19.5 DISCRETE TRANSISTOR VOLTAGE
A. Tujuan[KEMBALI]
Untuk memberikan tegangan keluaran yang diatur atau dipertahankan pada nilai yang ditetapkan bahkan jika tegangan input bervariasi atau jika beban yang terhubung ke perubahan output.B. Komponen[KEMBALI]
a. Resistor
Resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika, danmenurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
Resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika, danmenurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
b. Transistor
Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor.
Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output
apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.
c. Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau
tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting
d. Diode zener
Dioda Zener adalah diode yang memiliki karakteristik
menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang
diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau
"tegangan Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya
menyalurkan arus listrik ke satu arah.
e. Op-Amp
Fungsi dari Op-amp adalah sebagai pengindra dan penguat
sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi
masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
f. Voltmeter
Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik.
C. Dasar Teori[KEMBALI]
Series Voltage Regulation
Koneksi dasar rangkaian regulator
seri ditunjukkan pada diagram blok pada Gambar 19.12. Elemen seri mengontrol
jumlah tegangan input yang masuk ke output. Tegangan keluaran disampel oleh
suatu rangkaian yang memberikan tegangan umpan balik untuk dibandingkan dengan
tegangan referensi.
 |
| Gambar 19.12 Diagram Blok Peraturan Seri |
Series Regulator Circuit
Rangkaian regulator seri
sederhana ditunjukkan pada Gambar. 19.13. Transistor Q1 adalah
elemen kontrol seri, dan Zener diode DZ menyediakan tegangan
referensi.
 |
| Gambar 19.13 Rangkaian Peraturan Seri |
Improved Series Regulator
Rangkaian regulator seri yang
ditingkatkan ditunjukkan pada Gambar. 19.15. Resistor R1 dan R2 bertindak
sebagai sirkuit pengambilan sampel, dengan Zener diode DZ memberikan
tegangan referensi, dan transistor Q2 kemudian mengontrol arus basis
ke transistor Q1 untuk memvariasikan arus yang dilewati oleh
transistor Q1 untuk menjaga tegangan output konstan.
 |
| Gambar 19.15 Rangkaian Improved Series Regulator |
Tegangan output dari rangkaian dapat dicari dengan
 |
| Persamaan 19.17 |
Op-Amp Series Regulator
Versi lain dari regulator seri
adalah yang ditunjukkan pada Gambar. 19.16. Op-amp membandingkan tegangan
referensi dioda Zener dengan tegangan umpan balik dari resistor penginderaan R1
dan R2. Jika tegangan output bervariasi, konduksi transistor Q1
dikontrol untuk mempertahankan tegangan output konstan. Tegangan output akan
dipertahankan pada nilai
 |
| Persamaan 19.18 |
 |
| Gambar 19.16 Rangkaian Op-Amp Series Regulator |
Current Limiting Circuit
Salah satu bentuk rangkaian short
atau kelebihan beban adalah pembatasan arus, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 19.18. Dengan meningkatnya arus beban IL, tegangan jatuh
melintasi resistor hubung singkat RSC meningkat. Ketika tegangan drop
di RSC menjadi cukup besar, itu akan mendorong Q2 aktif,
mengalihkan arus dari basis transistor Q1, sehingga mengurangi arus
beban melalui transistor Q1, mencegah setiap arus tambahan untuk
memuat RL. Tindakan komponen RSC dan Q2
memberikan pembatasan arus beban maksimum.
 |
| Gambar 19.18 Rangkaian Current-Limiting |
Foldback Limiting
Foldback Limiting disediakan oleh
jaringan pembagi tegangan tambahan R4 dan R5 di rangkaian
pada Gambar 19.19. Rangkaian pembagi merasakan tegangan pada keluaran (emitor)
Q1. Ketika IL meningkat ke nilai maksimumnya, tegangan
melintasi RSC menjadi cukup besar untuk mendorong Q2 menjadi
aktif, sehingga memberikan batasan arus. Jika tahanan beban dibuat lebih kecil,
tegangan yang mendorong Q2 menjadi lebih sedikit, sehingga IL
turun ketika VL juga turun nilainya, tindakan ini menjadi foldback limting. Ketika
tahanan beban dikembalikan ke nilai pengenalnya, rangkaian melanjutkan kembali
aksi pengaturan voltasinya.
 |
| Gambar 19.19 Rangkaian Foldback Limiting |
Shunt Voltage Regulation
Regulator tegangan shunt
memberikan pengaturan dengan menyalurkan arus menjauh dari beban untuk mengatur
tegangan output. Gambar 19.20 menunjukkan diagram blok regulator tegangan.
