power elecktronics

1. Smpsproject
1. SMPS SIMETRIS 350W DENGAN IC UC3844
Seperti halnya smps dengan modul gacun yang sudah banyak di buat oleh para penggemar
elektronik Nusantara, smps kali ini menggunakan type ic yang sama dengan modul gacun yaitu
IC UC3844.
Hanya saja untuk penerapannya tidak menggunakan modul gacun seperti pada umumnya. Smps
ini menganut topologi forward dan untuk modul gacun topologi flyback.
Langsung saja berikut skemanya :
2. Klo ini yg lebih sederhana
Cara Membuat Power Supply SMPS Power Amplifier Watt BesarTrafo Ringan
Kali ini saya akan membuat power supply tanpa menggunakan trafo konvensional untuk
menghemat biaya, power supply simetris ini berdaya 350W. Unit ini nantinya akan
menggantikan trafo/catu daya yang berada di power amplifier audio yang supplynya standar
untuk mengurangi biaya dan juga berat. Trafo power ampli ini pada awalnya terbakar dan kalau
beli mahal. Power supply yang kita buat ini bekerja sebagai setengah-jembatan tanpa regulasi,
berfrequensi diatas 50KHZ.

2. Untuk pendorong Power supply saya mengandalkan dua N MOSFET dan dijalankan oleh IC
IR2153 sirkuit terpadu. Pada IC IR2153 ini didukung oleh sebuah power resistor 27k 6W. Riak
pada beban penuh dicatat di bawah 2V. Penggunaan Zener diode (15V) memastikan stabilisasi
tegangan dan frekuensi operasi diatur ke 50 kHz (approx.). Pada titik masukan, saya telah
menempatkan thermistor untuk memaksa check on sebuah puncak arus ketika kapasitor
melakukan pengisian.
Fenomena ini sama dapat ditemukan di Power Supply AT / ATX Unit power supply komputer.
Selain itu, untuk memastikan rendah kebocoran induktansi dan output tegangan penuh, paruh
pertama primer yang lilitanya dalam 20 putaran diikuti oleh kumparan sekunder. Juga untuk
menjamin keselamatan dalam sistem, pastikan untuk menghubungkan output (Ground 0V) ke
bumi.
Jumlah lilitan dan inti ferit, sering ditemukan dalam pasokan PC bukan merupakan faktor
penting. Selain itu, resistor 6k8 pada bagian output digunakan untuk debit kapasitor setelah
dimatikan dan cara ini membantu untuk mencegah kenaikan tegangan selama tidak ada beban.
Tegangan output Switched power supply 2x 50V 350W beroperasi di topologi maju saklar
tunggal. Ini memiliki frekuensi operasi 80-90 kHz dan memiliki rangkaian kontrol IRF2153 yang
sangat mirip dengan UC3842. Namun, siklus adalah lebih rendah dan terbatas 50%·
Selain itu, juga layak untuk menyebarkan asli bagian bawah primer tanpa menggulung ulang.
Jenis power supply tepat sesuai untuk aplikasi power amplifier. Jika diperlukan mungkin akan
juga dijaga terhadap overload atau hubungan pendek dan tegangan output bisa stabil. Tanggapan
dari sistem dapat diaktifkan melalui bantuan optocoupler.
MOSFET juga dapat digunakan untuk menurunkan titik resistance. Menariknya, lebih kecil
perlawanan yang lebih baik adalah dengan sistem.
Toleransi tegangan di kisaran 900-1000V. kalau terpepet stok tidak ada bisa pakai 500V.
Mengingat hal ini, MOSFET terbaik yang saya temukan adalah SPP17N80C3 atau 900V
IGBTs.Jika sulit mendapatkan type diatas bisa juga pakai IRFP460.
Untuk merakitnya Silahkan lihat skema di bawah ini :
Rincian Trafo :

3. Trafo Ferrite bekas PC
EE tanpa Gap
ETD39
Untuk Sisi primer kumparan terdiri dari 40 putaran dengan diameter 0.6mm kawat enamel.
Ingatlah untuk berhenti setelah 20 putaran, dan memasang lapisan isolasi dengan pita isolasi
sebagai jarak antara gulungan sekunder, gulungan sekunder menggunakan diameter kawat
0.6mm X 4 dijadikan satu jumlah gulungan 14 lilit X 2 jadi 14lilit CT 14lilit dililit yang rapi.
setelah lilitan sekunder kemudian dilapisi lagi dan melanjutkan dengan sisa lilitan primer 20
putaran lagi di atasnya. Jadi kumparan sekunder akan terjepit di antara lilitan primer 20 + 20
putaran. Pusat tap ini 20 + 20 dapat dihubungkan dengan tubuh SMP untuk stabilisasi
ditingkatkan dan output bersih dari segi riak atau gangguan berdengung.
3. Prinsip Kerja SMPS
SMPS secara garis besar meliputi kerja :
Gambar Rangkaian SMPS
 Penyerahan – merubah tegangan masukan AC menjadi tegangan keluaran DC.
 Konverter – merubah tegangan dc menjadi tegangan keluaran yang sesuai
dengan kebutuhan
 Filtering – menghilangkan denyut (ripple) pada tegangan keluaran

