Penggunaan Dioda Sebagai Penyearah Tegangan

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Monday, 15 December 2014 Published Date Written by Herry Sudjendro, M.T

Penggunaan Dioda Sebagai Penyearah Tegangan

Oleh: Herry Sujendro, M.T

 

Abstrak

Penyearah dioda setengah gelombang tanpa filter menghasilkan tegangan keluaran sebesar  UDC= Um/3,14. Pemasangan filter C menghasilkan tegangan keluaran sebesar UDC = Um-IDC/(2.f.C) . Penyearah dioda gelombang penuh  tanpa filter menghasilkan tegangan keluaran sebesar  UDC= (2.Um)/3,14. Dengan pemasangan filter C menghasilkan tegangan keluaran sebesar UDC = Um-IDC/(4.f.C).

Kata kunci: penyearah dioda, filter C

 

 Penyearah Setengah Gelombang

Dioda berfungsi mengubah sinyal ac menjadi DC (penyearah) . Tegangan junction dioda arah maju untuk dioda silikon adalah f yang merupakan tegangan anoda katoda UAK sebesar 0,7 Volt. Tahanan dinamis dioda arah maju rF  adalah tergantung dari arus yang mengalir pada dioda. Pada saat dioda menghantar, tahanan dinamis dioda ini nilainya sangat kecil. Tahanan beban RL dipasang sebagai beban. Teganagan input Ui  adalah tegangan bolak-balik yang akan disearahkan.

Pada saat gelombang sinus bergerak dari 0 o sampai dengan 180o  , dioda  on  sehingga arus mengalir dari dioda ke beban RL dan kembali ke sumber CT. Pada saat gelombang sinus bergerak dari 180o sampai dengan 360o  , dioda off, sehingga arus tidak  mengalir. Dengan demikian pada beban hanya dilewati arus  setengah perioda saja.

 

Peak Inverse Voltage (PIV) = tegangan puncak yang diterima dioda saat off, PIV = Um

Arus rata-rata

 

Bila nilai tahanan dinamis maju rF pada dioda dianggap kecil sekali , maka rumus disederhanakan menjadi :


 

PENYEARAH GELOMBANG PENUH

            Penyearah gelombang penuh bisa dibentuk dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan empat buah dioda dan dua buah dioda. Bila dipakai dua buah dioda, maka deperlukan transformator dengan center tap (CT).

 

Penyearah Gelombang Penuh Dengan Dua Buah Dioda

            Penyearah gelombang penuh dengan dua buah dioda ditunjukkan seperti pada Gambar 2.10. Tegangan U1 dan U2  berbeda fasa 180o.

 

Gambar 3 Penyearah gelombang penuh dengan dua buag dioda

 

Pada saat gelombang sinus bergerak dari 0 sampai dengan 180o  , dioda D1 on dan dioda D2 off, sehingga arus mengalir dari D1 ke beban RL dan kembali ke sumber CT. Pada saat gelombang sinus bergerak dari 180o sampai dengan 360o  , dioda D2 on dan dioda D1 off, sehingga arus mengalir dari D2 ke beban RL dan kembali ke sumber CT. Dengan demikian pada beban dilewati arus  dari D1 dan D2, sehingga bentuk output pada beban adalah penyearahan gelombang penuh.

 

Penyearah Geombang Penuh Bentuk Jembatan Wheatstone

Pada saat gelombang sinus bergerak dari 0 sampai dengan 180o  , dioda D1 dan D3 on, sedangkan dioda D2 dan D4 off, sehingga arus mengalir dari D1 ke beban RL dan dan D3 kemudian kembali ke sumber . Pada saat gelombang sinus bergerak dari 180o sampai dengan 360o  , dioda D2 dan D4 on, sedangkan dan dioda D1 dan D3 off, sehingga arus mengalir dari D2 ke beban RL dan D4 kemudian kembali ke sumber. Dengan demikian pada beban dilewati arus  dari D1, RL, D3 dan D2,RL,D4, sehingga bentuk output pada beban adalah penyearahan gelombang penuh.

Perhitungan tegangan DC hasil penyearahan sama dengan penyearah gelombang penuh dengan dua buah dioda.

 

Filter  Kapasitor

            Hasil penyearahan masih belum ideal untuk dipakai sebagai sumber tegangan DC, karena masih mengandung ripple (tegangan ac dalam DC). Untuk mengatasi hal tersebut, maka rangkaian penyearah harus diberi filter pada outputnya. Jenis filter benrmacam-macam. Salah satunya adalah filter kapasitor yang  berupa kapasitor dipasang paralel terhadap beban RL. Prinsipnya adalah proses pengisian dan pengosongan kapasitor. Sehingga untuk menentukan nilai kapasitansi dihitung dengan pendekatan perhitungan pengisian dan pengosongan kapasitor.

 

Filter Kapasitor Pada Penyearah Setengah Gelombang.

Besarnya kapasitansi sebuah kapasitor adalah perbandingan antara muatan kapasitor Q [coulomb] dan tegangan kapasitor U [Volt].

 

Filter Pada Penyearah Gelombang Penuh

Filter pada penyearah gelombang penu, pengosongan kapasitor adalah setengah perioda sinus sebesar  t = 0,5 T  sebesar 10 ms. Bila ditrasfer ke dalam domain frekuensi maka è f = 1/10ms = 100 Hz.

   

Kesimpulan:

 

  1. Hasil penyearah dioda setengah gelombang tanpa filter menghasilkan tegangan keluaran sebesarUDC= Um/3,14 .
  2. Pemasangan filter C menghasilkan tegangan keluaran sebesar Normal 0 false false false IN X-NONE X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;} UDC = Um-IDC/(2.f.C)
  3. Hasil penyearah dioda gelombang penuh  tanpa filter menghasilkan tegangan keluaran sebesarUDC= (2.Um)/3,14
  4. Pemasangan filter C menghasilkan tegangan keluaran sebesar  Normal 0 false false false IN X-NONE X-NONE UDC = Um-IDC/(4.f.C)
  5. Pemasangan kapasitor mampu meratakan dan menaikkan tegangan keluaran dari penyearah dioda, baik penyearah setengah gelombang maupun penyearah gelombang penuh.

 

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG