Elektronika Daya Lanjut

115 Pages·2017·4.36 MB·Indonesian

MODUL PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
LANJUT (NTEL 661)

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS
TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MALANG
2017
DAFTAR ISI
1. Percobaan 1 Karakteristik SCS ....................................................................................4
TUJUAN .............................................................................................................................4
PEMBAHASAN .................................................................................................................4
PERALATAN YANG DIBUTUHKAN ..........................................................................10
LANGKAH KERJA.........................................................................................................11
2. PERCOBAAN 2 SCS TRIGER SIRKUIT .................................................................16
TUJUAN ...........................................................................................................................16
TEORI DASAR ................................................................................................................16
Langkah Kerja .................................................................................................................18
KESIMPULAN ................................................................................................................19
3. PERCOBAAN 3 : KONTROL FASA UJT-SCR .......................................................20
TUJUAN : .........................................................................................................................20
PEMBAHASAN : .............................................................................................................20
ALAT YANG DIBUTUHKAN ........................................................................................36
LANGKAH KERJA.........................................................................................................36
KESIMPULAN ................................................................................................................37
4. Percobaan 4 KONTROL DAYA PUT – SCR ............................................................38
TUJUAN ...........................................................................................................................38
PEMBAHASAN ...............................................................................................................38
PERALATAN YANG DIBUTUHKAN ..........................................................................39
LANGKAH KERJA.........................................................................................................39
KESIMPULAN ................................................................................................................44
5. PERCOBAAN 5 SIRKUIT LAMPU REDUP OTOMATIS ....................................45
TUJUAN : .........................................................................................................................45
PEMBAHASAN : .............................................................................................................45
PERALATAN YANG DIBUTUHKAN ..........................................................................49
LANGKAH KERJA.........................................................................................................50
KESIMPULAN ................................................................................................................54
6. DRAFT PERCOBAAN 6 Start Motor dan Kontrol Kecepatan ...............................56
2
TUJUAN ...........................................................................................................................56
PEMBAHASAN ...............................................................................................................56
PERALATAN YANG DIBUTUHKAN ..........................................................................83
PROSEDUR .....................................................................................................................83
KESIMPULAN ................................................................................................................85
7. PERCOBAAN 7 Rangkaian Pemicu Sinyal Digital ...................................................87
Tujuan ...............................................................................................................................87
Pembahasan ......................................................................................................................87
Peralatan Yang Dibutuhkan............................................................................................88
Prosedur ............................................................................................................................88
Kesimpulan .......................................................................................................................91
8. PERCOBAAN 8 Inverter SCR....................................................................................93
TUJUAN ...........................................................................................................................93
PEMBAHASAN ...............................................................................................................93
PERALATAN YANG DIBUTUHKAN ........................................................................111
PROSEDUR ...................................................................................................................111
KESIMPULAN ..............................................................................................................115

3
1. Percobaan 1 Karakteristik SCS
TUJUAN
1. Memahami konstruksi dan karakteristik SCS
2. Memahami pengoperasian rangkaian SCS.
3. Mengukur dan merencanakan kurva karakteristik SCS.
PEMBAHASAN
Silicon-controlled switch (SCS) adalah perangkat semikonduktor empat
terminal termasuk dua gerbang kontrol. SCS biasanya digunakan sebagai elemen
kontrol dalam sistem kontrol daya rendah.
Kontruksi dan Karakteristik SCS
Seperti SCR, konvensionalSCR, adalah perangkat PNPN empat lapis yang
ditunjukkan pada Gambar. 8-1 (a). Keempat lapisan SCS tersedia karena penambahan
gerbang anoda Ga. Gerbang tambahan memungkinkan perancang lebih fleksibel dalam
kontrol turn-on dan turn-off daripada penambahan SCR konvensional. Bias yang tepat
diterapkan pada gerbang anoda meningkatkan sensitivitas pemicu gerbang katoda.
Gerbang katoda dapat digunakan sebagai terminal keluaran.

Gambar 8.2 menunjukkan karakteristik anoda untuk SCS. Kita akan melihat
kemiripannya dengan karakteristik anoda SCR. Dengan tidak adanya sinyal gerbang
yang diarsipkan, ketika tegangan maju anode mencapai tegangan pemutus V , SCS
BO
dinyalakan. Jika arus anoda berkurang di bawah arus penahan skrip dimatikan. Pada
4
kebanyakan aplikasi SCS biasanya dinyalakan atau dimatikan oleh sinyal gerbang
dengan voltase operasi di bawah V
BO

Bentuk rangkaian transistor ekuivalen yang ditunjukkan pada Gambar 8-1 (c)
gerbang katoda G dari SCS berfungsi sebagai gate SCR. Gerbang anoda G dapat
K A
digunakan untuk menghidupkan SCS baik on atau off. Untuk menghidupkan
perangkat, pulsa negatif harus diterapkan ke gerbang anoda G , sedangkan pulsa positif
A
diperlukan untuk mematikan SCS
Sebuah pulsa negatif pada gerbang anoda akan meneruskan bias persimpangan
base-to-emitor Q1 (PNP),menyalakannya. Hasil arus kolektor yang kuat akan
menyalakan Q2 (NPN), menghasilkan aksi regeneratif dan keadaan pada perangkat
SCS. Secara umum, pemicuan arus pada gerbang anoda lebih besar dari pada arus pada
gerbang katoda. Untuk perangkat SCS yang khas, arus gerbang anoda pemicu adalah
1,5 mA sedangkan gerbang katoda yang dibutuhkan saat ini sekitar 1 µA. Arus gerbang
turn-on yang dibutuhkan di gerbang baik meliputi banyak faktor, seperti suhu operasi,
anoda hingga tegangan katoda dan rangkaian rangkaian, dll.
Sebuah pulsa positif pada gerbang anoda akan membalikkan bias persimpangan
base-to-emitor Q1, mematikannya, sehingga terjadi rangkaian terbuka dari keadaan
perangkat SCS.
5
Gambar. 8-3 menunjukkan tipe gate turn-on dan gate turn-off sirkuit SCS.
Sebuah pulsa positif yang diaplikasikan pada G atau a negative pulse yang diterapkan
A
pada G akan mematikan SCS seperti yang ditunjukkan pada gambar. 8-3 (a). 8-3 (b)
K
menunjukkan bahwa dengan menerapkan pulsa negatif ke G atau menerapkan pulsa
A
positif ke G dapat menghidupkan SCS.Sirkuit dari Gambar 8.3 (c) dapat dinyalakan
K
atau dinyalakan dengan denyut nadi yang benar pada G .Karakteristik turn-off hanya
K
mungkin digunakan jika nilai R sesuai.Ini akan mengendalikan jumlah umpan balik
A
regeneratif, yang besarnya sangat penting untuk ditempatkan. Jenis sirkuit turn-off lain
untuk SCS dapat dicapai dengan menghubungkan kolektor dan emitor transistor NPN
ke anoda dan katoda SCS secara paralel.Ketika sebuah pulsa positif diterapkan pada
basis, transistor melakukan gerakan berat, menghasilkan karakteristik impedansi
rendah antara kolektor dan emitor.Cabang impedansi rendah ini mengalihkan arus
anoda dari SCS, menjatuhkannya di bawah nilai holding dan akibatnya mematikannya.
Spesifikasi dan Karakteristik SCS
Keuntungan dari SCS di atas SCR mencakup peningkatan kontrol dan
sensitivitas yang memicu dan situasi Iriggering yang flexible. Meskipun begitu, SCS
dibatasi hanya untuk aplikasi daya rendah. Rentang maksimum arus anoda berkisar
antara 100 sampai 300 mA dengan rentang daya yang hilang mulai dari 100 sampai
500 mW.
6
Keuntungan yang tersisa dari SCR di atas SCS yang sesuai adalah waktu turn-
off yang berkurang, biasanya berkisar antara 1 sampai 10µs untuk SCS dan 5 sampai
30µS untuk SCR
Karakteristik alat semikonduktor sejenis, sangat sensitif terhadap variasi
temperatur. Oleh karena itu panas tenggelam dan suhu operasi merupakan masalah
penting dalam merancang rangkaian. Gambar. 8-4 dan 9-5 menunjukkan karakteristik
pemicu katoda g untuk skrip 3N82. Kedua tegangan pemicu dan arus pemicu menurun
saat suhu operasi dinaikkan.

7
Menguji SCS dengan Ohmmeter
Anoda A dan gerbang anoda G dari terminal PN , yang ditunjukkan pada
A
Gambar 8-6, sebagai tipe-p untuk A dan tipe N untuk G . Atur selektor VOM ke
A
OHM.Hubungkan ujung hitam ohmmeter ke terminal A dan yang merah ke G . Hasil
A
pembacaan resistansi harus menunjukan resistansi yang rendah.. Jika polaritas dibalik,
hasil pembacaan resistensi tak terbatas.

Terminal PN antara katoda K dan gerbang katoda GK mirip dengan terminal
antara anoda dan gerbang anoda kecuali polaritasnya adalah kebalikanya. Hubungkan
ujung hitam ohmmeter ke G dan ujung merah ke K, Pembacaan resistansi harus
K
merupakan resistansi rendah., jika polaritas nya di balik maka resistensi yang di
tunjukan tak terbatas.
Resistansi antara G dan K atau antara A dan G selalu tak terhingga selalu tak
A K
terhingga.
Dengan kedua G dan G membuka dan menghubungkan timbal hitam ke K dan timbal
A K
merah ke K, pembacaan resistensi rendah harus ditunjukkan pada skala. Membalik
polaritasnya, pembacaan resistansi harus tak terbatas. Menghubungkan A ke G secara
A
langsung atau resistor kecil di antara keduanya, rasistance antara A dan K tak terbatas
8
meski polaritasnya. Rosults yang sama tersedia saat terminal A dan G dihubungkan
K
bersamaan atau resistor kecil terhubung di antara keduanya.
Mensimulasikan SCS dengan Dua Transistor.
SCS, seperti PUT dapat dibangun dengan menggunakan transistor NPN dan PNP yang
terhubung seperti ditunjukkan pada Gambar 8.7. Dioda D1 digunakan untuk
meningkatkan tegangan anoda terbalik. D2 dan R digunakan untuk menurunkan
sensitivitas pemicu gerbang. Semakin kecil resistansi, semakin rendah sensitivitasnya

Deskripsi Rangkaian Percobaan
Rangkaian percobaan untuk karakteristik SCS ditunjukkan pada Gambar 8-8. Besar
atau resistansi yang terhubung ke gerbang katoda G menentukan sensitivitas pemicu
A
gerbang katoda. Oleh karena itu kita menggunakan VR5 untuk memvariasikan gerbang
yang memicu sensitivitas dalam eksperimen pengukuran karakteristik SCS. Saat R
GA
meningkat, sensitivitas memicu G meningkat. Dengan kata lain, blok di atas tegangan
K
dikurangi oleh peningkatan sensitivitv yang memicu sensitivitas pada kondisi Igk
tertentu. Dengan G membuka atau menghubungkan resistor kecil secara paralel
K
dengan terminal G dan K, operasi dari scs seperti PUT.
K
9
Ada beberapa metode yang digunakan untuk mematikan SCS dalam konduksi. Metode
yang digunakan pada sirkuit SCR tersedia di sirkuit SCS. Selain itu, pulsa yang sesuai
bisa diaplikasikan ke gerbang matikan SCS. Seperti ditunjukkan pada Gambar 8-9,
menerapkan pulsa negatif ke gerbang katoda atau pulsa positif ke gerbang anoda akan
mematikan SCS. Ketika sebuah kapasitor dihubungkan secara paralel dengan anoda
dan katoda seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8-9 (c), pulsa negatif dapat
menghasilkan putaran yang cepat juga.

PERALATAN YANG DIBUTUHKAN
1. Power supply type KL-51001
2. Tansfomator type KL-58002
10