4.  Regulasi – membuat agar besarnya tegangan keluaran stabil terhadap perubahan
tegangan masukan dan perubahan beban.
 Isolasi – mengisolasi bagian sekunder dari bagian primer, dengan tujuan agar
chasis bagian sekunder kalau dipegang tidak timbul bahaya kena sengatan listrik.
 Proteksi – mampu melindungi peralatan dari tegangan keluaran yang over dan
melindungi power supply dari kerusakan jika terjadi suatu kesalahan.
Bagian-bagian pokok dasar kerja sebuah SMPS adalah sebagai berikut :
 Bagian Penyearah. Disini tegangan masukan dari listrik ac 220v disearahkan
menjadi tegangan dc menggunakan diode bridge dan 3 buah elco filter besar yaitu
sebuah elco 480V680UF dan 2 buah elco 250V2200UF.
 Bagian pencacah atau power-switching. Tegangan masukan dc dicacah dengan
menggunakan “power switch on-off ” sehingga menghasilkan tegangan pulsa-
pulsa dc dengan frekwensi tinggi. SMPS mesin las Inverter umumnya bekerja
pada frekwensi sekitar 50Hz hingga 60Hz. Sebagai power switch dapat
menggunakan IC K2611, IRFZ24N dan IRF9Z24N.
 SMPS Controller driver sebagai pembangkit pulsa PWM (Pulse Wave
Modulation). Sebagai sinyal drive untuk pencacah digunakan IC PC 817 yang
berisi rangkaian osilator dan PWM sebagai pembangkit pulsa-pulsa PWM. Ada
rangkaian SMPS yang tidak menggunakan SMPS controller driver, dalam hal ini
transistor power switching dibuat agar dapat bekerja dengan cara “ber-osilasi
sendiri”
 Trafo switching. Tegangan dc yang telah dicacah mempunyai karakteristik
seperti tegangan ac sehingga dapat dilewatkan sebuah trafo atau induktor untuk
dinaikkan ataupun diturunkan tegangannya. Pada rangkaian ini menggunakan
trafo E25 15:15
 Penyearahan dan filtering tegangan keluaran. Tegangan keluaran dari trafo
masih berupa pulsa-pulsa frekwensi tinggi dan kemudian dirubah menjadi
tegangan dc menggunakan diode penyearah dan filter elco.
 Loop umpan balik untuk membuat tegangan keluaran agar stabil. Sirkit loop
umpan balik dari tegangan keluaran B+ ke bagian primer digunakan untuk
mengendalikan PWM.
 Rangkaian komparator atau pembanding sebagai “error detektor”. Sebuah sirkit
komparator pada bagian sekunder dipakai untuk mendeteksi jika terjadi
perubahan tegangan keluaran B+. Komparator bekerja dengan cara
membandingkan tegangan keluaran B+ dengan sebuah tegangan “referensi”
(biasanya berupa tegangan diode zener 6.8v). Output komparator berupa arus
yang kemudian diumpan balikkan ke bagian primer melalui sebuah photo coupler.
Kopling menggunakan photocouler bertujuan untuk meng-isolagi ground bagian
primer yang menyetrum jika dipegang (HOT chasis) dengan ground bagian
sekunder (COLD chasis).
Dapat juga di ilustrasikan seperti gambar dibawah ini.

5. Berikut sedikit gambaran, perbedaan catu daya / power supply Konvensional dengan SMPS.
Catu Daya Konvensional
Sebuah catu daya DC sederhana dirangkai dengan menurunkan tegangan AC, 50-60 Hz melalui
transformator, disearahkan (rectifiying) oleh dioda menjadi denyut/pulsa tegangan. Dan ditapis
oleh kapasitor hingga didapat gelombang yang halus minim riak gelombang.
Untuk beban arus kecil catu daya dapat bekerja dengan baik dan efisien, tapi ketika mencatu
beban berat, tegangan keluaran akan naik turun bergelombang. Agar halus kembali tegangan
perlu distabilkan dengan rangkaian linear.
Proses ini menimbulkan panas pada transistor regulator (ini berarti sebuah kerugian daya).
Bersama rugi-rugi pada kawat tembaga dan inti kern trafo, total rugi daya catu daya linear ini
menyebabkan hanya mempunyai daya berguna dalam kisaran 30%-40% saja, selebihnya 60%-
70% dibuang dalam bentuk panas.
Pada catu daya DC rating besar, membutuhkan trafo dengan ukuran besar dan bobot yang berat.
Karena bekerja pada frekuensi rendah diperlukan kapasitor perata dengan kapasitas besar juga,
agar tegangan keluaran tetap halus dan mengurangi drop tegangan pada beban berat.
Semakin besar kebutuhan amper, makin besar diameter kawat tembaga, ukuran kern trafo, serta
kapasitors yang harus dipasang, dan makin mahal harganya.
Masalahnya tinggi-rendahnya harga tidak selalu menjamin kualitas. Kinerja catu daya
konvesnaional hanya baik bila beban sesuai dengan kapasitasnya dan sifatnya tetap (beban
statis). Untuk mencatu beban dinamis (power amplifier misalnya), padanya masih ada drop
tegangan, yang makin besar seiring dengan beratnya beban.
Catu Daya SMPS/PWM

6. Catu daya lebih modern, SMPS (Switch Mode Power Supply) atau sering disebut sistem PWM
(Pulse Width Modulator), mengolah tegangan DC dengan penyearahkan AC pada tegangan jala
220 Volt. Tegangan DC volt tinggi ini kemudian disambungkan (switch) ke trafo lewat
Transistor Mosfet. Di sisi sekunder tegangan diturunkan lalu disearahkan lagi, dan sebelum
diberikan sebagai keluaran, dilewatkan tapis frekuensi tinggi dan kapasitor perata.
Mosfet dipekerjakan dengan teknik pensaklaran on / off (switching). Outputnya berupa deretan
pulsa hidup-mati secara periodik pada frekuensi yang umumnya antara 50 khz-500 khz.
Meskipun frekuensi tetap tetap, lebar pulsa (durasi) dimodulasi sedemikian rupa, hingga didapat
tegangan sesuai yang dikehendaki. Durasi ini selain sebagai penentu besarnya tegangan
keluaran, juga digunakan sebagai sirkit penstabil tegangan, melalui rangkaian umpan baliknya.
Dimensi dan bobot.
Catu daya kuno terutama yang berdaya besar selalu mempunyai dimensi besar dan bobot yang
berat (kapasitas menentukan dimensi dan beratnya), frekuensi kerjanya sama dengan jala-jala
listrik 50-60 Hz. Sedangkan SMPS menggunakan frekuensi kerja jauh lebih tinggi pada 50 kHz-
500 kHz. Makin tinggi frekuensi berarti makin efisien kerjanya, sehingga membutuhkan trafo
daya yang berukuran lebih kecil, ringan bobotnya. Dengan demikian ukuran peralatan yang
menggunakan SMPS sebagai sumber dayanya pasti ukurannya lebih kompak.
Efisiensi, Tegangan dan Arus keluaran.
Tegangan keluaran catu konvensional tergantung pada tap pada trafo daya. Untuk tipe yang tak
ter-regulasi, tegangan keluaran bervariasi tergantung pada beban arusnya. Sedangkan yang
tergulasi, prosesnya menyebabkan disipasi daya transistor (berupa panas) hingga menurunkan
daya guna, demikian juga rugi-rugi inti konduktor dan inti besi kern sangat besar, yang akhirnya
semua itu bisa menghasilkan efisiensi hanya 30-40% saja.
Pada SMPS tegangan dengan mudah diset pada voltase berapapun dan pada arus berapapun
sesuai dengan kapasitas terpasang tanpa banyak berpengaruh pada dimensi dan beratnya. Pada
teknik pensaklaran SMPS, regulasi didapat hanya dengan mengatur lebar pulsa, dan karena
transistor bekerja secara mati sepenuhnya atau hidup sepenuhnya, panas (dan rugi daya) yang
timbul sangat minim. Kerugian yang ditimbulkan oleh kapasitor hanya tergantung pada esr
(equivalen series resistans), sehingga nilainya relatif kecil. Rugi dari inti ferrit, inti konduktor
dan drop tegangan dioda perata. Semua yang disebut itu adalah kontributor kerugian utama,
namun dengan semua kerugian itu bisa menghasilkan efisiensi tipikal 60-80%. Dengan
memperbaiki disain sirkit, kerugian masih dapat diminimalkan, hingga efisiensi 95% bukan hal
yang mustahil tercapai.

7. 4. CARA MEMBUAT SMPS DARI GACUN
Sebelum menuju langsung ke materi utama, sebaiknya kita mengenal dulu apa itu gacun. Jika
anda seorang teknisi eletronika yang sering berurusan dengan PSU TV, maka istilah gaacun
tidaklah asing. Karena Modul Switching Gacun sering diterpakan jika permasalahan PSU TV
sulit teratasi.
Kit / Modul Power Supply Gacun adalah sebuah terobosan yang sangat inovatif. Dapat di
aplikasikan ke regulator apapun termasuk TV, selama trafo converternya masih bagus. Dengan
adanya kit ini para teknisi sangat terbantu untuk menggantikan rangkaian regulator aslinya.
Dalam artikel kali ini kita tidak membahas lebih dalam tentang bagaimana mengaplikasikan /
memasang gacun untuk regulator TV, akan tetapi kita akan membuat power supply amplifier
dengan menggunakan modul gacun ini.
Baca juga artikel tentang :
 Rangkaian SMPS Power Supply / Catu Daya 12V – 1A
 Cara Atau Prinsip Kerja Rangkaian SMPS Sederhana

8. Ternyata gacun memang sangat fleksibel, disamping karena harga trafo besi kian melambung,
hingga akhirnya modul gacun bisa menjadi solusi dalam membuat smps murah. Karena selain
harga modul gacun yang murah di kisaran 25 ribu saat artikel ini ditulis, komponen pendukung
juga dapat di peroleh dari barang bekas seperti mainboard TV dan bekas PSU komputer. Fungsi
gacun pada aplikasi kali ini sebagai driver trafo inti ferit / trafo switching.
Persiapan komponen yang di perlukan dalam membuat smps gacun.
Bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut:
1. Modul regulator switching/ Gacun
2. Transformator : Untuk trafo dapat kita menggulungnya sendiri atau trafo dari
bekas switching regulator yang telah rusak dan kita manfaatkan trafonya, paling
mudah cari bekas regulator tv dan PSU komputer bekas
3. Komponen pendukung antara lain : transistor, capasitor, optocoupler, dioda zener,
resistor dll.
4. Alat ukur : Multi Tester dan LCR meter (jika ada).
5. Kemauan dan niat
Sebenarnya banyak varian dari rangkaian smps gacun ini tergantung dari kreasi kita masing –
masing. Sebagai acuan kita gunakan saja rangkaian dibawah ini :

9. Cara membuat lilitan atau kumparan dan menghitung banyaknya lilitan.
Seringkali diantara kita membuat lilitan yang kebanyakan tidak mengerti berapa lilitan yang
seharusnya dililit dan berapa nilai induktansinya setelah jadi lilitan dan berapakah yang ideal, ini
berhubungan dengan bahan ferit, airgap(celah udara) dan ukuran fisik feritnya.
Secara nalar semakin bagus permeabilitas ferit(Bmax) maka semakin sedikit jumlah lilitan,
semakin besar airgap maka semakin banyak lilitan dan semakin besar ukuran fisik ferit maka
semakin sedikit jumlah lilitannya, sehingga dengan penalaran tersebut didapat kesimpulan, jika
salah satu atau ketiga unsur diatas berbeda maka jumlah lilitan sudah barang tentu akan berbeda
pula.
Nah berapakah jumlah lilitan yang pas dan efisien? Berdasarkan ujicoba yang berulang ulang
nilai induktansi yang ideal adalah 500 µH itu jika kita punya LCR meter. Setelah browsing sana
sini cari solusi akhirnya masuk ke salah satu group facebook yang khusus membahas smps gacun
grup itu adalah Angkringan D Kuntul 212 .
Data lilitan kawat email :
NP/ Lilitan Primer = 45 lilit (tidak baku kreasikan sendiri)

10. NS / Lilitan Sekunder = 2 volt / lilitan (tergantung keperluan)
Ukuran diameter kawat email sangat menentukan besarnya daya / ampere yang didapat.
Cara melilit kawat email trafo switching seperti pada gambar, jangan sampai terbalik ini salah
satu kunci sukses pembuatan smps gacun.
Gambar dari salah satu member group
Fet gacun dapat dipararel dengan tujuan agar dapat menghandle daya yang besar. Akan tetapi hal
ini disarankan jika kita telah sukses menggunakan gacun standart.

11. Banyak member di grup facebook Angkringan yang sudah sukses membuat smps gacun.
Beberapa gambar ini adalah hasil dari member grup facebook semoga bisa jadi inspirasi. Dalam
artikel ini masih sangat banyak kekurangan dalam menjelaskan secara detail fungsi dari tiap tiap
komponen. Harap maklum masih sama sama pemula dalam bidang elektro.

16. 6. Aneka kit gacun yg tersedia dipasaran

17. 7. Lampu emergency