SlideShare a Scribd company logo
1 of 74
Elektronika Daya
Assoc. Prof. Dr. Mutlu BOZTEPE
Ege University, Dept. of E&E http://www.mutluboztepe.com
Course Books
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
“Power Electronics Circuits,
Devices and Applications”,
Muhammed H. Rashid
Prentice Hall, 2003
“Power Electronics”
Daniel W. Hart
McGraw-Hill, 2011
Konten Perkuliahan
 Pendahuluan tentang konsep elektronika daya,
saklar elektronik, rangkaian simulasi
 Perhitungan Daya, pemulihan daya, nilai efektif (RMS),
perhitungan daya untuk gelombang non-sinusoidal
 Penyearah AC/DC (AC/DC rectifier)
– Dioda dan penyearah tidak terkendali, setengah gelombang
dan gelombang penuh, penyearah satu fasa dan 3 fasa
– Thyristors dan penyearah terkendali, setengah gelombang dan
gelombang penuh, penyearah satu fasa dan 3 fasa
 AC/AC konverter, satu dan tiga fasa tegangan AC
terkendali, cycloconverter.
 DC/DC converters; Buck, boost, buck-boost dan cuk
converters
 DC/AC inverters; satu dan tiga fasa jembatan penuh PWM
inverters, multilevel inverters
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
ELEKTRONIKA
DAYA
Course web page
 https://sites.google.com/site/mutluboztepe/ee328
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Midterm exam (30%)
Lab. grade (15%)
Design Project (10%)
Final exam (45%)
Final grade (100%)
kebijakan penilaian
 Semua laporan dan tugas harus dikumpul sebelum tanggal jatuh
tempo. Pengumpulan yang terlambat tidak akan diterima.
 Harap membaca dengan cermat dokumen pada web
 Keberhasilan di laboratorium sangat penting untuk lulus kuliah.
 Peserta yang mengulang harus mengulangi semua kegiatan
kuliah; yaitu bagian laboratorium, dan proyek desain.
 Mahasiswa harus memiliki kehadiran minimal 70% kelas. Untuk
mahasiswa yang mengulang harus memenuhi syarat sebelumnya
 Penilaian Kuliah
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
LABORATORIUM
 Total eksperimen adalah 8
 Membutuhkan breadboard untuk
membuat rangkaian di
laboratorium
 Setiap siswa dalam kelompok
harus mempelajari manual lab
dan meyiapkan laporan awal
sebelum masuk ke dalam lab.
 Setiap kelompok harus
menyiapkan laporan praktikum
sampai minggu depan.
 Grading:
Preliminary report %25
Practical works %25
Experiment reports %25
Final exam %25
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Desain Proyek
 Tujuan: Tujuan dari proyek ini untuk mendesain, simulasi,
membuat dan mengji converter elektronika daya dan rangkaian
kontrolnya.
 Permasalahan: Buat sebuah stroboskop LED yang menyala
dengan sembarang nomor yang dipilih pada kertas Disc yang
diputar oleh motor DC dan dikontrol menggunakan
mikrontroler dan diamati dari PC via Bluetooth atau USB
Pilih konverter yang sesuai, tentukan semua nilai komponen
dan verifikasi desain Anda dengan eksperimen
 Lihat materi di website untuk informasi yang lebih jelas untuk proyek
ini
 Batas akhir pengumpulan tugas: 26.02.2017.
 Batas akhir laporan final Proyek: 29.04.2017.
 IMPORTANT NOTE! Plagiarism will not be tolerated, and results
in failure for the project and frequently failing grade for the
course.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Demo #1
Demo #2
Demo #3
Design project schematic
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Syncronization is important!
 Pulsa LED dan kecepatan motor DC tidak sinkron
 Pulsa LED dan kecepatan motor DC sinkron
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Design project of 2017
 Desain pengisi daya ponsel USB yang diberi energi dari soket
pemantik api mobil
 Sample video #1
 Sample video #2
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Design project of 2015
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
 "Desain pengkondisi daya untuk pembangkit listrik tenaga angin"
Some photos from 2014 year projects
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Arduino Mega 2560
Some photos from 2014 year projects
M. BALLI, I.S. UNALMIS, M.GULECYUZ, A.K. COSTU, F.AKKESEN
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Some photos from 2014 year projects
B.Güzin, B.Süslü,
A.E.Halk, S. Eren,
B.E. Özhan
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Some photos from 2014 year projects
Y
. SOYASLAN
E. ÇETİN
S.A. OĞAN,
E.AFTAFA
O. DURAN
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
AndroidApp
Significant figures (S.F.)/Angka-angka Penting
 Angka penting suatu bilangan adalah jumlah digit yang
memberikan kontribusi terhadap ketepatannya.
– Semua digit bukan nol dianggap angka penting. (Ex. 91 has two S.F.)
– Nol yang muncul di antara dua digit bukan nol adalah angka penting.(Ex.
101.1203 has 7 S.F.)
– Angka nol di depan bukan angka penting. (Ex. 0.00052 has 2 S.F.)
– Angka nol di belakang angka yang mengandung titik desimal adalah angka
penting. (ex. 12.2300 has 6 S.F.)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
3 S.F. 0.00342 342 340
2 S.F. 0.00012 0.14 x 102
5 S.F. 103.45 012.230 101.12
6 S.F. 0.000122300 12.2300
Number S.F.
3.42 x 10-3 3
3.42 x 102 3
3.40 x 102 3
3.4 x 102 2
Dalam bentuk eksponensial, perkalian memiliki semua presisi, kecuali
eksponen!. Oleh karena itu eksponen tidak dianggap sebagai angka penting
Calculations with S.F.
 Penjumlahan dan pengurangan: Banyaknya tempat setelah titik
desimal dalam jawaban kurang dari atau sama dengan jumlah
tempat desimal terkecil dari suku-suku tersebut.
 Perkalian dan pembagian: Jumlah angka penting hasilnya sama
dengan angka penting terkecil. dari syarat.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
A student calculation in exam
 Gunakan setidaknya 3 angka penting untuk semua perhitungan
dalam ujian. 10 mV
10 𝑚𝑉
3 𝑚𝐴
=
3.3Ω 3.33Ω
Wrong! Correct
 An example to emphasize the importance of S.F..
Be careful!
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
2.100000
2f
 4.8uH
0.6(10.6)2
10

D(1 D)2
R
L 
Duty 1
12
 0.6
36
2.100000
2f
 3.71uH
0.666(10.666)2
10

D(1 D)2
R
L 
Duty 1
12
 0.666
36
Terribly wrong! Correct
1S.F. !!! 3S.F. !!!
It should be
Error 29.3%
Outline Perkuliahan
 Apa yang dimaksud elektronika daya ?
 Bidang aplikasi
 Klasifikasi Konversi
 Konversi beberapa langkah
 Konsep elektronika Daya
 Operasi linier atau saklar ?
 Saklar Elektronik
– Dioda
– Thyristors, GTOs, MCTs, Triacs
– BJT, MOSFETs, IGBTs
 Sejarah elektronika daya
 Saklar seleksi
 Persyaratan pendinginan
 Pengenalan PSIM simulation
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
EEKTRONIKA
DAYA
Apa yang dimaksud elektronika daya ?
 Elektronika daya adalah cabang teknik yang menggabungkan
pembangkitan, transformasi, dan distribusi energi listrik melalui sarana
elektronik. (Kevin Bai)
 Elektronika daya adalah aplikasi elektronika solid-state untuk kontrol dan
konversi tenaga listrik. (Wikipedia)
 Dalam arti luas, tugas elektronika daya adalah memproses dan mengontrol
aliran energi listrik dengan memasok tegangan dan arus dalam bentuk yang
sesuai secara optimal untuk beban pengguna. (Mohan et.al.)
 Elektronika daya menggabungkan daya, elektronika, dan
kontrol.(M.Rashid)
 Elektronika daya adalah penerapan konverter statis untuk memproses dan
mengontrol energi listrik. (Hacı Bodur)
 Rangkaian elektronika daya mengubah daya listrik dari satu bentuk ke
bentuk lainnya menggunakan perangkat elektronik. Konversi dilakukan
dengan menggunakan sakelar elektronik, kapasitor, magnet, dan sistem
kontrol(Daniel Hart)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Interdisciplinary nature of power electronics
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Power
Electronic
s
Circuit
theory Solid-
state
physics
Simulation
and
computing
Electric
machine
s
Power
system
s
Electromagnetic
s
Electronic
s
Signal
processing
s
Contro
l
theory
Ruang Lingkup Elektronika Daya
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Power Level Example System
miliWatt
GigaWatt
0.1-10 W Peralatan yang dioperasikan dengan baterai
10-100 W Sistem tenaga satelit, catu daya flyback offline
100-1 kW Power supply komputer, Blender
1-10 kW Mesin las elektronik
10-100 kW Mobil listrik, Pengereman arsu Eddy
100kW-1 MW Micro-SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage)
10MW-100 MW Magnetic aircraft lunch, Lokomotif besar, Distribusi daya
100MW-1 GW Power plant
>1 GW High Voltage DC Transmisi (HVDC)
 Aplikasi elektronika daya berkisar dari peralatan konversi daya
tinggi seperti transmisi daya dc hingga peralatan sehari-hari, seperti
obeng nirkabel, catu daya untuk komputer, pengisi daya ponsel,
dan mobil hibrida.
Bidang Aplikasi (1)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
 Konversi daya frekuensi tinggi
o DC/DC converters, DC/AC inverters
 Konversi daya frekuensi rendah
– AC/DC Line rectifiers
 Sistem Distribusi Daya
 Perangkat-perangkat Daya
 Transmisi Daya
– HVDC
– HVAC
 Kualitas Daya
– Power factor correction
– Harmonic reduction
• Passive filtering
• Active filtering
Worlds smallest power converter, Murata Inc.
Bidang Aplikasi (2)
 Kontrol pemanas dan pencahayaan
 Pemanas induksi
 Ballast lampu neon
 Motor driver
 Battery chargers
 Kendaraan listrik, pengereman secara regeneratif
 Switching power supplies
 Uninterruptible power supplies (UPS)
 Transmisi daya elektrik
 Automotive electronics (Ignition, alternators)
 Energy storage (Flywheel, super conductor, super capacitor)
 Pengkondisian daya untuk sumber daya alternatif: Solar cells, Fuel
cells, Wind turbines)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
PC ATX power supply
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Induction heating
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Induction stoves
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Microprocessor voltage regulator
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Maglev Train
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Electric car
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Wireless charging of EVs
 Project Title: Design and Optimization
of a Contactless Charging System
for Electric Vehicles
 Supported by Tübitak
 Nominal power: 2 kW
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Renewable energy
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Smart grid
 Jaringan listrik melibatkan semakin banyak elektronika daya..
 Tingkat penetrasi sumber daya terbarukan yang tidak stabil ke jaringan masa
depan dapat ditingkatkan hanya dengan strategi kontrol cerdas dengan
menggunakan peralatan elektronika daya yang sesuai.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Conversion clasification
 According to power conversion type:
– AC input - DC output (rectifier)
• Full wave rectifier
– DC input - AC output (inverter)
• 220VAC/50Hz inverter with battery input
– DC input - DC output (converter)
• Voltage regulator
– AC input - AC output (converter,cycloconverter)
• Dimmer, speed control of induction machine
 According to the power flow direction
– Unidirectional
– Bidirectional
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
AC-DC bidirectional converter
 Aliran daya sesaat melalui konverter dapat maju atau mundur
setiap saat..
 Operasi penyearah: Daya mengalir dari sumber AC ke sumber
DC dalam arah maju.
 Operasi inverter: Daya mengalir dari sumber DC ke sumber
AC dengan arah mundur.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Multistep conversion
 Konversi daya dapat menjadi proses multi langkah yang
melibatkan lebih dari satu jenis konverter.
 Misalnya, konversi ac-dc-ac dapat digunakan untuk memodifikasi
sumber ac dengan terlebih dahulu mengubahnya menjadi arus
searah dan kemudian mengubah sinyal dc menjadi sinyal ac yang
memiliki amplitudo dan frekuensi berbeda dari sumber ac asli.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
AC-DC DC-AC
AC-AC converter
AC AC
DC
Konsep konversi daya (1)
 Tujuannya adalah The purpose is to supply 3 V to a load resistance.
 Salah satu solusi sederhana adalah dengan menggunakan pembagi
tegangan.
 Masalah 1 (regulasi): jika nilai resistansi beban berubah, tegangan keluaran
akan berubah kecuali resistansi 2RL berubah secara proporsional.
 Problem 2 (efficiency): the power absorbed by the 2RL resistor is twice as
much as delivered to the load and is lost as heat, making the circuit only
33.3% efficient.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Konsep konversi daya (2)
 Salah satu solusi adalah menggunakan pass transistor.
 Pass transistor bekerja sebagai resistor variabel.
 Masalah 1 (regulasi) dapat diselesaikan dengan menggunakan sistem kontrol.
 Sistem control bekerja pada transistor untuk menghasilkan tegangan keluaran
yang tetap dengan mengatur variasi resistansi yang berlaku pada pass transistor.
 Regulator jenis ini dikenal sebagai Regulator Linear.
 Tapi masalah 2 (frekuensi rendah) tetap ada!!!!
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Pass transistor
Konsep konversi daya (3)
 Solusi design yang lebih diperlukan adalah menggunakan saklar
elektronik dibandingkan pass transistor
 Saklar dibuka dan ditutup secara berkala
 Regulator jenis ini dikenal sebagai Switching Regulator.
 Jika saklar ditutup selama sepertiga periode, nilai rata-rata vx(t)
(dilambangkan sebagai Vx) adalah sepertiga dari tegangan sumber.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Konsep konversi daya (4)
Bagaimana dengan efisiensinya?
 Daya sesaat yang diserap oleh sakelar adalah hasil dari
tegangan dan arusnya.
 Ketika saklar terbuka, daya yang diserap adalah 0 karena arus
yang ada di dalam bernilai 0.
 Ketika saklar terbuka, daya yang diserap adalah 0 karena tegangan
diatasnya bernilai 0.
 Karena daya yang diserap oleh sakelar adalah nol untuk kondisi
terbuka dan tertutup, semua daya yang disuplai oleh sumber 9V
dikirim ke RL, sehingga rangkaian menjadi 100% efisien.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Konsep konversi daya (5)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
 Tapi terdapat masalah yang serius: gelombang tegangan output tidak
murni DC!
 Namun, bentuk gelombang tegangan vx(t) dapat dinyatakan sebagai deret
Fourier
Low Pass
Filter
 Untuk membuat tegangan 3 Vdc, vx(t) is diterapkan pada low-pass filter.
 Low-pass filter yang ideal memungkinkan komponen dc dari
tegangan melewati output sambil menghilangkan kondisi ac,
sehingga menciptakan output dc yang diinginkan.
Konsep konversi daya (6)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Konsep konversi daya (7)
Bagaimana dengan pengaturan tegangan keluaran?
 Proses konversi daya biasanya melibatkan kontrol sistem.
 Kuantitas keluaran konverter seperti tegangan dan arus diukur, dan
parameter operasi disesuaikan untuk mempertahankan keluaran yang
diinginkan.
 Dalam contoh kami, sistem kontrol umpan balik akan mendeteksi jika tegangan
keluaran tidak 3 V dan menyesuaikan penutupan dan pembukaan saklar
sesuai dengan kondisi tersebut.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Konsep konversi daya (8)
 Mengenai regulator switching dalam praktiknya:
 Dalam praktiknya, filter akan mengalami beberapa kerugian dan
akan menyerap sebagian daya.
 Selain itu, alat elektronik yang digunakan untuk saklar tidak akan
sempurna dan akan mengalami kerugian.
 Namun, efisiensi konverter masih cukup tinggi (lebih dari 90 persen).
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Los
s
Los
s
Saklar Elektronik
 Saklar elektronik memliki karakteristik dengan dua kondisi
• Kondisi ON: idealnya short circuit,
• Kondisi OFF: idealnya open circuit
 Jika saklar ideal, baik arus saklar maupun tegangan saklar adalah
nol, sehingga daya yang diserap adalah nol.
 Namun, secara actual perangkat menyerap Sebagian daya,
– Ketika kondisi ON,
– saat melakukan transisi antara status ON dan OFF..
 Perilaku rangkaian tidak terpengaruh secara signifikan oleh saklar
yang tidak ideal, jika penurunan tegangan pada sakelar
penghantar kecil dibandingkan dengan tegangan rangkaian
lainnya.
 Oleh karena itu saklar semikonduktor biasanya dimodelkan
sebagai saklar ideal.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Dioda
 Sakelar elektronik paling sederhana
 Tak terkendali
 Kondisi ON dan OFF ditentukan oleh tegangan dan arus pada
rangkaian.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Efek pemulihan terbalik
 Karakteristik dinamik penting dari dioda non-ideal adalah
pemulihan arus balik.
 Ketika dioda mati, arus di dalamnya berkurang dan sesaat
menjadi negatif sebelum menjadi nol.
 Waktu trr is waktu pemulihan terbalik, yang biasanya kurang dari
1s.
 Silicon carbide (SiC) dan diode Schottky memiliki efek
pemulihan terbalik yang sangat sedikit.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Dioda
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Thyristor (SCR) dan GTO
 Dioda yang dapat dikontrol dengan tiga terminal
 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
 GTO (Gate turnoff thyristor)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Triacs dan MCT
– Triac: Two back-to-back thyristor
– MCT (Mos controlled thyristor)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Thyristors
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Transistors
 Tiga perangkat terminal
 Berbeda dengan dioda, menghidupkan dan mematikan transistor
dapat dikontrol.
 Tipe:
– MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
– BJT (Bipolar Junction Transistor)
– IGBT (Isolated Gated Bipolar Transistor)
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
MOSFETS
 MOSFET adalah perangkat yang dikontrol dengan tegangan. Tegangan
gerbang ke sumber yang cukup besar akan mengaktifkan perangkat,
menghasilkan tegangan kondisi pada saluran sumber yang kecil.
 Resistansi dalam keadaan disebut RDS(on)
 Konstruksi MOSFET menghasilkan dioda yang bersifat parasit yang terkadang
dapat digunakan untuk keuntungan dalam rangkaian elektronika daya.
 MOSFET Daya adalah tipe peningkatan daripada tipe sebelumnya.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
BJT
 Keadaan aktif untuk BJT daya dicapai dengan menyediakan arus
yang cukup pada base
 Tegangan saturasi kolektor-emitor biasanya 1 hingga 2 V untuk daya
BJT.
 Arus base nol menyebabkan transistor mati..
 Power BJT biasanya memiliki nilai hFE yang rendah, bisa lebih rendah dari 20.
 Sambungan Darlington meningkatkan hFE efektif, yang mengurangi
kebutuhan base driver saat ini.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
IGBT
 IGBT adalah koneksi terintegrasi dari MOSFET dan BJT.
 Sirkuit penggerak untuk IGBT seperti MOSFET, sedangkan
karakteristik keadaan aktif seperti BJT.
 IGBT telah menggantikan BJT di banyak aplikasi.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Transistor
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
SOT227
TO 247
Power semiconductors
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
EE328 Power Electronics, Dr.Mutlu
Boztepe, Ege University, 2017
History of power electronics
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Mercury arc
rectifier Vacuum-
tuberectifier
Thyratron
Invention of
Power MOSFET
and
Power BJT
Invention
of
Thyristo
r
1900 1957 mid
1970s
late
1980s
Pre-
history
1st
phase
2nd
phase
3rd
phase
Power
diode
Tyristor
GTO
Power
MOSFET
Power BJT
Thyristor
(microprocess
or)
Invention
of
IGBT
IGBT
Power
MOSFET
Thyristor
(DSP)
Switch selection
 Pemilihan perangkat daya untuk aplikasi tertentu tidak hanya
bergantung pada tingkat tegangan dan arus yang diperlukan, tetapi
juga pada karakteristik pensaklarannya.
– Transistors dan GTOs menyediakan kontrol untuk turn-on dan turnoff
– SCRs of turn-on tapi turnoff
– dan dioda tidak keduanya.
 Kecepatan switching dan kerugian daya yang terkait sangat
penting dalam rangkaian elektronika daya.
 The BJT perangkat pembawa minoritas yang memiliki
penundaan penyimpanan pembawa minoritas.
 The MOSFET adalah perangkat pembawa mayoritas yang
tidak memiliki penundaan penyimpanan pembawa minoritas
 Oleh karena itu, MOSFET memiliki keunggulan dalam
kecepatan switching. Umumnya memiliki kerugian switching
yang lebih rendah dan lebih disukai daripada BJT.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Example 1-1
 Saklar S1 terhubung pada sumber tegangan (Vs=24V) ke sumber
arus (Io=2A). Frekuensi perpindahan adalah 200 kHz.
 Ketika S1 terbuka, S2 harus tertutup untuk memberikan jalur
pada arus
 Sama halnya, ketika S2 terbuka, S1 tertutup.
 Pilih perangkat switching untuk S1 dan S2.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Switch S1 selection
 Arus S1 selalu berada di arah positif;
i1>0
 Tegangan S1 iselalu berada pada arah positif;
v1>0
 Titik operasi steady-state untuk S1 adalah;
– (v1,i1)=(0,I0) untuk kondisi tertutup
– (v1,i1)=(Vs,0) untuk kondisi terbuka
 S1 harus tidak aktif ketika I1>0
dan harus aktif ketika v1>0.
 Jadi, perangkat yang digunakan untuk S1 harus
memberikan control penuh pada kedua kondisi aktif
dan tidak aktif.
 Karakteristik BJT sesuai dengan kebutuhan.
 Tetapi MOSFET akan menjadi pilihan yang baik
karena frekuensi switching yang diperlukan,
persyaratan penggerak gerbang yang
sederhana, dan persyaratan tegangan dan arus
yang relatif rendah (24 V dan 2 A).
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Switch S2 selection
 Titik kerja pada sumbu arus positif dan sumbu arus negatif
 Oleh karena itu, arus positif pada S2 merupakan syarat untuk
mengaktifkan S2.,
 dan ketika ada tegangan negatif, S2 harus dimatikan.
 Ini cocok dengan operasi dioda dan tidak diperlukan kontrol lain
untuk perangkat
 Dioda adalah pilihan yang tepat untuk S2.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
 Rangkaian tersebut dapat diwujudkan dengan menggunakan mosfet
dan dioda sebagai berikut:
 Arus maksimum 2A dan tegangan maksimum dalam kondisi
pemblokiran adalah 24V
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Switch implementation
24 V
2A
 Meskipun dioda adalah perangkat yang cukup dan sesuai
untuk S2, mosfet juga akan berfungsi pada posisi ini.
 Keuntungan menggunakan mosfet adalah untuk mendapatkan
penurunan tegangan yang jauh lebih rendah jika dibandingkan
dengan dioda, sehingga kehilangan daya yang rendah dan
efisiensi yang lebih tinggi.
 Kerugiannya adalah diperlukan kontrol yang lebih kompleks.
 Metode kontrol ini dikenal sebagai rektifikasi sinkron
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Alternative switch implementation
24 V 2A
Kebutuhan pendinginan
 Konverter daya belum 100% efisien karena adanya rugi-rugi daya
yang timbul pada semikonduktor daya dan komponen lainnya.
 Kehilangan daya diubah menjadi panas, dan menaikkan suhu
perangkat. Jika panas tidak dikeluarkan dari perangkat dengan benar,
suhu dapat melebihi batas (~150°C) dan dapat merusak perangkat.
 Oleh karena itu, panas harus dihilangkan
dari alat dengan menggunakan metode
perpindahan panas, dan suhu harus dijaga
di bawah batas maksimum.
 Heatsink dapat digunakan untuk disipasi
daya ke ambien melalui konveksi.
 Kapasitas pembuangan panas dapat
ditingkatkan dengan meningkatkan volume
yang mengurangi hambatan termal antara
perangkat daya dan ambien.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Force cooling
 Kapasitas pembuangan panas
heatsink di bawah konveksi alami
terbatas karena volume heatsink
meningkat secara berlebihan.
 Dalam situasi ini, pendinginan
konveksi paksa dapat menjadi
pilihan yang sangat meningkatkan
konduktivitas termal.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
1.5°C/W
for infinite heatsink
Below 0.5°C/W
with airflow
PC mainboard cooling
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Heat pipe contains
heat transfer liquid
circulating naturally
Heatsink
Laptop mainboard cooling
 Ruang terbatas untuk pendinginan.
 Pipa panas adalah teknologi penting untuk mendapatkan
profil rendah dan volume rendah.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Heatpipe
Heatsink
With fan
Water cooling
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Water
inlet
Water
outlet
hollow
Suitable for high power applications;
such as electric cars
Computer Simulation
 Simulasi komputer adalah alat analisis dan desain yang
sangat penting untuk elektronika daya.
 PSIM - Powersim adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk
simulasi elektronika daya.
 Spice adalah program simulasi sirkuit yang dikembangkan di
University of California di Berkeley.
 Pspice adalah versi spice yang tersedia secara komersial yang
dikembangkan untuk komputer pribadi.
 OrCad Capture adalah program antarmuka grafis untuk simulasi
Pspice.
 Ltspice adalah perangkat lunak freeware oleh Linear Technology
yang mengimplementasikan simulator Spice untuk sirkuit
elektronik.
 Proteus – Labcenter adalah perangkat lunak simulasi sirkuit
interaktif yang menggunakan mesin serupa dengan rempah-
rempah.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
PSIM
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Check the sample projects and
read the tutorials.
PSIM
Tutorials
http://powersimtech.com/support/tutorials/
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
Simulation exercise
 Simulasikan rangkaian berikut menggunakan perangkat lunak PSIM.
 Dapatkan tegangan output dan bentuk gelombang arus induktor
sebagai berikut.
EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017

More Related Content

Similar to Lecture1_introduction.pptx

Bab 1-kontrak kuliah pte
Bab 1-kontrak kuliah pteBab 1-kontrak kuliah pte
Bab 1-kontrak kuliah ptekartiria sonata
 
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)zariq haiqal
 
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUT
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUTPENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUT
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUTRepository Ipb
 
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikan
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikanUniveristas negeri makassar materi elektro_kelistrikan
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikanInchy Yaa Rfy
 
Tugas kendali-motor-paper-2
Tugas kendali-motor-paper-2Tugas kendali-motor-paper-2
Tugas kendali-motor-paper-2yoga dwi
 
Agustinus siahaan-08120201006
Agustinus siahaan-08120201006Agustinus siahaan-08120201006
Agustinus siahaan-08120201006Hery Andy
 
Tugas 1 3 b.indo gue
Tugas 1 3 b.indo gueTugas 1 3 b.indo gue
Tugas 1 3 b.indo gueunjd3
 
Pengkajian dan Penerapan Teknologi PV hybrid BPPT
Pengkajian dan Penerapan Teknologi  PV hybrid BPPTPengkajian dan Penerapan Teknologi  PV hybrid BPPT
Pengkajian dan Penerapan Teknologi PV hybrid BPPTKonservasi Beduatekae
 
Laporan resmi project akhir elnika dasar
Laporan resmi project akhir elnika dasarLaporan resmi project akhir elnika dasar
Laporan resmi project akhir elnika dasarVivin Tri Wahyuni
 
Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)Danial Ahadian
 
PPT_Komponen Elektronika Dasar
PPT_Komponen Elektronika DasarPPT_Komponen Elektronika Dasar
PPT_Komponen Elektronika DasarWahyuAzharRitonga1
 
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p6505 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65eko279
 
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrikEko Supriyadi
 
1783-4517-1-SM.pdf
1783-4517-1-SM.pdf1783-4517-1-SM.pdf
1783-4517-1-SM.pdfKuntoBhein1
 
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdfViviAlfianaUtami1
 
Tugas kelustrikan (autosaved)
Tugas kelustrikan (autosaved)Tugas kelustrikan (autosaved)
Tugas kelustrikan (autosaved)OktavianusHeru
 

Similar to Lecture1_introduction.pptx (20)

Topik2 Penghantaran
Topik2 PenghantaranTopik2 Penghantaran
Topik2 Penghantaran
 
Bab 1-kontrak kuliah pte
Bab 1-kontrak kuliah pteBab 1-kontrak kuliah pte
Bab 1-kontrak kuliah pte
 
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)
Elektrikdanelektronikasimenkhsr 130328032237-phpapp02 (1)
 
Coba 2 sk
Coba 2 skCoba 2 sk
Coba 2 sk
 
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUT
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUTPENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUT
PENDEKATAN MODEL ZHANG DAN HAYDEN DALAM KAJIAN LISTRIK BUAH JERUK GARUT
 
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikan
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikanUniveristas negeri makassar materi elektro_kelistrikan
Univeristas negeri makassar materi elektro_kelistrikan
 
Tugas kendali-motor-paper-2
Tugas kendali-motor-paper-2Tugas kendali-motor-paper-2
Tugas kendali-motor-paper-2
 
Agustinus siahaan-08120201006
Agustinus siahaan-08120201006Agustinus siahaan-08120201006
Agustinus siahaan-08120201006
 
Tugas 1 3 b.indo gue
Tugas 1 3 b.indo gueTugas 1 3 b.indo gue
Tugas 1 3 b.indo gue
 
Pengkajian dan Penerapan Teknologi PV hybrid BPPT
Pengkajian dan Penerapan Teknologi  PV hybrid BPPTPengkajian dan Penerapan Teknologi  PV hybrid BPPT
Pengkajian dan Penerapan Teknologi PV hybrid BPPT
 
7003 14964-1-pb
7003 14964-1-pb7003 14964-1-pb
7003 14964-1-pb
 
Laporan resmi project akhir elnika dasar
Laporan resmi project akhir elnika dasarLaporan resmi project akhir elnika dasar
Laporan resmi project akhir elnika dasar
 
Kk1
Kk1Kk1
Kk1
 
Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)
 
PPT_Komponen Elektronika Dasar
PPT_Komponen Elektronika DasarPPT_Komponen Elektronika Dasar
PPT_Komponen Elektronika Dasar
 
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p6505 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65
05 bab 08_alat_ukur_dan_pengukuran_listrik.p65
 
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik
05 bab 08 alat ukur dan pengukuran listrik
 
1783-4517-1-SM.pdf
1783-4517-1-SM.pdf1783-4517-1-SM.pdf
1783-4517-1-SM.pdf
 
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf
163-Article Text-267-1-10-20180211.pdf
 
Tugas kelustrikan (autosaved)
Tugas kelustrikan (autosaved)Tugas kelustrikan (autosaved)
Tugas kelustrikan (autosaved)
 

Recently uploaded

Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdf
Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdfPanduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdf
Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdfandriasyulianto57
 
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptx
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptxPPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptx
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptxHeruFebrianto3
 
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptx
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptxadap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptx
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptxmtsmampunbarub4
 
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...jumadsmanesi
 
Wawasan Nusantara sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...
Wawasan Nusantara  sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...Wawasan Nusantara  sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...
Wawasan Nusantara sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...MarwanAnugrah
 
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikan
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikanTPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikan
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikanNiKomangRaiVerawati
 
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptx
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptxKonflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptx
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptxintansidauruk2
 
Materi power point Kepemimpinan leadership .ppt
Materi power point Kepemimpinan leadership .pptMateri power point Kepemimpinan leadership .ppt
Materi power point Kepemimpinan leadership .pptAcemediadotkoM1
 
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2noviamaiyanti
 
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPS
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPSKisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPS
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPSyudi_alfian
 
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...Kanaidi ken
 
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.aechacha366
 
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdf
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdfKelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdf
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdfCloverash1
 
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnas
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnasPembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnas
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnasAZakariaAmien1
 
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques Rousseau.pdf
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques  Rousseau.pdfPEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques  Rousseau.pdf
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques Rousseau.pdfMMeizaFachri
 
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMP
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMPPOWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMP
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMPAnaNoorAfdilla
 
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdf
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdfrpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdf
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdfGugunGunawan93
 
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum MerdekaModul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum MerdekaAbdiera
 
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 Tesalonika
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 TesalonikaMateri Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 Tesalonika
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 TesalonikaSABDA
 
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.ppt
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.pptPertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.ppt
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.pptNabilahKhairunnisa6
 

Recently uploaded (20)

Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdf
Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdfPanduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdf
Panduan Mengisi Dokumen Tindak Lanjut.pdf
 
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptx
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptxPPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptx
PPT Materi Jenis - Jenis Alat Pembayaran Tunai dan Non-tunai.pptx
 
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptx
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptxadap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptx
adap penggunaan media sosial dalam kehidupan sehari-hari.pptx
 
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...
UNGGAH PEGANGAN LOKAKARYA DAN PENDAMPINGAN INDIVIDU DALAM KEGIATAN PEMBEKALAN...
 
Wawasan Nusantara sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...
Wawasan Nusantara  sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...Wawasan Nusantara  sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...
Wawasan Nusantara sebagai satu kesatuan, politik, ekonomi, sosial, budaya, d...
 
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikan
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikanTPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikan
TPPK_panduan pembentukan tim TPPK di satuan pendidikan
 
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptx
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptxKonflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptx
Konflik, Kekerasan, dan Perdamaian Bagian 1.pptx
 
Materi power point Kepemimpinan leadership .ppt
Materi power point Kepemimpinan leadership .pptMateri power point Kepemimpinan leadership .ppt
Materi power point Kepemimpinan leadership .ppt
 
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2
PRESENTASI PEMBELAJARAN IPA PGSD UT MODUL 2
 
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPS
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPSKisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPS
Kisi-kisi UTS Kelas 9 Tahun Ajaran 2023/2024 Semester 2 IPS
 
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...
RENCANA + Link2 Materi Pelatihan/BimTek "Teknik Perhitungan & Verifikasi TKDN...
 
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.
PUEBI.bahasa Indonesia/pedoman umum ejaan bahasa Indonesia pptx.
 
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdf
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdfKelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdf
Kelompok 1_Karakteristik negara jepang.pdf
 
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnas
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnasPembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnas
Pembahasan Soal UKOM gerontik persiapan ukomnas
 
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques Rousseau.pdf
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques  Rousseau.pdfPEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques  Rousseau.pdf
PEMIKIRAN POLITIK Jean Jacques Rousseau.pdf
 
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMP
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMPPOWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMP
POWERPOINT BAHAN AJAR SENYAWA KELAS VIII SMP
 
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdf
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdfrpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdf
rpp bangun-ruang-sisi-datar kelas 8 smp.pdf
 
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum MerdekaModul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka
Modul Ajar Matematika Kelas 2 Fase A Kurikulum Merdeka
 
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 Tesalonika
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 TesalonikaMateri Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 Tesalonika
Materi Kelas Online Ministry Learning Center - Bedah Kitab 1 Tesalonika
 
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.ppt
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.pptPertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.ppt
Pertemuan 3-bioavailabilitas-dan-bioekivalensi.ppt
 

