2.8 Full Wave Rectification (Penyearah gelombang penuh)
1. Tujuan[Kembali]
· Mempelajari dan memahami cara kerja rangkaian full wafe rectification (penyearah gelombang penuh)
· Mensimulasikan rangkaian full wafe rectification (penyearah gelombang penuh)
2. Alat dan bahan[Kembali]
a. Alat
· Sumber tegangan AC / signal generator
Signal Generator berfungsi sebagai sumber tegangan AC pada rangkaian yang frekuensi, amplitudo, dan bentuk gelombangnya dapat diatur.
· Transfomator
Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC)
b. Bahan
· Osiloskop
Osiloskp dapat digunakan untuk mengukur frekuensi sinyal yang dapat berosilasi. Osilasi juga dapat mengukur tegangan listrik serta relasinya terhadap waktu. Membedakan arus AC dan juga arus DC dan sebuah komponen elektronika. Mengecek sinyal dalam sebuah rangkaian elektronik.
· Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
· Dioda
Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika.
3. Dasar teori[Kembali]
Bridge network (jembatan jaringan)
Level DC yang diperoleh dari input sinusodial
dapat ditingkatkan 100% menggunakan proses perbaikan gelombang penuh. Jaringan yang
paling sering digunakan untuk menjalankan fungsi tersebut ada pada Gambar 2.52 dengan
4 dioda pada konfigurasi jembatannya.
Pada periode t = 0 hingga T/2 polaritas input
ditunjukan pada gambar 2.53. Selain itu, polaritas yang dihasilkan dioda ideal
juga ditunjukkan pada gambar tersebut yang memperlihatkan bahwa D2 dan D3 dalam
keadaan “hidup” sementara D1 dan D4 dalam keadaan “mati”.
Hasil bersih konfigurasinya adalah gambar 2.54
dengan arus dan polaritas ditunjukkan melewati R karena dioda ideal tegangan
bebannya vo = vi.
Untuk daerah negatif dari input dioda
konduktor adalah D1 dan D4 yang konfigurasinya ditunjukkan gambar 2.56. Hasil pentingnya
adalah bahwa polaritas ysng mrlrwati resistor beban R sama seperti gambar 2.53,
membentuk phasa positif kedua seperti pada gambar 2.55. Selama satu siklus
penuh, tegangan input dan output akan terlihat seperti gambar 2.56.
Karena area di atas sumbu untuk satu siklus penuh
sekarang dua kali lipat yang diperoleh untuk sistem setengah gelombang, tingkat
DC juga dilipat gandakan menjadi
Vdc = 2(Eq. 2.7) = 2(0.318 Vm)
Vdc = 0.636 Vm
Jika silikon dioda ideal digunakan seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 2.57, aplikasi hukum tegangan Kirchhoff di sekitar
jalur konduksi akan menghasilkan
vi – Vr – vo – Vr = 0
vo = vi - 2Vr
Nilai puncak dari tegangan output Vo adalah
Vo max = Vm – 2Vr
Jika Vm >> 2VT maka persamaan 2.11 dapat diterapkan untuk nilai rata-rata dengan tingkat akurasi yang relatif tinggi. Persamaan 2.10 sering diterapkan sebagai perkiraaan pertama untuk Vdc jika Vm >> 2VT.
PIV
PIV yang diperlukan
dari setiap dioda ideal dapat ditentukan dari gambar 2.58
yang diperoleh pada puncak wilayah positif dari sinyal input. Untuk loop yang ditunjukkan, tegangan maksimum di R adalah Vm dan
peringkat PIV didefinisikan oleh
PIV >= Vm -full
wave (2.12)
Center Tapped Transformer (Trafo CT)
Penyearah gelombang penuh yang populer kedua
terlihat pada gambar 2.59 dengan hanya dua dioda tetapi membutuhkan transformator
pusat-penuh (CT) untuk menetapkan sinyal input di setiap bagian sekunder transformator.
Selama bagian positif vi diterapkan ke bagian utama transformator, jaringan akan
muncul seperti yang ditunjukkan di gambar 2.60. D1 diasumsikan setara dengan arus
pendek dan D2 setara sirkuit terbuka, seperti yang ditentukan oleh tegangan sekunder
dan arah arus yang dihasilkan. Tegangan output muncul seperti yang ditunjukkan pada
gambar 2.60.
Selama bagian negatif dari input, jaringan
muncul sepert pada hambar 2.61, membalikkan peran dioda tetapi mempertahankan
polaritas yang sama untuk tegangan yang melewati reristor R. Efek bersihnya
sama dengan yang mucul pada gambar 2.56 dengan level dc yang sama.
PIV
Jaringan pada gambar 2.62 dapat membantu
untuk menentukan PIV bersih untuk setiap dioda penyearah gelombang penuh.
Mmenasukkan tegangan maksimum untuk tegangan sekunder dan Vm yang ditetapkan
oleh loop yang berdampingan akan menghasilkan
PIV = V secondary + VR
= Vm + Vm
PIV >= 2Vm - trafo CT, Penyearah
gelombang penuh (2.13)
Example 2.19
Tentukan bentuk gelombang output untuk jembatan jaringan pada gambar 2.63 dan hitung level dc output dan PIV yang diperlukan oleh setiap dioda.
Solusi:
Jaringan akan muncul seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.64 untuk daerah positif tegangan input. Menyusun ulang jaringan akan menghasilkan konfigurasi seperti gambar 2.65, di mana:
Untuk bagian negatif dari input, peran dioda akan digantikan dan
vo akan terlihat seperti gambar 2.66.
PIV sama dengan tegangan maksimum di seluruh R, yaitu 5 V atau
setengah dari penyearah setengah gelombang dengan input yang sama.
Problem
7) Hitunglah Vo untuk setiap jaringan berikut
11) hitunglah Vo dan I untuk jaringan berikut
(a) Tegangan untuk mengaktifkan pada dioda Si dan dioda Ge berbeda, yaitu masing-masingnya 0.7V dan 0.3V. Pada rangkaian paralel, tegangan setiap elemennya adalah sama. Oleh karena itu, Vo pada jaringan ini:
4. Percobaan[Kembali]
· Rangkaian:
b. Center tapped transformer
· Prinsip kerja rangkaian:
Rangkaian penyearah gelombang penuh digunakan untuk menghasilkan output tegangan DC dari input berupa tegangan AC. Rangkaian ini biasa digunakan pada peralatan elektronik yang membutuhkan input berupa tegangan DC. Saat tegangan input positif dioda 1 dan 4 dalam keadaan "off", arus akan melewati dioda 2, resistor, dioda 3, dan kembali lagi menuju sumber tegangan untuk mencapai satu siklus arus. Saat tegangan input negatif dioda 2 dan 3 dalam keadaan "off", arus akan melewati dioda 4, resistor, dioda 1, dan kembali lagi menuju sumber tegangan. Kedua siklus ini tetap menghasilkan arah arus yang sama ketika melewati resistor dan bernilai positif, sehingga jika ditampilkan melalui osiloskop tegangan output dari rangkaian ini adalah DC.
Pada rangkaian penyearah yang menggunakan transformer ct saat input positif arus akan melewati dioda 1 dan dioda 2 "off", saat input negatif arus akan melewati dioda 2 dan dioda 1 "off". Jika tegangan output pada beban ditampilkan melalui osiloskop, tegangan output adalah DC.
· Video:
a. Bridge network
b. Center tapped transformer
c. Center tapped transformer saat dioda off
· Download:
a. Download html disini
b. Download rangkaian:
c. Download video:
d. Download datasheet dioda disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar