Tugas 1 Elektronika Daya

1. Apakah yang dimaksud dengan elektronika daya (power electronic) ?

Jawab:

Elektronika daya merupakan salah satu bidang ilmu yang mempelajari penggunaan teknologi elektronika dalam konversi energi (daya) elektrik. Elektronika daya berstandar terutama pada proses pensaklaran pada peralatan–peralatan semi kondunduktor. Dengan pengembangan tenologi semikonduktor daya, batas daya yang dapat ditangani dan kecepatan pensaklaran dari peralatan daya meningkat pesat.

2. Sebutkan macam-macam thyristor ?

Jawab:

Thyristor adalah suatu bahan semikonduktor yang tersusun atas 4 lapisan (layer) yang berupa susunan P-N-P-N junction. Tergantung pada konstruksi fisiknya, dan perilaku turn on dan turn off, thyristor dapat secara umum diklasifikasikan menjadi sembilan kategori:

Phase-control Thyristor (SCR)
Fast-switching thyristor (SCR)
Gate-turn-off thyristor (GTO)
Bidirectional triode thyristor (TRIAC)
Reverse-conducting thyristor (RCT)
Static induction thyristor (SITH)
Light-activated silicon-controlled rectifier (LASCR)
FET-controlled thyristor (FET-CTH)
MOS-controlled thyristor (MCT)

3. Persyaratan apa yang menyebabkan thyristor mengalirkan arus ?

Jawab:

 

Karakteristik Thyristor                                       

  I.      Thyristor sama seperti diode, dimana pada keadaan ini tidak ada arus yang mengalir sampai dicapainya batas tegangan tembus (Vr) atau Vbr.

 II.      Arus tetap tidak akan mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan (Vbo). Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka tiba – tiba tegangan akan jatuh menjadi kecil dan ada arus mengalir.Maka Thyristor menjadi ON.

  III.      Pada saat ini thyristor mulai konduksi. Arus yang terjadi pada saat thyristor konduksi, dapat disebut sebagai arus genggam (IH = Holding Current) yang mempertahankan Thyristor tetap ON, jika arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini. Arus IH ini cukup kecil yaitu dalam orde miliampere. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gatedilepas atau di short ke katoda.

4. Bagaimana thyristor dapat “turned off” ?

Jawab:

Thyristor dapat turn-off dengan membuat arus anoda-katoda turun di bawah arus I_h(holding current).  Berapa besar arus holding ini umumnya ada di dalam datasheet SCR. Cara membuat SCR menjadi OFF adalah dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC. Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi tegangan AC, karena SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC berada di titik nol.

5. Apa yang dimaksud dengan komutasi sendiri (line commutated) berikan contoh rangkaiannya ?

Jawab:

Thyristor dapat mejadi OFF jika terdapat rangkaian eksternal (external crcuit) yang menyebabkan anoda menjadi bias negatif (negatively biased)

6. Apa yang dimaksud dengan komutasi paksa (forced commutated) berikan contoh rangkaiannya ?

Jawab:

Pada beberapa penggunaan pensaklaran (switching) thyristor kedua untuk pengosongan kapasitor di katoda pada thyristor pertama

7. Apa perbedaan antara thyristor dan triac ?

Jawab:

Pada prinsipnya thyristor adalah suatu dioda yang dapat menghantar bila diberikan arus gerbang (arus kemudi). Arus gerbang ini hanya diberikan sekejap saja sudah cukup dan thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada. Ini berbeda dengan transistor yang harus diberi arus basis terus menerus. Triac adalah thyristor yang bekerja untuk AC.

8. Apakah itu converter ?

Jawab:

Converter merupakan suatu alat untuk mengkonversikan daya listrik dari suatu bentuk ke bentuk yang lainnya.

 

9.Bagaimana prinsip kerja dari konversi AC ke DC ?

Jawab:

Untuk mengkonversikan suatu tegangan bolak-balik (AC) menjadi sistem tegangan searah (DC) digunakan suatu rangkaian elektronika daya yang disebut sebagai konverter penyearah daya atau Rectifier. Komponen utama yang digunakan dalam rangkaian rectifier adalah dioda dan thyristor.

10.Bagaimana prinsip kerja dari konversi AC ke AC ?

