Penyearah (Rectifier)

 Assalamualaikum WR WB

Baiklah pada kesempatan kali ini saya ingin sedikit berbagi ilmu dengan teman-teman dan semoga ini bermanfaat :)

Salam Electrical Engineer, Apa kabar ? senang berjumpa kembali di blog Electro Zone ini. Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi mengenai Rectifier, dimana Rectifier adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Untuk lebih jelasnya silahkan simak penjelasanya di bawah ini.

Pengertian Rectifier

Rectifier adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Gelombang AC yang berbentuk gelombang sinus hanya dapat dilihat dengan alat ukur CRO. Rangkaian rectifier banyak menggunakan transformator step down yang digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai dengan perbandingan transformasi transformator yang digunakan. Penyearah dibedakan menjadi 2 jenis, penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh, sedangkan untuk penyearah gelombang penuh dibedakan menjadi penyearah gelombang penuh dengan center tap (CT), dan penyearah gelombang penuh dengan menggunakan dioda bridge.

Rectifier

Rectifier merupakan peralatan elektronika yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik AC menjadi DC. Rectifer dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu ; Rectifier setengah gelombang dan rectifier gelombang penuh, sedangkan rectifier gelombang penuh masih dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu Rectifier gelombang penuh dengan menggunakan CT, dan Rectifier gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda. Rectifier dapat digunakan untuk keperluan catu daya pada rangkaian elektronika seperti ; HT (handy talky), televisi, Pesawat radio CB (Cityzen Band), dan lain-lain.

Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu power supply yaitu, penurun tegangan (transformer), penyearah gelombang / rectifier (diode) dan filter (kapasitor) yang digambarkan dalam blok diagram berikut.

·         Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Pada rangkaian diatas, rangkaian penyearah hanya menggunakan satu buah dioda. Dioda akan berfungsi sebagai kawat pada saat diberi bias maju maka akan berfungsi sebagai saklar terbuka. Maksud dari bias maju adalah pada terminal anodanya diberi catu daya positif kemudian terminal katodanya diberi catu negative. Intinya arus listrik bisa mengalir apabila searah dengan arah panah, apabila kita pasang berlawanan maka arus tidak bisa mengalir.

Gelombang masukan yang terdapat pada rangkaian setengah gelombang adalah gelombang yang berada dibagian bawah, sedangkan gelombang keluaran adalah yang pada bagian atas. Pada saat siklus positif tegangan yana jatuh pada terminal output idealnya adalah sama dengan tegangan supply, atau tegangan supply – 0,7 V (Dioda silicon) serta tegangan supply – 0,3 V (Dioda germanium). Hal ini terjadi karena dioda diberi bias maju sehingga arus listrik akan melewati dioda bagaikan seutas kawat. Sedangkan pada saat siklus negative, tegangan output hampir sama dengan 0 volt dikarenakan dioda diberi bias mundur (bias reverse) sehingga dioda bekerja bagaikan kawat yang terputus atau saklar yang terbuka.

·         Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Rangkaian ini sangat berbeda dengan rangkaian penyearah setengah gelombang. Bedanya adalah siklus yang terdapat dalam rangkaian akan dimanfatkan sebagai gelombang keluaran. Pada rangkaian setengah gelombang ini juga, siklus negative dari tegangan AC input tidak dimanfaatkan sama sekali. Sedangkan pada rangkaian penyearah gelombang penuh, siklus negative dari sinyal input akan tetap lewat dengan mengguankan dioda yang lain. Prinsip kerja rangkaian gelombang penuh hampir sama dengan rangkaian setengah gelombang, bedanya adalah penambahan 3 buah dioda untuk bisa melewatkan arus listrik dari kedua siklus.

Demikian penjelasan singkat mengenai rangkaian penyearah, semoga pembahasan rangkaian kali ini berguna dan bermanfaat bagi pembaca setia  Baca juga artikel rangkaian lainnya.

1. Penyearah Gelombang Penuh Center Tap

Gambar di bawah  menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT. Terminal sekunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini masing- masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus positip maka D2 mendapat sinyal siklus negatip, dan sebaliknya.

Dengan demikian, D1 dan D2 hidupnya bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah. Rangkaian penyearah gelombang penuh ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus.

Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar 2Vm. Pada saat siklus positiF, dimana D1 sedang hidup (ON) dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada diode D2 yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan sekunder trafo.

2. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui gambar 3. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan positip dari siklus sinyal ac, maka :

·         D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju

·         D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.

Apabila jembatan memperoleh siklus negatif, maka :

·         D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju

·         D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.

Dengan demikian, arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua arus i1 dan i2. Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu:

Idc = 2Im/p = 0.636 Im

3. 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 :

4. Rangkaian Rectifier Teregulasi

Tujuan dari penggunaan rectifier yang teregulasi adalah untuk mendapatkan tegangan keluaran yang konstan bila ada perubahan arus beban.

Penyearah ini menggunakan tambahan sebuah rangkaian regulator, yang berfungsi agar daya keluaran konstan. Komponen rangkaian terpadu (IC) untuk rangkaian penyerarah regulasi dapat digunakan sebagai rangkaian regulator. Dengan menggunakan IC Regulator akan berlaku Vi>Vo. Harga tegangan yang diserap oleh IC adalah sekitar Vo + 3 Volt atau (Vi » Vo + 3 Volt).

Untuk mendapatkan Vi » Vo, perlu ditambahan transistor dalam konfigurasi emitor dengan harga Vo < Vi jika transistor dalam kondisi jenuh.

Dan inilah yg dapat saya bagi. Terima Kasih !!