1 melewati RL kemudian menuju D2 dan sampai pada titik B. Dalam hal ini katoda D1 menjadi titik positif dan Anoda D2 menjadi titik negatif. Pada siklus ini dioda D3 dan D4 tidak bekerja karena berada pada posisi reverse.



Saat sinyal sinus pada siklus lembah (fase negatif) maka titik B lebih positif dari titik A. Hal ini menyebabkan arus mengalir dari titik B menuju D3 melewati RL kemudian menuju D4 dan sampai pada titik A. Dalam hal ini katoda D3 menjadi titik positif dan Anoda D4 menjadi titik negatif. Pada siklus ini gantian dioda D1 dan D2 tidak bekerja karena berada pada posisi reverse.



Besarnya tegangan DC yang dihasilkan sama dengan penyearah gelombang penuh yaitu sebesar 2 kali Vmax dibagi dengan π (pi). Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari salah satu siklus sinyal AC. Atau sebesar 0.637Vmax. Dan jika dihitung dengan nilai RMS menjadi 0.637 kali √2 sama dengan 0.9Vrms.



Kelebihan Dan Kekurangan Penyearah Sistem Jembatan Kelebihan dari penyearah sistem jembatan adalah mampu menghasilkan output tegangan DC dengan gelombang penuh dari satu lilitan transformator tanpa menambahkan lilitan pada transformator seperti pada penyearah gelombang penuh. Ini dianggap efisiensi secara biaya karena biaya lilitan lebih mahal dibanding harga dioda. Sedangkan kekurangan dari penyearah sistem jembatan adalah adanya rugi tegangan berlapis yaitu sebesar 1.4V (2 x0.7V) yang disebabkan karena penggunaan dua dioda secara seri. Penyearah sistem jembatan juga tidak cocok untuk membuat power supply dengan output tegangan ganda.



Penyearah Gelombang Penuh (Full wave Rectifier) Penyearah  gelombang penuh dapat dibuat dengan 2 macam yaitu, menggunakan 4 diode dan 2 diode. Untuk membuat penyearah gelombang penuh dengan 4 diode menggunakan transformator non-CT seperti terlihat pada gambar berikut :



Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 diode diatas dimulai pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi positif, maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan di leawatkan melalui D1 ke D4. Kemudian pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi puncak negatif maka D2, D4 pada posisi forward bias dan D1, D2 pada posisi reverse bias sehingan level tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui D2, D4. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik output berikut.



Penyearah gelombang dengan 2 diode menggunakan tranformator dengan CT (Center Tap).  Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 diode dapat dilihat pada gambar berikut :



Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda ini dapat bekerja karena menggunakan transformator dengan CT. Transformator dengan CT seperti pada gambar diatas dapat memberikan output tegangan AC pada kedua terminal output sekunder terhadap terminal CT dengan level tegangan yang berbeda fasa 180°. Pada saat terminal output transformator pada D1 memberikan sinyal puncak positif maka terminal output pada D2 memberikan sinyal puncak negatif, pada kondisi ini D1 pada posisi forward dan D2 pada posisi reverse. Sehingga sisi puncak positif dilewatkan melalui D1. Kemnudian pada saat terminal output transformator pada D1 memberikan sinyal puncak negatif  maka terminal output pada D2 memberikan sinyal puncak positif, pada kondisi ini D1 posisi reverse dan D2 pada posisi forward. Sehingga sinyal puncak positif dilewatkan melalui D2. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar output penyearah gelombang penuh berikut.



Formulasi pada penyearah gelombang penuh sebagai berikut.



Penyearah Dilengkapi Filter Kapasitor



Agar tegangan penyearahan gelombang AC lebih rata dan menjadi tegangan DC maka dipasang filter kapasitor pada bagian output rangkaian penyearah seperti terlihat pada gambar berikut.



Fungsi kapasitor pada rangkaian diatas untuk menekan riple yang terjadi dari proses penyearahan gelombang AC. Setelah dipasang filter kapasitor maka output dari rangkaian penyearah gelombang penuh ini akan menjadi tegangan DC (Direct Current) yang dpat diformulasikan sebagai berikut :



Kemudian untuk nilai riple tegangan yag ada dapat dirumuskan sebagai berikut :