Inverter (1 fasa) Modified Line 300 Watt’

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

                   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 .