Lecture1_introduction.pptx

  • 1. Elektronika Daya Assoc. Prof. Dr. Mutlu BOZTEPE Ege University, Dept. of E&E http://www.mutluboztepe.com
  • 2. Course Books EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 “Power Electronics Circuits, Devices and Applications”, Muhammed H. Rashid Prentice Hall, 2003 “Power Electronics” Daniel W. Hart McGraw-Hill, 2011
  • 3. Konten Perkuliahan  Pendahuluan tentang konsep elektronika daya, saklar elektronik, rangkaian simulasi  Perhitungan Daya, pemulihan daya, nilai efektif (RMS), perhitungan daya untuk gelombang non-sinusoidal  Penyearah AC/DC (AC/DC rectifier) – Dioda dan penyearah tidak terkendali, setengah gelombang dan gelombang penuh, penyearah satu fasa dan 3 fasa – Thyristors dan penyearah terkendali, setengah gelombang dan gelombang penuh, penyearah satu fasa dan 3 fasa  AC/AC konverter, satu dan tiga fasa tegangan AC terkendali, cycloconverter.  DC/DC converters; Buck, boost, buck-boost dan cuk converters  DC/AC inverters; satu dan tiga fasa jembatan penuh PWM inverters, multilevel inverters EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 ELEKTRONIKA DAYA
  • 4. Course web page  https://sites.google.com/site/mutluboztepe/ee328 EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 5. Midterm exam (30%) Lab. grade (15%) Design Project (10%) Final exam (45%) Final grade (100%) kebijakan penilaian  Semua laporan dan tugas harus dikumpul sebelum tanggal jatuh tempo. Pengumpulan yang terlambat tidak akan diterima.  Harap membaca dengan cermat dokumen pada web  Keberhasilan di laboratorium sangat penting untuk lulus kuliah.  Peserta yang mengulang harus mengulangi semua kegiatan kuliah; yaitu bagian laboratorium, dan proyek desain.  Mahasiswa harus memiliki kehadiran minimal 70% kelas. Untuk mahasiswa yang mengulang harus memenuhi syarat sebelumnya  Penilaian Kuliah EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 6. LABORATORIUM  Total eksperimen adalah 8  Membutuhkan breadboard untuk membuat rangkaian di laboratorium  Setiap siswa dalam kelompok harus mempelajari manual lab dan meyiapkan laporan awal sebelum masuk ke dalam lab.  Setiap kelompok harus menyiapkan laporan praktikum sampai minggu depan.  Grading: Preliminary report %25 Practical works %25 Experiment reports %25 Final exam %25 EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 7. Desain Proyek  Tujuan: Tujuan dari proyek ini untuk mendesain, simulasi, membuat dan mengji converter elektronika daya dan rangkaian kontrolnya.  Permasalahan: Buat sebuah stroboskop LED yang menyala dengan sembarang nomor yang dipilih pada kertas Disc yang diputar oleh motor DC dan dikontrol menggunakan mikrontroler dan diamati dari PC via Bluetooth atau USB Pilih konverter yang sesuai, tentukan semua nilai komponen dan verifikasi desain Anda dengan eksperimen  Lihat materi di website untuk informasi yang lebih jelas untuk proyek ini  Batas akhir pengumpulan tugas: 26.02.2017.  Batas akhir laporan final Proyek: 29.04.2017.  IMPORTANT NOTE! Plagiarism will not be tolerated, and results in failure for the project and frequently failing grade for the course. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Demo #1 Demo #2 Demo #3
  • 8. Design project schematic EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 9. Syncronization is important!  Pulsa LED dan kecepatan motor DC tidak sinkron  Pulsa LED dan kecepatan motor DC sinkron EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 10. Design project of 2017  Desain pengisi daya ponsel USB yang diberi energi dari soket pemantik api mobil  Sample video #1  Sample video #2 EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 11. Design project of 2015 EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017  "Desain pengkondisi daya untuk pembangkit listrik tenaga angin"
  • 12. Some photos from 2014 year projects EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Arduino Mega 2560
  • 13. Some photos from 2014 year projects M. BALLI, I.S. UNALMIS, M.GULECYUZ, A.K. COSTU, F.AKKESEN EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 14. Some photos from 2014 year projects B.Güzin, B.Süslü, A.E.Halk, S. Eren, B.E. Özhan EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 15. Some photos from 2014 year projects Y . SOYASLAN E. ÇETİN S.A. OĞAN, E.AFTAFA O. DURAN EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 AndroidApp
  • 16. Significant figures (S.F.)/Angka-angka Penting  Angka penting suatu bilangan adalah jumlah digit yang memberikan kontribusi terhadap ketepatannya. – Semua digit bukan nol dianggap angka penting. (Ex. 91 has two S.F.) – Nol yang muncul di antara dua digit bukan nol adalah angka penting.(Ex. 101.1203 has 7 S.F.) – Angka nol di depan bukan angka penting. (Ex. 0.00052 has 2 S.F.) – Angka nol di belakang angka yang mengandung titik desimal adalah angka penting. (ex. 12.2300 has 6 S.F.) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 3 S.F. 0.00342 342 340 2 S.F. 0.00012 0.14 x 102 5 S.F. 103.45 012.230 101.12 6 S.F. 0.000122300 12.2300 Number S.F. 3.42 x 10-3 3 3.42 x 102 3 3.40 x 102 3 3.4 x 102 2 Dalam bentuk eksponensial, perkalian memiliki semua presisi, kecuali eksponen!. Oleh karena itu eksponen tidak dianggap sebagai angka penting
  • 17. Calculations with S.F.  Penjumlahan dan pengurangan: Banyaknya tempat setelah titik desimal dalam jawaban kurang dari atau sama dengan jumlah tempat desimal terkecil dari suku-suku tersebut.  Perkalian dan pembagian: Jumlah angka penting hasilnya sama dengan angka penting terkecil. dari syarat. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 18. A student calculation in exam  Gunakan setidaknya 3 angka penting untuk semua perhitungan dalam ujian. 10 mV 10 𝑚𝑉 3 𝑚𝐴 = 3.3Ω 3.33Ω Wrong! Correct  An example to emphasize the importance of S.F.. Be careful! EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 2.100000 2f  4.8uH 0.6(10.6)2 10  D(1 D)2 R L  Duty 1 12  0.6 36 2.100000 2f  3.71uH 0.666(10.666)2 10  D(1 D)2 R L  Duty 1 12  0.666 36 Terribly wrong! Correct 1S.F. !!! 3S.F. !!! It should be Error 29.3%
  • 19. Outline Perkuliahan  Apa yang dimaksud elektronika daya ?  Bidang aplikasi  Klasifikasi Konversi  Konversi beberapa langkah  Konsep elektronika Daya  Operasi linier atau saklar ?  Saklar Elektronik – Dioda – Thyristors, GTOs, MCTs, Triacs – BJT, MOSFETs, IGBTs  Sejarah elektronika daya  Saklar seleksi  Persyaratan pendinginan  Pengenalan PSIM simulation EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 EEKTRONIKA DAYA
  • 20. Apa yang dimaksud elektronika daya ?  Elektronika daya adalah cabang teknik yang menggabungkan pembangkitan, transformasi, dan distribusi energi listrik melalui sarana elektronik. (Kevin Bai)  Elektronika daya adalah aplikasi elektronika solid-state untuk kontrol dan konversi tenaga listrik. (Wikipedia)  Dalam arti luas, tugas elektronika daya adalah memproses dan mengontrol aliran energi listrik dengan memasok tegangan dan arus dalam bentuk yang sesuai secara optimal untuk beban pengguna. (Mohan et.al.)  Elektronika daya menggabungkan daya, elektronika, dan kontrol.(M.Rashid)  Elektronika daya adalah penerapan konverter statis untuk memproses dan mengontrol energi listrik. (Hacı Bodur)  Rangkaian elektronika daya mengubah daya listrik dari satu bentuk ke bentuk lainnya menggunakan perangkat elektronik. Konversi dilakukan dengan menggunakan sakelar elektronik, kapasitor, magnet, dan sistem kontrol(Daniel Hart) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 21. Interdisciplinary nature of power electronics EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Power Electronic s Circuit theory Solid- state physics Simulation and computing Electric machine s Power system s Electromagnetic s Electronic s Signal processing s Contro l theory
  • 22. Ruang Lingkup Elektronika Daya EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Power Level Example System miliWatt GigaWatt 0.1-10 W Peralatan yang dioperasikan dengan baterai 10-100 W Sistem tenaga satelit, catu daya flyback offline 100-1 kW Power supply komputer, Blender 1-10 kW Mesin las elektronik 10-100 kW Mobil listrik, Pengereman arsu Eddy 100kW-1 MW Micro-SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) 10MW-100 MW Magnetic aircraft lunch, Lokomotif besar, Distribusi daya 100MW-1 GW Power plant >1 GW High Voltage DC Transmisi (HVDC)  Aplikasi elektronika daya berkisar dari peralatan konversi daya tinggi seperti transmisi daya dc hingga peralatan sehari-hari, seperti obeng nirkabel, catu daya untuk komputer, pengisi daya ponsel, dan mobil hibrida.
  • 23. Bidang Aplikasi (1) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017  Konversi daya frekuensi tinggi o DC/DC converters, DC/AC inverters  Konversi daya frekuensi rendah – AC/DC Line rectifiers  Sistem Distribusi Daya  Perangkat-perangkat Daya  Transmisi Daya – HVDC – HVAC  Kualitas Daya – Power factor correction – Harmonic reduction • Passive filtering • Active filtering Worlds smallest power converter, Murata Inc.
  • 24. Bidang Aplikasi (2)  Kontrol pemanas dan pencahayaan  Pemanas induksi  Ballast lampu neon  Motor driver  Battery chargers  Kendaraan listrik, pengereman secara regeneratif  Switching power supplies  Uninterruptible power supplies (UPS)  Transmisi daya elektrik  Automotive electronics (Ignition, alternators)  Energy storage (Flywheel, super conductor, super capacitor)  Pengkondisian daya untuk sumber daya alternatif: Solar cells, Fuel cells, Wind turbines) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 25. PC ATX power supply EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 26. Induction heating EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 27. Induction stoves EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 28. Microprocessor voltage regulator EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 29. Maglev Train EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 30. Electric car EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 31. Wireless charging of EVs  Project Title: Design and Optimization of a Contactless Charging System for Electric Vehicles  Supported by Tübitak  Nominal power: 2 kW EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 32. Renewable energy EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 33. Smart grid  Jaringan listrik melibatkan semakin banyak elektronika daya..  Tingkat penetrasi sumber daya terbarukan yang tidak stabil ke jaringan masa depan dapat ditingkatkan hanya dengan strategi kontrol cerdas dengan menggunakan peralatan elektronika daya yang sesuai. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 34. Conversion clasification  According to power conversion type: – AC input - DC output (rectifier) • Full wave rectifier – DC input - AC output (inverter) • 220VAC/50Hz inverter with battery input – DC input - DC output (converter) • Voltage regulator – AC input - AC output (converter,cycloconverter) • Dimmer, speed control of induction machine  According to the power flow direction – Unidirectional – Bidirectional EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 35. AC-DC bidirectional converter  Aliran daya sesaat melalui konverter dapat maju atau mundur setiap saat..  Operasi penyearah: Daya mengalir dari sumber AC ke sumber DC dalam arah maju.  Operasi inverter: Daya mengalir dari sumber DC ke sumber AC dengan arah mundur. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 36. Multistep conversion  Konversi daya dapat menjadi proses multi langkah yang melibatkan lebih dari satu jenis konverter.  Misalnya, konversi ac-dc-ac dapat digunakan untuk memodifikasi sumber ac dengan terlebih dahulu mengubahnya menjadi arus searah dan kemudian mengubah sinyal dc menjadi sinyal ac yang memiliki amplitudo dan frekuensi berbeda dari sumber ac asli. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 AC-DC DC-AC AC-AC converter AC AC DC
  • 37. Konsep konversi daya (1)  Tujuannya adalah The purpose is to supply 3 V to a load resistance.  Salah satu solusi sederhana adalah dengan menggunakan pembagi tegangan.  Masalah 1 (regulasi): jika nilai resistansi beban berubah, tegangan keluaran akan berubah kecuali resistansi 2RL berubah secara proporsional.  Problem 2 (efficiency): the power absorbed by the 2RL resistor is twice as much as delivered to the load and is lost as heat, making the circuit only 33.3% efficient. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 38. Konsep konversi daya (2)  Salah satu solusi adalah menggunakan pass transistor.  Pass transistor bekerja sebagai resistor variabel.  Masalah 1 (regulasi) dapat diselesaikan dengan menggunakan sistem kontrol.  Sistem control bekerja pada transistor untuk menghasilkan tegangan keluaran yang tetap dengan mengatur variasi resistansi yang berlaku pada pass transistor.  Regulator jenis ini dikenal sebagai Regulator Linear.  Tapi masalah 2 (frekuensi rendah) tetap ada!!!! EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Pass transistor
  • 39. Konsep konversi daya (3)  Solusi design yang lebih diperlukan adalah menggunakan saklar elektronik dibandingkan pass transistor  Saklar dibuka dan ditutup secara berkala  Regulator jenis ini dikenal sebagai Switching Regulator.  Jika saklar ditutup selama sepertiga periode, nilai rata-rata vx(t) (dilambangkan sebagai Vx) adalah sepertiga dari tegangan sumber. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 40. Konsep konversi daya (4) Bagaimana dengan efisiensinya?  Daya sesaat yang diserap oleh sakelar adalah hasil dari tegangan dan arusnya.  Ketika saklar terbuka, daya yang diserap adalah 0 karena arus yang ada di dalam bernilai 0.  Ketika saklar terbuka, daya yang diserap adalah 0 karena tegangan diatasnya bernilai 0.  Karena daya yang diserap oleh sakelar adalah nol untuk kondisi terbuka dan tertutup, semua daya yang disuplai oleh sumber 9V dikirim ke RL, sehingga rangkaian menjadi 100% efisien. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 41. Konsep konversi daya (5) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017  Tapi terdapat masalah yang serius: gelombang tegangan output tidak murni DC!  Namun, bentuk gelombang tegangan vx(t) dapat dinyatakan sebagai deret Fourier Low Pass Filter
  • 42.  Untuk membuat tegangan 3 Vdc, vx(t) is diterapkan pada low-pass filter.  Low-pass filter yang ideal memungkinkan komponen dc dari tegangan melewati output sambil menghilangkan kondisi ac, sehingga menciptakan output dc yang diinginkan. Konsep konversi daya (6) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 43. Konsep konversi daya (7) Bagaimana dengan pengaturan tegangan keluaran?  Proses konversi daya biasanya melibatkan kontrol sistem.  Kuantitas keluaran konverter seperti tegangan dan arus diukur, dan parameter operasi disesuaikan untuk mempertahankan keluaran yang diinginkan.  Dalam contoh kami, sistem kontrol umpan balik akan mendeteksi jika tegangan keluaran tidak 3 V dan menyesuaikan penutupan dan pembukaan saklar sesuai dengan kondisi tersebut. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 44. Konsep konversi daya (8)  Mengenai regulator switching dalam praktiknya:  Dalam praktiknya, filter akan mengalami beberapa kerugian dan akan menyerap sebagian daya.  Selain itu, alat elektronik yang digunakan untuk saklar tidak akan sempurna dan akan mengalami kerugian.  Namun, efisiensi konverter masih cukup tinggi (lebih dari 90 persen). EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Los s Los s
  • 45. Saklar Elektronik  Saklar elektronik memliki karakteristik dengan dua kondisi • Kondisi ON: idealnya short circuit, • Kondisi OFF: idealnya open circuit  Jika saklar ideal, baik arus saklar maupun tegangan saklar adalah nol, sehingga daya yang diserap adalah nol.  Namun, secara actual perangkat menyerap Sebagian daya, – Ketika kondisi ON, – saat melakukan transisi antara status ON dan OFF..  Perilaku rangkaian tidak terpengaruh secara signifikan oleh saklar yang tidak ideal, jika penurunan tegangan pada sakelar penghantar kecil dibandingkan dengan tegangan rangkaian lainnya.  Oleh karena itu saklar semikonduktor biasanya dimodelkan sebagai saklar ideal. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 46. Dioda  Sakelar elektronik paling sederhana  Tak terkendali  Kondisi ON dan OFF ditentukan oleh tegangan dan arus pada rangkaian. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 47. Efek pemulihan terbalik  Karakteristik dinamik penting dari dioda non-ideal adalah pemulihan arus balik.  Ketika dioda mati, arus di dalamnya berkurang dan sesaat menjadi negatif sebelum menjadi nol.  Waktu trr is waktu pemulihan terbalik, yang biasanya kurang dari 1s.  Silicon carbide (SiC) dan diode Schottky memiliki efek pemulihan terbalik yang sangat sedikit. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 48. Dioda EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 49. Thyristor (SCR) dan GTO  Dioda yang dapat dikontrol dengan tiga terminal  SCR (Silicon Controlled Rectifier)  GTO (Gate turnoff thyristor) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 50. Triacs dan MCT – Triac: Two back-to-back thyristor – MCT (Mos controlled thyristor) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 51. Thyristors EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 52. Transistors  Tiga perangkat terminal  Berbeda dengan dioda, menghidupkan dan mematikan transistor dapat dikontrol.  Tipe: – MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) – BJT (Bipolar Junction Transistor) – IGBT (Isolated Gated Bipolar Transistor) EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 53. MOSFETS  MOSFET adalah perangkat yang dikontrol dengan tegangan. Tegangan gerbang ke sumber yang cukup besar akan mengaktifkan perangkat, menghasilkan tegangan kondisi pada saluran sumber yang kecil.  Resistansi dalam keadaan disebut RDS(on)  Konstruksi MOSFET menghasilkan dioda yang bersifat parasit yang terkadang dapat digunakan untuk keuntungan dalam rangkaian elektronika daya.  MOSFET Daya adalah tipe peningkatan daripada tipe sebelumnya. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 54. BJT  Keadaan aktif untuk BJT daya dicapai dengan menyediakan arus yang cukup pada base  Tegangan saturasi kolektor-emitor biasanya 1 hingga 2 V untuk daya BJT.  Arus base nol menyebabkan transistor mati..  Power BJT biasanya memiliki nilai hFE yang rendah, bisa lebih rendah dari 20.  Sambungan Darlington meningkatkan hFE efektif, yang mengurangi kebutuhan base driver saat ini. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 55. IGBT  IGBT adalah koneksi terintegrasi dari MOSFET dan BJT.  Sirkuit penggerak untuk IGBT seperti MOSFET, sedangkan karakteristik keadaan aktif seperti BJT.  IGBT telah menggantikan BJT di banyak aplikasi. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 56. Transistor EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 SOT227 TO 247
  • 57. Power semiconductors EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 58. EE328 Power Electronics, Dr.Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 59. History of power electronics EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Mercury arc rectifier Vacuum- tuberectifier Thyratron Invention of Power MOSFET and Power BJT Invention of Thyristo r 1900 1957 mid 1970s late 1980s Pre- history 1st phase 2nd phase 3rd phase Power diode Tyristor GTO Power MOSFET Power BJT Thyristor (microprocess or) Invention of IGBT IGBT Power MOSFET Thyristor (DSP)
  • 60. Switch selection  Pemilihan perangkat daya untuk aplikasi tertentu tidak hanya bergantung pada tingkat tegangan dan arus yang diperlukan, tetapi juga pada karakteristik pensaklarannya. – Transistors dan GTOs menyediakan kontrol untuk turn-on dan turnoff – SCRs of turn-on tapi turnoff – dan dioda tidak keduanya.  Kecepatan switching dan kerugian daya yang terkait sangat penting dalam rangkaian elektronika daya.  The BJT perangkat pembawa minoritas yang memiliki penundaan penyimpanan pembawa minoritas.  The MOSFET adalah perangkat pembawa mayoritas yang tidak memiliki penundaan penyimpanan pembawa minoritas  Oleh karena itu, MOSFET memiliki keunggulan dalam kecepatan switching. Umumnya memiliki kerugian switching yang lebih rendah dan lebih disukai daripada BJT. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 61. Example 1-1  Saklar S1 terhubung pada sumber tegangan (Vs=24V) ke sumber arus (Io=2A). Frekuensi perpindahan adalah 200 kHz.  Ketika S1 terbuka, S2 harus tertutup untuk memberikan jalur pada arus  Sama halnya, ketika S2 terbuka, S1 tertutup.  Pilih perangkat switching untuk S1 dan S2. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 62. Switch S1 selection  Arus S1 selalu berada di arah positif; i1>0  Tegangan S1 iselalu berada pada arah positif; v1>0  Titik operasi steady-state untuk S1 adalah; – (v1,i1)=(0,I0) untuk kondisi tertutup – (v1,i1)=(Vs,0) untuk kondisi terbuka  S1 harus tidak aktif ketika I1>0 dan harus aktif ketika v1>0.  Jadi, perangkat yang digunakan untuk S1 harus memberikan control penuh pada kedua kondisi aktif dan tidak aktif.  Karakteristik BJT sesuai dengan kebutuhan.  Tetapi MOSFET akan menjadi pilihan yang baik karena frekuensi switching yang diperlukan, persyaratan penggerak gerbang yang sederhana, dan persyaratan tegangan dan arus yang relatif rendah (24 V dan 2 A). EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 63. Switch S2 selection  Titik kerja pada sumbu arus positif dan sumbu arus negatif  Oleh karena itu, arus positif pada S2 merupakan syarat untuk mengaktifkan S2.,  dan ketika ada tegangan negatif, S2 harus dimatikan.  Ini cocok dengan operasi dioda dan tidak diperlukan kontrol lain untuk perangkat  Dioda adalah pilihan yang tepat untuk S2. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 64.  Rangkaian tersebut dapat diwujudkan dengan menggunakan mosfet dan dioda sebagai berikut:  Arus maksimum 2A dan tegangan maksimum dalam kondisi pemblokiran adalah 24V EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Switch implementation 24 V 2A
  • 65.  Meskipun dioda adalah perangkat yang cukup dan sesuai untuk S2, mosfet juga akan berfungsi pada posisi ini.  Keuntungan menggunakan mosfet adalah untuk mendapatkan penurunan tegangan yang jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan dioda, sehingga kehilangan daya yang rendah dan efisiensi yang lebih tinggi.  Kerugiannya adalah diperlukan kontrol yang lebih kompleks.  Metode kontrol ini dikenal sebagai rektifikasi sinkron EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Alternative switch implementation 24 V 2A
  • 66. Kebutuhan pendinginan  Konverter daya belum 100% efisien karena adanya rugi-rugi daya yang timbul pada semikonduktor daya dan komponen lainnya.  Kehilangan daya diubah menjadi panas, dan menaikkan suhu perangkat. Jika panas tidak dikeluarkan dari perangkat dengan benar, suhu dapat melebihi batas (~150°C) dan dapat merusak perangkat.  Oleh karena itu, panas harus dihilangkan dari alat dengan menggunakan metode perpindahan panas, dan suhu harus dijaga di bawah batas maksimum.  Heatsink dapat digunakan untuk disipasi daya ke ambien melalui konveksi.  Kapasitas pembuangan panas dapat ditingkatkan dengan meningkatkan volume yang mengurangi hambatan termal antara perangkat daya dan ambien. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 67. Force cooling  Kapasitas pembuangan panas heatsink di bawah konveksi alami terbatas karena volume heatsink meningkat secara berlebihan.  Dalam situasi ini, pendinginan konveksi paksa dapat menjadi pilihan yang sangat meningkatkan konduktivitas termal. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 1.5°C/W for infinite heatsink Below 0.5°C/W with airflow
  • 68. PC mainboard cooling EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Heat pipe contains heat transfer liquid circulating naturally Heatsink
  • 69. Laptop mainboard cooling  Ruang terbatas untuk pendinginan.  Pipa panas adalah teknologi penting untuk mendapatkan profil rendah dan volume rendah. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Heatpipe Heatsink With fan
  • 70. Water cooling EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Water inlet Water outlet hollow Suitable for high power applications; such as electric cars
  • 71. Computer Simulation  Simulasi komputer adalah alat analisis dan desain yang sangat penting untuk elektronika daya.  PSIM - Powersim adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk simulasi elektronika daya.  Spice adalah program simulasi sirkuit yang dikembangkan di University of California di Berkeley.  Pspice adalah versi spice yang tersedia secara komersial yang dikembangkan untuk komputer pribadi.  OrCad Capture adalah program antarmuka grafis untuk simulasi Pspice.  Ltspice adalah perangkat lunak freeware oleh Linear Technology yang mengimplementasikan simulator Spice untuk sirkuit elektronik.  Proteus – Labcenter adalah perangkat lunak simulasi sirkuit interaktif yang menggunakan mesin serupa dengan rempah- rempah. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017
  • 72. PSIM EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017 Check the sample projects and read the tutorials.
  • 74. Simulation exercise  Simulasikan rangkaian berikut menggunakan perangkat lunak PSIM.  Dapatkan tegangan output dan bentuk gelombang arus induktor sebagai berikut. EE328 Power Electronics, Dr. Mutlu Boztepe, Ege University, 2017