Abstrak : paper ini membahas
tentang ‘Inverter (1 fasa) Modified Line
300 Watt’ dengan PWM dan Pushpull. Penelitian lebih difokuskan pada model
dinamis dan performa system. Metode yang digunakan adalah metode rangkaian dan dilanjutkan
dengan analisis rangkaian.
Kata Kunci : inverter, PWM,
pushpull.
1 1. Pendahuluan
Inverter adalah sebagai pembalik,
yaitu membalik tegangan DC menjadi AC. Pada motor listrik, biasanya inverter
digunakan untuk mengatur kecepatan putaran motor. Untuk mengaturnya dengan menggeser
fasa pada input motor. Untuk menggeser fasa, pada rangkaian inverter
menggunakan transistor yang inputnya DC, kemudian transistor tersebut dapat menghasilkan
sinyal AC dengan periode tertentu. Inverter juga mengkonversi DC dari perangkat
seperti batere, panel
surya / solar cell menjadi AC.
Inverter sendiri ada 2 macam, yaitu high frequency & low
frequency, high frequency jauh lebih ringan dari low frequency. Inverter high
frequensi memiliki efisiensi diatas 90%, sedangkan yang low memiliki efisiensi
80% saja. Yang biasa dipakai di mobil adalah high frequency (karena ringan).
Sedangkan
jenis gelombang yang dihasilkan inverter ada 3 jenis, pemilihan dari ketiga jenis
gelombang ini sangat penting dalam menentukan jenis inverter dalam memenuhi kebutuhannya.
Ketiga jenis gelombang itu adalah :
·
Square wave (gelombang kotak)
Sesuai dengan namanya gelombang yang dihasilkan berupa
kotak-kotak. Saat ini sudah jarang ditemukan karena banyak perlengkapan elektronik
tidak dapat bekerja pada jenis gelombang ini.
·
Modified Sine Wave
Ini adalah jenis gelombang pilihan mayoritas masyarakat, produk dengan gelombang
ini lebih ekonomis dan range penggunaan fleksibel, peralatan rumah tangga,
working tools, komputer dan masih banyak lagi. Namun gelombang ini tidak cocok bila
digunakan pada alat-alat dengan presisi gelombang sangat tinggi, seperti laser
printer dan alat-alat kedokteran.Untuk penggunaan sehari-hari, kami anjurkan menggunakan
Inverter bergelombang modified Sine Wave ini.
·
True Sine Wave
Ini adalah jenis gelombang terbaik output power inverter. True Sine Wave
setara bahkan lebih baik dari kualitas gelombang listrik rumahan. True sine wave inverter diperlukan terutama
untuk beban-beban yang masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar
dan tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka true
sine wave inverter adalah
yang paling mahal diantara yang lainnya karena dialah yang paling mendekati bentuk
gelombang asli dari jaringan listrik PLN.
Penggunaan
inverter dari dalam Pembangkit
Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk perangkat yang menggunakan AC
(Alternating Current). Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan inverter:
·
Kapasitas
beban dalam Watt, usahakan memilih inverter
yang beban kerjanya mendekati dengan
beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal
·
Input
DC 12 Volt atau 24 Volt
·
Sine
wave ataupun square wave outuput AC
Rugi-rugi
/ loss yang terjadi pada inverter
biasanya berupa dissipasi daya dalam bentuk panas. Effisiensi tertinggi dipegang
oleh grid tie inverter yang diclaim bias mencapai 95-97% bila beban outputnya
hamper mendekati rated bebannya. Sedangkan pada umumnya effisiensi
inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya. Bila beban
outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya
semakin besar, demikian pula sebaliknya. Modified sine wave inverter
ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya
akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter.
Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih
besar dari yang seharusnya.
22.LandasanTeori
a.
PWM
PWM
merupakan suatu teknik dalam mengatur kerja
suatu peralatan yang memerlukan arus pull in yang besar dan untuk menghindari
disipasi daya yang berlebihan dari peralatan yang akan dikontrol. PWM
merupakan suatu metoda untuk mengatur kecepatan perputaran motor dengan cara mengatur
prosentase lebar pulsa high terhadap perioda dari suatu sinyal persegi dalam bentuk
tegangan periodik yang diberikanke motor sebagai sumber daya. Semakin besar perbandingan
lama sinyal high dengan perioda sinyal maka semakin cepat motor berputar.
Sinyal
PWM dapat dibangun dengan banyak cara, dapat menggunakan metode analog
menggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Dengan metode
analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode
digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu sendiri.
Misalkan PWM digital 8 bit berarti PWM tersebut memiliki resolusi 2 pangkat 8 =
256, maksudnya nilai keluaran PWM ini memiliki 256 variasi, variasinya mulai dari
0 – 255 yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.
Lebar pulsa PWM dinyatakan dalam Duty Cycle. Misalnya Duty Cycle 10% berarti lebar pulsa adalah
1/10 bagian dari satu periode penuh. Semakin kecil pulsa PWM maka tegangan ekivalen
liniernya makin kecil. Gambaran singkat teknik PWM yang sering diterapkan untuk
pengendali motor DC.
b.
PUSHPULL
Keluaran push–pull atau tarik–ulur
adalah sebuah sirkuit elektronik
yang dapat menggerakkan baik arus positif ataupun
negatif kepada
beban. Keluaran push–pull adalah standar untuk logika digital
TTL dan
CMOS
serta
beberapa jenis penguat, dan biasanya terbuat dari pasangan transistor
komplementer,
salah satu membenamkan arus dari beban ke catu negatif, sedangkan yang lainnya menyuplai
arus dari catu positif ke beban. Karena biasanya skema sirkuit digambar
vertical dengan dua transistor yang ditumpuk, sirkuit ini sering juga di namai keluaran
tiang totem (totem pole). Tabung
termionik tidak tersedia dalam tipe komplementer (seperti
transistor PNP dan NPN) sehingga penguat push–pull tabung dibuat dengan menggunakan
dua tabung identik yang digerakkan dalam anti fasa,
tabung tersebut menggerakkan arus di antaradua lilitan primer transformator
yang bersadapan tengah.
c.
INVERTER MODIFIED SINE
Modified sine wave inverter merupakan
kombinasi antara square wave dan sine wave. Bentuk gelombangnya bila dilihat
melalui oscilloscope berbentuk sinus dengan ada garis putus-putus di antara sumbu
y=0 dan grafik sinusnya. Perangkat yang menggunakan kumparan masih bias beroperasi
dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal.
Modified sine wave aman untuk peralatan listrik, dan
dikarenakan gelombang modified sine wave hanya bias untuk peralatan seperti komputer,
TV, lampu, blender, tapi tidak bias untuk beban induktif seperti pompa air, air
conditioner dan kulkas. Gelombang inverter
modified sine wave ini aman untuk peralatan listrik tetapi jika untuk beban induktif
seperti pompa air, kulkas dan air conditioner maka membutuhkan tarikan awal sebesar
7x walaupun jika pada listrik PLN hanya membutuhkan tarikan awal 2x saja.
3. Simulasi/Perancangan
Gambar Rangkaian
Tampak Atas
1 4. Metode
Rangkaian inverter modified sine ini
berfungsi untuk mengubah tegangan input yang semula DC (direct current) menjadi
AC (alternative current). Yaitu input sebesar
12 volt DC masuk ke PWM untuk mendapatkan gelombang duty cycle . Kemudian kerangkaian
push pull untuk mendapatkan tegangan AC dengan menggunakan komponen semi
konduktor yaitu mosfet type P (IR540). Dengan gate terhubung pada output IC
CD4047 kaki nomor 10 dan 11 sebagai daya picu, dan gate source akan terhubung dengan
ground kemudian drain sebagai output yang terhubung dengan trafo (CT 3 Ampere)
12 volt dan CT terhubung ketegangan input 12 volt DC. Sedangkan untuk output
dari trafo yaitu 0 dan 220 volt yang selanjutnya dapat langsung ke Load atau beban
yang akan di pasang.
5. HasildanAnalisis
Setelah dijalankan untuk melihat
output pada osiloskop digunakan rangkaian pembagi tegangan menggunakan 3 buah
resistor yang bernilai R1=20k Ω, R2=100k Ω dan R3=100k Ω .Maka output yang dihasilkan
pada masing - masing rangkaian adalah
V1=16 v lalu V2 dan V3 =80 v sehingga output maksimal yang dikeluarkan adalah
176v.
66.
Kesimpulan
Dalam rangkaian inverter modified
sine ini dapat dipergunakan untuk pengganti listrik dari PLN dengan menggunakan
inputan DC 12v rangkaian ini. Output dari rangkaian ini adalah 220v secara
normal dan dapat langsung disambung lampu atau apapun peralatan listrik sebagai
beban output rangkaian ini .Output dari rangkaian masuk kesisi sekunder dari trafo
lalu output 220v keluar dari sisi primer trafo3A .
