Mode saklar/Switching (Saklared Mode Power Unit, SMPU ) Mei 30, 2009

Mode saklar/switching ini banyak digunakan untuk kebutuhan daya yang lebih besar. Sistem SMPU lebih efisien, panas yang terbuang lebih sedikit, sehingga membutuhkan ruang lebih sedikit dibandingkan pengatur linier konvensional.

Pada switching power supply, transformasi tegangan dc dari satu level ke level lainnya menggunakan rangkaian konverter dc–to–dc, Rangkaian ini menggunakan devais solide-state (Transistor, Mosfet, dan lain sebagainya), yang berfungsi sebagai saklar on–off. ketika komponen daya tidak dibutuhkan untuk beroperasi pada daerah aktifnya, mode operasi ini menghasilkan disipasi daya yang lebih rendah. Dengan menggunakan devais ini maka  kecepatan switching yang meningkat, rate arus dan tegangan yang lebih tinggi, biayanya relatif lebih rendah. Gambar 1.3 memperlihatkan sebuah switching supply dengan isolasi elektrik. Tegangan ac masukan disearahkan kedalam tegangan dc yang tidak teregulasi dengan menggunakan dioda penyearah. Blok konverter dc-dc pada gambar 1.3 merubah tegangan masukan dc dari satu level dc yang lainnya. Hal ini dilakukan dengan menggunakan swithing frekuensi tinggi, yang menghasilkan ac frekuensi tinggi  melewati transformer isolasi. Keluaran sekunder dari transformator disearahkan dan difilter untuk menghasilkan V_o. Keluaran dari power supply dc yang terlihat pada gambar 1.4 diregulasi dengan menggunakan sebuah pengendali feedback yang memakai sebuah pengendali PWM, dimana tegangan pengendai (kontrol) dibandingkan dengan sebuah gelombang sawtooth pada frekuensi switching. Isolasi listrik pada loop balikan dilengkapi salah satu dari transformator isolasi seperti yang tergambar  atau sebuah optocoupler.

Dalam kebanyakan penerapan, keluaran multipel (positif dan negatif) dibutuhkan. Keluaran-keluaran ini harus terisolasi listrik antara satu dengan lainnya, tergantung dari penerapannya. Gambar 1.4 memperlihatkan diagram blok dari sebuah switching power supply dimana hanya satu keluaran V_o1 yang diregulasi dan dua yang lainnya tidak teregulasi. Jika V_o2 dan atau V_o3 membutuhkan untuk diregulasi, maka regulator linier dapat digunakan untuk meregulasi keluaran yang lainnya. Dua kelebihan utama dari switching power supply dibanding dengan power supply linier, yaitu:

• Elemen switching  (transistor daya atau MOSFET) bekerja sebagai saklar. Dengan menghindari beroperasi pada daerah aktif, maka kehilangan daya akan berkurang secara signifikan. Hasilnya mempunyai efisiensi yang lebih tinggi dengan range 70%-90%. Selain dari itu, transistor yang bekerja dalam mode on/off mempunyai kapabilitas penanganan daya lebih besar dibanding dengan mode linier.
• Pada waktu transformator isolasi frekuensi tinggi digunakan, ukuran dan berat switching power supply dapat dikurangi dengan secara signifikan.

Pada sisi negatif, switching power supply lebih rumit, dan pengukuran yang tepat harus dilakukan untuk menghindari EMI  karena  pensaklaran frekuensi tinggi. Kelebihan-kelebihan dari switching power supply yang telah disebutkan diatas (dibanding dengan power supply linier) diluar pertimbangan kekurangan/kelemahan rate daya tertentu.

 

 

Switching power supply dc, secara umum, menggunakan modifikasi 2 jenis konverter:

1. Konverter dc–dc mode switch, dimana saklar-saklar beroperasi pada mode pensaklaran.
2. Konverter resonant, yang menggunakan switching tegangan nol (zero-voltage) dan atau arus nol (zero-current).

Power Supply Mei 30, 2009

Power supply/Suatu unit daya dari jenis tertentu adalah penting sekali untuk operasi peralatan dan sistem elektronika. Karena itu, diagnosa kesalahan dari berbagai jenis catu daya yang lazim digunakan merupakan suatu kompetensi  yang sangat penting.

Daya untuk menjalankan suatu sistem atau piranti tentu saja dapat dicatu dari baterai, tetapi lebih lazim daya ini diperoleh dari jaringan AC satu fasa. Tujuan dari unit daya dalam hal ini adalah untuk dapat menggunakan catu jaringan lokal  (240 Vrms pada 50 Hz dan lain sebagainya) dengan mengkonversinya ke dalam bentuk yang cocok untuk rangkaian internal sistem atau piranti yang bersangkutan. 

Dalam kebanyakan hal ini berarti mengkonversi jaringan AC ke dalam tegangan DC tertentu yang stabil.  Keluaran DC pada dasarnya harus tetap konstan terhadap perubahan arus beban, masukan jaringan, dan suhu. Di samping itu terdapat persyaratan-persyaratan mengenai isolasi dan kemungkinan pengamanan beban lebih dan tegangan lebih yang bekerja secara otomatis.

Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal dari jaringan utama, dan biasanya harus dilengkapi dengan pembatas arus otomatis atau pemutus bila terjadi beban lebih atau hubung singkat. Bila pada saat terjadinya kesalahan catu daya, tegangan keluaran DC meningkat di atas suatu nilai aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

Macam-macam power supply yang terdapat dalam bermacam-macam produk elektronika

Power supply dc yang teregulasi dibutuhkan untuk sebagian besar sistem elektronika analog dan digital. Hampir semua power supply di desain untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan sebagai berikut:

• Keluaran yang teregulasi.

Tegangan keluaran harus stabil/konstan dengan perubahan pada tegangan masukan ataupun beban keluaran.

• Isolasi.

Keluaran membutuhkan isolasi secara elektrik dari pengaruh masukan.

• Keluaran multipel.

Banyak power supply yang mempunyai keluaran yang beragam (positif dan negatif) yang mempunyai rate tegangan dan arus yang berbeda. Tiap keluaran diisolasi dari pengaruh masing-masing.

Untuk menyediakan tegangan DC stabil yang teregulasi yang ada di dalam berbagai macam produk elektronika  ada dua sistem/metode utama digunakan:

1)   Mode Pengatur seri linier/Non Switching

2)   Mode saklar/Switching (Saklared Mode Power Unit, SMPU )