1. Rangkaian Dioda Penyearah (Rectifier)
Arus sinyal AC yang berbentuk sinusiodal yang dilewatkan melalui sebuah dioda akan
disearahkan menghasilkan sinyal positif saja atau sinyal negatif saja yang dinamakan sinyal
DC bergelombang. Sinyal AC yang dihasilkan dari sebuah dioda hanya setengahnya saja
tergantung dari arah dioda yang dipasang, jika sinyal input AC masuk pada kaki anoda maka
sinyal keluaran dari katoda hanya bagian positifnya saja begitu juga sebaliknya, sehingga
jika dibutuhkan sinyal output penuh diperlukan dua buah dioda yang diberi input dari dua
sinyal AC yang berbeda phasa 180⁰. Itulah prinsip dasar dari rangkaian dioda penyearah
(rectifier).
Penyearah Setengah Gelombang (Half Wave Rectifier)
2. Penjelasan dari contoh gambar diatas adalah penyearahan sinyal AC menjadi sinyal setengah
gelombang. Karena bagian positif anoda pada dioda dijadikan sebagai inputnya maka hanya
sinyal AC bagian positifnya saja yang akan dilewatkan oleh dioda, sedangkan bagian negatifnya
akan ditahan. Istilah untuk gambar diatas adalah rangkaian penyearah setengan gelombang atau
dalam bahasa asing dinamakan Half Wave Rectifier.
Tegangan output dari sebuah dioda penyearah dapat dihitung dapat diketahui Nilainya dengan
menggunbakan rumus Vmax x 0,318 atau Vrms x0,45, bentuk persamaan tersebut dapat
digambarkan sebagai berikut :
3. Dimana Vmax adalah nilai maksimum dari puncak tegangan dan Vrms adalah rata-rata tegangan
DC yang dihasilkan. Karena tegangan yang disearahkan hanya setengan gelombang (50% dari
teganagan sinusoidalnya), maka tegangan Vmax adalah sama dengan tegangan input dikurangi
tegangan drop dioda kemudian dikalikan 50%. Dan VRMS (Root Mean Sequared) adalah rata-
rata tegangan DC dari magnitude tegangan AC sinusoidal , nilai tegangan RMS adalah 0,707 x
tegangan puncak maksimum (Vmax. Persamaan umum dari pernyataan tersebut saya contohkan
soal berikut ini :
CONTOH SOAL
Rangkaian penyearah setengah gelombang yang dibuat dari dioda silikon di berikan tegangan
input sebesar 48V. diberikan tahanan beban (R) sebesar 10ohm, hitunglah nilai tegangan
DCnya (VDC) dan arus DCnya (IDC) dan daya yang mengalir pada beban (R) outputnya.
Penyelesaian :
Vmax = (Vin - 0,7) x 50% = (48 - 0,7) x 50% = 23,3V
Vrms = Vmax x 0,7071 = 23,3 x 0,7071 = 16,475V
4. persamaan lain untuk Vmax jika Vrms diketahui:
Vmax = Vrms x 1,414 = 16,475 x 1,414 = 23,3V
Vdc = Vrms x 0,45 = 16,475 x 0,45 = 7,4V
atau
Vdc = Vmax x 0,318 = 23,3 x 0,318 = 7,4V
Idc = Vdc/R = 7,4/10 = 0,74A
P = I x V = 0,74 x 7,4 = 5,476W
atau
P = I² x R = 0,74² x 10 = 5,476W
Kelemahan rangkaian dioda penyearah setengah gelombang hanya
dapat diaplikasikan untuk daya rendah. Hal ini karena daya yang
dihasilkan hanya setengah dari daya input.
5. Penyearah Gelombang Penuh (Full Wave Rectifier)
diperlukan dua buah dioda untuk membuat rangkaian dioda penyearah gelombang penuh, seperti
contoh diatas setengan gelombang bagian positif akan dihasilkan oleh setiap dioda, sehingga
tegangan outputnya adalah 100% yaitu gabungan penjumlahan setengah phasa positipnya,
sehingga rata-rata tegangan keluaran DC yang mengalir pada resistor beban adalah dua kali lipat
dari rangkaian penyearah tunggal atau menjadi 0,637 x Vmax. Sehingga diperoleh persamaan
dasar sebagai beikut :
Vdc = (2xVmax) / π = 0,637 x Vmax = 0,9 x Vrms
Dimana; Vmax adalah nilai puncak dari satu dioda penyearah.
6. Penyearah Bridge Gelombang Penuh (Bridge Rectifier)
Jika dibutuhkan tegangan positif dan juga sinyal negatif dengan sinyal penuh, maka
diperlukan rangkaian penyearah dengan 4 buah dioda yang saling terhubung secara tertutup.
Rangkaian tersebut dikenali dengan nama dioda dengan sistem jembatan atau sering disebut
dioda bridge. Rangkain jenis ini sangat berguna untuk pemakain pada jenis trafo yang tidak
ada Center Tape (CT). Perhatikan gambar dibawah ini:
7. Tegangan output dari rangkaian Bridge ini adalah tegangan positif dan tegangan negatif, dimana
pada contoh rangkaian diatas tegangan positif (+) diperoleh dari dioda D1 dan D2 dan tegangan
negatif (-) dihasilkan oleh dioda D3 dan D4 dengan sistem penyearahan gelombang penuh.
D1 dan D2 akan melewatkan gelombang arus positifnya karena posisi diodanya forward bias
(arus maju), sedangkan D3 dan D4 hanya akan melewatkan gelombang arus negatifnya saja
karena posisi dioda tersebut reverse bias.
Frekuensi output pada rangkaian penyearah Bridge adalah 2x frekuensi input, contoh jika
frekeunsi dari trafo sebesar 50Hz maka frekuensi output adalah 100Hz, tetapi jika menggunakan
trafo CT besarnya frekuensi dari masing masih phasa terhadap CT adalah sama seperti frekuensi
input.