Tegangan input yang tidak diatur memberikan arus ke beban. Beberapa arus
ditarik oleh elemen kontrol untuk mempertahankan tegangan output yang diatur
melintasi beban. Jika tegangan beban mencoba berubah karena perubahan beban,
rangkaian pengambilan sampel memberikan sinyal umpan balik ke pembanding, yang
kemudian memberikan sinyal kontrol untuk memvariasikan jumlah arus yang menjauh
dari beban. Sebagai tegangan output mencoba untuk menjadi lebih besar,
misalnya, sirkuit pengambilan sampel memberikan sinyal umpan balik ke sirkuit
komparator, yang kemudian memberikan sinyal kontrol untuk menarik peningkatan
arus shunt, memberikan lebih sedikit arus beban, sehingga menjaga tegangan yang
diatur dari naik.
 |
| Gambar 19.20 Diagram Blok Shunt Voltage Regulator |
Basic Transistor Shunt Regulator
Rangkaian regulator shunt dasar
ditunjukkan pada Gambar. 19.21. Resistor RS menjatuhkan tegangan
yang tidak diatur dengan jumlah yang tergantung pada arus yang disuplai ke
beban RL. Tegangan melintasi beban diatur oleh dioda Zener dan
tegangan basis-emitor transistor. Jika resistansi beban menurun, arus drive
yang berkurang ke dasar hasil Q1, mengurangi arus kolektor. Arus
beban dengan demikian lebih besar, sehingga mempertahankan tegangan yang diatur
melintasi beban.
 |
| Gambar 19.21 Transistor Shunt Voltage Regulator |
Improved Shunt Regulator
Rangkaian Gambar 19.23
menunjukkan rangkaian regulator tegangan shunt yang ditingkatkan. Dioda Zener
memberikan tegangan referensi sehingga tegangan melintasi R1
merasakan tegangan output. Ketika tegangan keluaran mencoba berubah, arus yang
dihubung-hubungkan oleh transistor Q1 bervariasi untuk menjaga
tegangan keluaran konstan. Transistor Q2 memberikan arus basis yang
lebih besar ke transistor Q1 daripada rangkaian Gambar 19.21,
sehingga regulator menangani arus beban yang lebih besar. Tegangan output
diatur oleh tegangan Zener dan yang melintasi dua basis transistor-emitor.
 |
| Gambar 19.23 Rangkaian Improved Shunt Voltage Regulator |
Shunt Voltage Regulator Using Op-Amp
Gambar 19.24 menunjukkan versi
lain dari pengatur tegangan shunt menggunakan op-amp sebagai pembanding
tegangan. Tegangan Zener dibandingkan dengan tegangan umpan balik yang
diperoleh dari pembagi tegangan R1 dan R2 untuk menyediakan arus drive kontrol
ke elemen shunt Q1. Arus melalui resistor RS dengan demikian dikendalikan untuk
menjatuhkan tegangan melintasi RS sehingga tegangan output dipertahankan.
 |
| Gambar 19.24 Shunt Voltage Regulator Using Op-Amp |
Switching Regulation
Jenis rangkaian regulator yang
cukup populer untuk transfer daya yang efisien ke beban adalah regulator
switching. Pada dasarnya, regulator switching melewatkan tegangan ke beban
dalam pulsa, yang kemudian disaring untuk memberikan tegangan dc yang halus.
Gambar 19.25 menunjukkan komponen dasar dari pengatur tegangan tersebut.
Kompleksitas rangkaian yang ditambahkan sangat sesuai dengan peningkatan
efisiensi operasi yang diperoleh.
 |
| Gambar 19.25 Diagram Blok Voltage Regulator Tiga Terminal |
D. Prinsip Kerja Rangkaian[KEMBALI]
Dua jenis regulator tegangan
transistor adalah regulator tegangan seri dan regulator tegangan shunt.
Setiap jenis sirkuit dapat memberikan tegangan dc keluaran yang diatur
atau dipertahankan pada nilai yang ditetapkan bahkan jika tegangan input
bervariasi atau jika beban yang terhubung ke output berubah.
Jika tegangan output meningkat,
rangkaian komparator memberikan sinyal kontrol untuk menyebabkan elemen kontrol
seri mengurangi jumlah tegangan output, dengan demikian mempertahankan tegangan
output.
Jika tegangan output berkurang, rangkaian
pembanding memberikan sinyal kontrol untuk menyebabkan elemen kontrol seri
meningkatkan jumlah tegangan output.
E. Gambar Rangkaian[KEMBALI]
 |
| Series Regulator Circuit |
 |
| Improved Series Rgulator Circuit |
 |
| Op-Amp Series Regulator Circuit |
 |
| Current Limiting Circuit |
 |
| Foldback Limiting |
 |
| Improved Shunt Regulator |
 |
| Shunt Voltage Regulator Using Op-Amp |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar