Sumber Tegangan Tinggi Arus Searah

1. LOGO
Sumber Tegangan Tinggi
Arus Searah
By PIPIN PURWANTO

2. Contents
Rangkaian Yang Dipakai Sebagai Sumber Tegangan Tinggi Searah1
Bentuk Rangkaian Penyearah2
Rangkaian Villard3
Rangkaian pengganda tegangan greinacher4
Rangkaian Penyearah Diberi Beban6
Rangkaian penyearah bertingkat susunan kaskade5

3. Tegangan Tinggi Arus Searah


4. Rangkaian Yang Dipakai Sebagai Sumber
Tegangan Tinggi Searah
Sebagai alat untuk mengubah tegangan bolak-balik
menjadi tegangan searah dipakai alat penyearah yang
menggunakan semi konduktor.
Semi konduktor ini ada yang terbuat dari selenium,
germanium atau silikon yang masing-masing
mempunyai kemampuan menghasilkan arus dan
tegangan sendiri, karena itu untuk pemakaian di
laboratorium di mana hanya diperlukan arus yang
kecil (mA) maka biasanya dipilih selenium.
Semi konduktor ini dapat disusun sehingga tahan
sampai ratusan kilo volt (tidak menggunakan grading
kapasitor).

5. Bentuk Rangkaian Penyearah
Bentuk Gelombang Penyearah Setengah
Gelombang Tanpa Kapasitor Pelicin
Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang
Bentuk Gelombang Penyearah Setengah
Gelombang Dengan Kapasitor Pelicin
V = V.ΔV = (Vmax – nV1) – Kig
Dimana :
Vmax = V2, V1 = (0.6 s/d 1.2 V)

6. Bentuk Rangkaian Penyearah
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
Bentuk Gelombang Penyearah Gelombang
Penuh
Pada waktu gelombang tegangan bernilai
positif (1/ 2 cycle yang pertama), diode D,
meneruskan arus, dan kapasitor C diberi
muatan dan bila gelombang mencapai nilai
negatif (L /2 cycle kedua) diode D,
meneruskan arus dan D, tidak mengalirkan
dan kapasitor C diberi muatan. Besarnya
ripple pada rangkaian ini lebih kecil dari pada
rungkaianlz gelombang, karena itu dV
tergantung pada:
L. Frekuensi tegangan;
2. Konstanta waktu R,, C;
3. Reaktansi dari transformator

7. Rangkaian Villard
Rangkaian Villard
Bentuk gelombang Vilard
Pada rangkaian ini tegangan output
diambil dari titik jepitan yang terdapat
pada diode D. Tegangan diode ini bernilai
antara 0 sampai dengan 2Vmax. Bila
rangkaian ini diberi R., maka nilai
tegangan V tidak lagi tetap.
Rangkaian villard adalah rangkaian
sederhana dari sistem penggandaan
tegangan. Kapasitor C dimuati sampai
nilai tegangan puncak Vmax yang
menyebabkan output dari tegangan tinggi
akan menaik bila dibandingkan dengan
tegangan dari transformator. Bila beban
kosong IL – 0, maka V – Vmax dari diode ,
sedangkan Vmax dari diode D adalah
V0(max) – 2Vmax Vd(max)T dari
transformator.karena itu bila tidak ada
pelicin maka tegangan tidak mungkin rata.

8. Rangkaian Pengganda Tegangan
Greinacher
Rangkaian Greinacher
Bentuk gelombang Greinacher
 Pada rangkaiana ½ gelombang dan
gelombang penuh hanya dapat
dihasilkan searah tegangan
maksimumnya tidak akan melebihi
harga maksimaldari tegangan bolak
balik yang digunakan.
 Pada rangkaian peggandaan seperti
diatas kondensator C1 akan diberi
muatan oleh D1 sampai tegangan Vmax
pada saat gelombang tegangan bolak
balik mencapai nilai – Vmax.
 Bila tegangan transformator naik
sehingga + Vmax pada waktu berikutnya
maka tegangan C1 yang satu lagi
mempunyai tegangan +2Vmax dan
kapasitor C2 mendapat giiran dimuati
oleh D2 dmpa tegangan 2Vmax.

9. Rangkaian Pengganda Tegangan
Greinacher

10. Rangkaian penyearah bertingkat susunan
kaskade
Rangkaian penyearah bertingkat susunan
kaskade
 Bagian ini adalah semacam penyearah ½ gelombang.
Kapasitor C" diberi muatan sampai tegangan mencapai
maksimum Vmax, pada saat V(t) mencapai nilai –Vmax. Bila
Cn masih kosong (belum dimuati) maka D. akan mulai
mengalirkan arus pada saat tegangan V(t) mulai naik. Bila
tegangan pada titik n' naik sampai nilai 2Vmax, yaitu setelah
V(t) mencapai nilai + Vmax, maka titik tegangan n akan
menaik sampai 2 Vmax. Rangkaian 0-n dapat Juga dianggap
rangkaian ½ gelombang di mana tegangan pada Dn
 Bila penyearah ini diberi beban. Kita juga dapat
menganggap tegangan pada titik n‘ berubah dari 0 volt
sampai 2Vmax. Bila tegangan pada titik n' menjadi 0, maka
kapasitor Cn-1 juga diberi muatan sampai sama dengan
tegangan pada titik n, yaitu sebesar 2Vmax Kemudian karena
berubah-ubahnya tegangan V(t) dari -Vmax sampai Vmax.
 Kesimpulannya, tegangan pada titik n', (.-1)', (n-2), ...
berubah karena perubahan tegangan V(t). Sedangkan titik-
titik n, (n-1), (n-2), ... tetap terhadap tegangan tanah.
Tegangan pada masing-masing kapasitor adalah tegangan
searah dan besamya sama dengan 2Vmax, kecuali
kapasitor Cn yang tegangannya hany Vmax. Setiap diode Dn,
Dn D‘n-1, Dn-1 dan seterusnya tahan terhadap tegangan
2Vmax atau dua kali tegangan puncak dari tegangan bolak-
balik, dan untuk Jumlah n tingkatan tegangan output dapat
mencapai Z.n.Vmax pada bebankosong
Bentuk gelombang penyearah bertingkat
susunan kaskade

11. Rangkaian Penyearah Diberi Beban
Karena adanya beban LL = 0 dan LL ≠ 0
maka output dari sumber tegangan tidak
akan mencapai 2nVmax. Sehingga akan
terjadi ripple pada gelombang tegangan.
Oleh karena itu kita akan menghadapi 2
masalah yaitu :
1. Tegangan akan menurun.
2. Terjadinya ripple pada gelombang
tegangan.
Rangkaian penyearah diberi beban

12. Rangkaian Penyearah Diberi Beban
Akan tetapi, dalam praktek transformator tidak
ideal dan diode pun terdapat kerugian. Oleh
karena itu bila alat ini diberi beban maka
tegangan akan turun. Misalkan penurunan
tegangan adalah sebesar δvo, maka untuk
menghitung besarnya penurunan tegangan
yang terjadi kita lihat dahulu tingkatan n dari
susunan ini.
Rangkaian kaskade dua tingkat
 Bila Dn adalah ideal dan kerugian hanya
berasal dar bagian sumber arus bolak
balik maka kapasitor Cn akan diberi
beban tegangan menapai nilai
(VCn)max = 2Vmax – nq/Cn – 2Vmax - ∆Vn
 Muatan maksimal Cn-1 sebesar
(VCn-1)max = (VCn-1)max – nq/Cn
 Nilai penurunan tegangan masing
masing tingkatan sebesar
∆Vn = (q/c).(n)
∆Vn-1 = (q/c).(2n + (n-1))
∆V1 = (q/c).(2n + (n-1)+2(n-2)+…2.2+1)
Seluruh penurunan tegangan menjadi
∆V0 = I/fc.(2n3/3 + n2/2 – n/6).

13. LOGO