Jenis-Jenis Power Supply

Penjelasan Power Supply

Catu daya atau yang lebih sering disebut dengan Power Supply yang diregulasi umumnya mengacu pada catu daya yang dapat memasok aneka macam tegangan output yang memiliki fungsi untuk menguji coba rangkaian elektronik, mungkin dengan kombinasi tegangan output yang kontinu, atau cuma beberapa tegangan yang sudah disetel sebelumnya.

Hampir semua perangkat elektronik yang dipakai dalam rangkaian elektronik memerlukan sumber daya DC untuk beroperasi. Catu daya yang dikelola intinya berisikan catu daya biasa dan perangkat pengatur tegangan.

Output dari catu daya biasa diumpankan ke perangkat pengatur tegangan yang menyediakan output akhir. Tegangan output tetap konstan terlepas dari kombinasi tegangan input AC atau kombinasi arus output (atau beban) tetapi amplitudonya bermacam-macam sesuai dengan keperluan beban.

Beberapa jenis-jenis power supply atau catu daya akan dibahas dalam postingan ini.

Power Supply SMPS

Dorongan industri untuk tata cara elektronik yang lebih kecil, lebih ringan dan lebih produktif sudah mendorong perkembangan power supply SMPS, tidak lain yakni Switch Mode Power Supply atau (SMPS). Ada beberapa topologi yang umumnya dipakai untuk mengaktualisasikan SMPS.

Power supply mode-switched yakni catu daya elektronik yang dilengkapi dengan regulator switching untuk merubah daya listrik secara efisien. Dalam hal ini dengan menggunakan frekuensi switching yang tinggi, ukuran transformator daya dan komponen filter terkait dalam SMPS menyusut secara dramatis daripada linier. Konverter DC ke DC dan konverter DC ke AC tergolong ke dalam klasifikasi power supply SMPS.

Dalam rangkaian pengatur linier, keistimewaan tegangan dari supply input DC yang tidak dikelola turun melintasi elemen seri dan alhasil ada kehilangan daya secara proporsional dengan penurunan tegangan ini.

Sedangkan dalam rangkaian mode-switched, penggalan tegangan yang tidak diregulasi dari tegangan dihilangkan dengan memodulasi kiprah sakelar. perbandingan. Kerugian switching dalam sakelar terbaru (seperti: sakelar MOSFET) jauh lebih minim daripada kerugian pada elemen linier.

Mayoritas muatan DC elektronik di supply dari sumber daya standar. Sayangnya, tegangan sumber tolok ukur mungkin tidak sesuai dengan level yang diperlukan oleh mikroprosesor, motor, LED, atau beban lainnya, utamanya di saat tegangan sumber tidak dikelola menyerupai sumber baterai dan DC yang lain serta sumber AC lainnya.

Diagram Blok Power Supply SMPS

Gagasan utama di balik switch mode power supply (SMPS) sanggup dengan gampang diketahui dari rancangan klarifikasi konseptual konverter DC-DC. Jika input tata cara yakni AC maka tahap pertama yakni mengkonversi ke DC. Ini disebut perbaikan. Power supply SMPS dengan input DC tidak memerlukan tahap perbaikan. Banyak power supply SMPS yang lebih gres akan menggunakan rangkaian power factor correction (PFC).

Dengan mengikuti gelombang sinusoidal dari input AC, kita sanggup menciptakan arus input. Dan sinyal yang diperbaiki disaring oleh kapasitor reservoir input untuk menciptakan supply input DC yang tidak diatur. Supply DC yang tidak dikelola diberikan ke sakelar frekuensi tinggi. Untuk frekuensi yang lebih tinggi, komponen dengan kapasitansi dan induktansi lebih banyak diperlukan.

Dalam MOSFET ini sanggup dipakai selaku penyearah sinkron, ini bahkan mempunyai penurunan tegangan tahap konduksi yang lebih rendah. Frekuensi switching yang tinggi, mengalihkan tegangan input melintasi primer dari transformator daya.

Pulsa drive umumnya frekuensi tetap dan siklus kerja variabel. Output dari transformator sekunder diperbaiki dan difilter. Kemudian dikirim ke output dari catu daya. Regulasi output untuk menyediakan supply DC yang stabil dijalankan oleh blok kendali atau umpan balik.

Sebagian besar power supply SMPS. Sistem beroperasi pada basis modulasi lebar pulsa (PWM) frekuensi tetap, di mana durasi waktu nyala drive/penggerak ke sakelar daya bermacam-macam pada siklus demi siklus. Sinyal lebar pulsa yang diberikan ke sakelar berbanding terbalik dengan output tegangan output.

loop tertutup. Ini umumnya diraih dengan menggunakan transformator pulsa kecil atau optocoupler, alhasil memperbesar jumlah komponen.

Dalam power supply SMPS, pedoman arus output tergantung pada sinyal daya input, elemen penyimpanan dan topologi rangkaian yang digunakan, dan juga pada contoh yang dipakai untuk menggerakkan elemen switching. Dengan menggunakan filter LC bentuk gelombang output difilter.

Kelebihan dari Power Supply SMPS

• Efisiensi lebih besar sebab switching transistor menghabiskan sedikit daya
• Pembangkitan panas yang lebih rendah sebab efisiensi yang lebih tinggi
• Ukurannya lebih kecil
• Berat lebih ringan
• Mengurangi umpan balik harmonik ke dalam supply utama

Aplikasi Power Supply SMPS:

• Komputer pribadi
• Industri alat mesin
• Sistem keamanan

Bersama dengan power supply SMPS, rangkaian lain untuk tujuan supply dan pencadangan yang dikelola dibahas di bawah.

Power Supply Linier

Work bench Power Supply dengan Backup (cadangan)

Work bench power supply yakni unit power supply DC yang sanggup menyediakan tegangan DC teregulasi berlainan yang dipakai untuk tujuan pengujian atau pemecahan masalah. Rangkaian sederhana catu daya teregulasi dengan cadangan baterai sudah dirancang yang sanggup dipakai selaku catu daya work bench.

Ini menyediakan 12 volt, 9 volt, dan 5 volt yang dikelola DC untuk menyalakan prototipe di saat pengujian atau pemecahan masalah. Ini juga mempunyai cadangan baterai untuk melanjutkan pekerjaan jikalau listrik mati. Indikasi baterai lemah juga ditawarkan untuk mengkonfirmasi status baterai.

Ini Terdiri dari Tiga Bagian Utama

Penyearah dan unit filter yang merubah sinyal AC menjadi sinyal DC yang dikelola menggunakan kombinasi Transformator, Dioda dan Kapasitor.

Baterai dipakai selaku alternatif, yang sanggup diisi ulang selama catu daya utama dan dipakai selaku sumber daya jikalau tidak ada catu utama (main supply). Indikator pengisian daya baterai yang menyediakan indikasi pengisian dan pemakaian baterai.

Sebuah transformator 14-0-14, 500 mA, dioda penyearah D1, D2 dan kapasitor smoothing C1 membentuk penggalan catu daya. Ketika daya utama tersedia, D3 meneruskan bias dan menyediakan lebih dari 14 volt DC ke IC1 yang kemudian menyediakan 12 volt yang dikelola yang sanggup disadap dari outputnya. Pada di saat yang sama, IC2 menyediakan 9 volt yang dikelola dan IC3 menertibkan 5 volt dari outputnya.

Baterai isi ulang 12 volt 7,5 Ah dipakai selaku cadangan. Ketika daya listrik tersedia, ia mengisi daya lewat D3 dan R1. R1 menghambat arus untuk pengisian daya. Untuk menangkal pengisian berlebih, jikalau catu daya dalam waktu usang dan baterai tidak digunakan, mode pengisian daya dengan aman. Arus pengisian akan sekitar 100-150 mA. Ketika daya utama gagal, D3 membalikkan bias dan D4 meneruskan bias dan baterai mengambil beban. Baterai UPS yakni opsi ideal.

Dioda Zener, ZD dan Transistor PNP T1 membentuk indikator baterai rendah. Pengaturan seperti ini dipakai dalam Inverter untuk menampilkan status baterai rendah. Ketika tegangan baterai di atas 11 volt, Dioda Zener berlangsung dan mempertahankan basis T1 tetap tinggi mudah-mudahan tetap mati.

Ketika tegangan baterai turun di bawah 11 volt, Dioda Zener mati dan T1 meneruskan bias. (Dioda zener berlangsung cuma di saat tegangan melaluinya di atas 1 volt atau lebih tinggi dari tegangan pengenalnya. Makara di sini dioda zener 10 volt cuma berlangsung jikalau tegangan di atas 11 volt.)

LED kemudian menyala untuk mengindikasikan keperluan pengisian baterai. VR1 menyesuaikan titik off yang benar dari dioda Zener. Mengisi baterai sepenuhnya dan mengukur tegangan terminalnya. Jika di atas 12 volt, sesuaikan penghapus dari VR1 prasetel di posisi tengah, dan sedikit putar sampai LED mati.

Jangan merubah Preset ke ujung yang ekstrem. Baterai mesti senantiasa mengandung tegangan yang cukup di atas 12 volt (Baterai yang terisi sarat akan menampilkan sekitar 13.8 volt) maka cuma IC1 yang mendapat tegangan input yang cukup.

Diagram Rangkaian Power Supply Self-Switching

Dalam diagram rangkaian ini, diberikan rangkaian catu daya teregulasi yang walaupun regulator tegangan tetap U1-LM7805 tidak cuma menyediakan variabel tetapi juga fitur mematikan otomatis. Ini diraih dengan Potensiometer yang terhubung antara regulator IC terminal biasa dan ground.

Untuk setiap peningkatan 100-ohm dalam nilai rangkaian dari resistansi potensiometer RV1, tegangan output meningkat sebesar 1 volt. Dengan demikian, output bermacam-macam dari 3.7V sampai 8.7V (dengan memperhitungkan penurunan 1.3 volt di dioda D7 dan D8).

Ketika tidak ada beban yang terhubung di terminal outputnya, maka pasokannya yakni ia mati sendiri. Ini diraih dengan santunan transistor Q1 dan Q2, dioda D7 dan D8, dan kapasitor C2. Ketika sebuah beban dihubungkan pada output, mempunyai kesempatan penurunan lintas dioda D7 dan D8 (kira-kira 1.3V) sudah cukup untuk melakukan transistor Q2 dan Q1.

Akibatnya, relai mendapat energi dan tetap dalam keadaan itu selama beban tetap terhubung. Pada di saat yang sama, kapasitor C2 akan terisi daya sekitar 7-8 volt lewat transistor Q2. Tetapi di saat beban (lampu di sini dalam seri dengan S2) terputus, transistor Q2 terputus. Namun, kapasitor C2 masih diisi dan mulai mengeluarkan lewat base transistor Q1.

Setelah sementara waktu (yang intinya diputuskan oleh nilai C2), relai RL1 dinonaktifkan, yang mematikan input hantaran ke primer transformator TR1. Untuk melanjutkan daya lagi, sakelar S1 Push button mesti ditekan sebentar. Penundaan mematikan catu daya bermacam-macam secara pribadi dengan nilai kapasitor.

Sebuah transformator dengan tegangan sekunder 12V-0V, 250mA digunakan, tetapi sanggup diubah sesuai keperluan pengguna (hingga maksimum 30V. Dan peringkat arus 1-ampere). Untuk menggambar lebih dari 300mA arus, IC regulator mesti dilengkapi dengan heat sink kecil di atas isolator mika. Ketika tegangan sekunder transformator naik melampaui 12 volt (RMS), potensiometer RV1 mesti dimensikan ulang. Juga, peringkat tegangan relai mesti diputuskan sebelumnya.

Power Supply Variabel menggunakan LM338

Catu daya DC sering diharapkan untuk menggugah perangkat elektronik. Sementara beberapa memerlukan catu daya yang diatur, ada banyak aplikasi di mana tegangan output perlu bervariasi.

Power supply variabel yakni daerah di mana kita sanggup menertibkan tegangan output sesuai dengan persyaratan. Power supply variabel sanggup dipakai dalam banyak aplikasi menyerupai menerapkan tegangan variabel ke motor DC, menerapkan tegangan variabel ke konverter DC-DC tegangan tinggi untuk menyesuaikan penguatan, dll. Sebagian besar dipakai dalam pengujian proyek elektronik .

Komponen utama dalam Power supply variabel yakni regulator mana pun yang outputnya sanggup diadaptasi menggunakan cara apa pun menyerupai variabel resistor. IC regulator menyerupai LM317 menyediakan tegangan yang sanggup dikelola mulai dari 1.25 sampai 30V. Cara lain menggunakan IC LM33.

Di sini rangkaian Power supply variabel sederhana menggunakan LM33 dipakai yang ialah regulator tegangan arus tinggi.

LM 338 yakni regulator tegangan arus tinggi yang sanggup memasok keistimewaan arus 5 ampere ke beban. Tegangan output dari regulator sanggup diadaptasi dari 1.2 volt sampai 30 volt. Hanya memerlukan dua resistor eksternal untuk menertibkan tegangan output. LM 338 milik keluarga LM 138 yang tersedia dalam 3 paket terminal.

Ini sanggup dipakai dalam aplikasi menyerupai catu daya yang sanggup disetel, regulator arus konstan, pengisi daya baterai, dll. Power supply variabel arus tinggi sungguh penting untuk menguji rangkaian penguat daya tinggi, selama pemotretan perkara atau perbaikan.

Ini memungkinkan catu daya dipakai dengan beban transien yang tinggi dan kecepatan mengawali dalam keadaan muatan penuh. Perlindungan beban berlebih tetap berfungsi bahkan jikalau pin penyetel diputus secara tidak sengaja.

Deskripsi Rangkaian

Rangkaian dasar berisikan bagian-bagian berikut:

1. Sebuah Transformator Step down menyebabkan penurunan tegangan AC sebesar 220V.
2. Modul penyearah untuk memperbaiki sinyal AC.
3. Kapasitor elektrolit yang menghaluskan untuk menyaring sinyal DC dan menetralisir riak AC.
4. LM338
5. Sebuah variabel resistor

Cara Kerja Rangkaian

Power supply variabel menggunakan regulator tegangan positif LM338 ditunjukkan di bawah ini. Daya berasal dari transformator step down 0 ampere 5-30 volt. Modul penyearah 10 amp mengoreksi AC volt rendah ke DC yang dibentuk bebas riak oleh kapasitor smoothing C1.

Kapasitor C2 dan C3 mengembangkan respons transien. Tegangan output sanggup dikelola lewat Pot VR1 ke tegangan yang dikehendaki dari 1.2 volt ke 28 volt. D1 melindungi kepada C4 dan D2 melindungi kepada C3 di saat dimatikan. Regulator memerlukan pendingin.

Vout = 1.2Volt (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.