Jawab:

Konverter AC-AC (Cycloconverter/Matrix) merupakan suatu rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC tetap menjadi tegangan AC yang dapat dikendalikan/ diatur.   Fungsinya mengubah energi listrik arus bolak balik dengan tegangan dan frekuensi tertentu menjadi arus bolak balik dengan tegangan dan frekuensi yang lain. Ada dua jenis konverter AC, yaitu:

1. pengatur tegangan AC (tegangan berubah, frekuensi konstan).

2. cycloconverter (tegangan dan frekuensi dapat diatur).

11.Bagaimana prinsip kerja dari konversi DC ke DC ?

Jawab:

Secara umum, konvereter DC ke DC berfungsi untuk mengkonversikan daya listrik searah (DC) ke bentuk daya listrik DC lainnya yang terkontrol arus, atau tegangan, atau dua-duanya. Ada lima rangkaian dasar dari konverter DC-DC non-isolasi, yaitu buck, boost, buck-boost, cuk, dan sepic. Konverter DC-DC berlaku seperti halnya trafo/transformer yang mengubah tegangan AC tertentu ke tegangan AC yang lebih tinggi atau lebih rendah. Tidak ada peningkatan ataupun pengurangan daya masukan selama pengkonversian bentuk energi listriknya.

12. Bagaimana prinsip kerja dari konversi DC ke AC ?

Jawab:

Suatu rangkaian yang digunakan untuk mengubah sumber tegangan DC tetap menjadi sumber tegangan AC yang dapat dikendalikan/diatur. Fungsinya mengubah listrik arus searah menjadi listrik arus bolak-balik pada tegangan dan frekuensi yang dapat diatur.

13. Tahap-tahap yang diperlukan untuk merancang peralatan elektronika daya ?

Jawab:

Design of power circuit, buat rangkaian pelindung terhadap komponen switching, membuat rangkaian kendali/kontrol, including design of logic and gating circuit.

14. Apa yang dimaksud dengan efek peripheral dari peralatan elektronika daya ?

Jawab:

Dalam suatu peralatan elektronika daya terdapat komponen dan bagian penting dalam penyusunannya, yaitu perangkat utama maupun perangkat peripheral. Perpipheral adalah perangkat input-output pendukung sistem, dalam peralatan elektronika daya peripheral berarti perangkat yang mendukung sistem elektronika daya , contohnya seperti switch dan fuse

15.Apa perbedaan karakteristik gate antara GTO dengan thryristor ?

Jawab:

Thyristor

• Latching devices
• Double carrier devices
• Having forward and reverse blocking capabilities
• Very high gain (IA/Ig)
• Low on-state voltage
• Can be protected by fuse

GTO

• Controllable at turn-on and turn-off
• High-voltage capability
• Can be designed with reverse blocking
• capabilty
• Low gain at turn-off
• Low on-state voltage
• High turn-off losses

16. Mengapa catu daya switching lebih efisien dibanding catu daya linier untuk catu daya besar ?

Jawab:

1. Catu daya switching adalah catu daya yang pengaturan dayanya menggunakan peranti switching (saklar)Elektronik. Dan Catu Daya Switching ini biasanya terdapat pada rangkaian sumber daya / tegangan utama sebuah perangkat Elektronika, seperti Power Supply Personal Computer. Perlu diketahui hampir semua perangkat elektronika yang membutuhkan sumber daya yang stabil pasti menggunakan Switching.

Beberapa keunggulan Catu Daya Switching:

■ Efesiensi besar antara 65% – 85%.

■ Kecil dan ringan.

■ Kemampuan untuk dapat beroperasi pada kisaran tegangan input yang besar, Auto voltage dengan range antara 80 Volt – 240 Volt.

2. Prinsip kerja catu daya linear Perangkat elektronika mestinya dicatu  oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak  cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.

17. Apa yang dimaksud duty cycle ?

Jawab:

Duty Cycle adalah perbandingan lama waktu suatu signal berada dalam kondisi high dengan lama waktu suatu signal tersebut dalam kondisi (high+low), duty cycle sangat berguna dalam merancang  alat-alat yang  menggunakan  konsep PWM (Pulse Width Modulation).