Saturday, 18 November 2017 -
Home » Apa itu SMPS ?
Keranjang Belanja Anda
Jumlah Barang : pcs
Jumlah Nama Barang Total
0 Rp 0,00
keranjang anda kosong

* Klik tombol di bawah ini untuk menyelesaikan pemesanan.

Catu daya konvensional vs SMPS

Catu daya konvensional

Sebuah catu daya DC sederhana dirangkai dengan menurunkan tegangan AC, 50-60 Hz melalui transformator, disearahkan (rectifiying) oleh dioda menjadi denyut/pulsa tegangan. Dan ditapis oleh kapasitor hingga didapat gelombang yang halus minim riak gelombang.

Untuk beban arus kecil catu daya dapat bekerja dengan baik dan efisien, tapi ketika mencatu beban berat, tegangan keluaran akan naik turun bergelombang. Agar halus kembali tegangan perlu distabilkan dengan rangkaian linear. Proses ini menimbulkan panas pada transistor regulator (ini berarti sebuah kerugian daya). Bersama rugi-rugi pada kawat tembaga dan inti kern trafo, total rugi daya catu daya linear ini menyebabkan hanya mempunyai daya berguna dalam kisaran 30%-40% saja, selebihnya 60%-70% dibuang dalam bentuk panas.

Pada catu daya DC rating besar, membutuhkan trafo dengan ukuran besar dan bobot yang berat. Karena bekerja pada frekuensi rendah diperlukan kapasitor perata dengan kapasitas besar juga, agar tegangan keluaran tetap halus dan mengurangi drop tegangan pada beban berat. Kian besar kebutuhan amper, makin besar diameter kawat tembaga, ukuran kern trafo, serta kapasitors yang harus dipasang, dan so pasti ….makin mahal harganya. Masalahnya tinggi-rendahnya harga tidak selalu menjamin kualitas. Kinerja catu daya konvesnaional hanya baik bila beban sesuai dengan kapasitasnya dan sifatnya tetap (beban statis). Untuk mencatu beban dinamis (power amplifier misalnya), padanya masih ada drop tegangan, yang makin besar seiring dengan beratnya beban.

Catu daya SMPS/PWM

Catu daya lebih modern, SMPS (Switch Mode Power Supply) atau sering disebut sistem PWM (Pulse Width Modulator), mengolah tegangan DC dengan penyearahkan AC pada tegangan jala 220 Volt. Tegangan DC volt tinggi ini kemudian disambungkan (switch) ke trafo lewat Transistor Mosfet. Di sisi sekunder tegangan diturunkan lalu disearahkan lagi, dan sebelum diberikan sebagai keluaran, dilewatkan tapis frekuensi tinggi dan kapasitor perata.

Mosfet dipekerjakan dengan teknik pensaklaran on / off (switching). Outputnya berupa deretan pulsa hidup-mati secara periodik pada frekuensi yang umumnya antara 50 khz-500 khz. Meskipun frekuensi tetap tetap, lebar pulsa (durasi) dimodulasi sedemikian rupa, hingga didapat tegangan sesuai yang dikehendaki. Durasi ini selain sebagai penentu besarnya tegangan keluaran,  juga digunakan sebagai sirkit penstabil tegangan, melalui rangkaian umpan baliknya.

 

Teknik pensaklaran frekuensi tinggi mempunyai keuntungan dan kelebihan : 

(1) Mosfet dikemudikan pada dua keadaan mati dan hidup sepenuhnya, sehingga tegangan drop padanya sangat minim, suhu transistor jadi dingin, demikian juga dengan komponen lainnya.

(2) Memerlukan trafo dengan dimensi dan bobot yang jauh lebih kecil dibanding trafo konvensional. Bahannya mnggunakan bubuk besi padat (ferrite).

(3) Nilai kapasitas kapasitor perata kecil (ratusan micro Farad saja).

(4) Kesemuanya (1,2,3) membuat efisiensi jadi tinggi. Sirkit smps yang sederhanapun efisiensi 80% adalah hal yang mudah dicapai. (5) Tegangan keluaran bisa diset pada voltase berapapun tanpa menimbulkan perbedaan dimensi unit yang berarti. Dengan disain yang baik, drop tegangan output akibat variasi arus beban sangat kecil, selain itu, stabilisasi tegangan berlangsung lebih singkat.

Contoh sederhana dari smps adalah power supply televisi, charger laptop, charger hand phone yg semakin hari semakin kecil dan ringan, dan masih banyak aplikasi lainnya. Kelak semua peralatan elektronik akan menggunakan smps sebagai catu dayanya.

 

Perbandingan Catu Daya Konvensional versus SMPS.

1. Dimensi dan bobot.

Catu daya kuno terutama yang berdaya besar selalu mempunyai dimensi besar dan bobot yang berat (kapasitas menentukan dimensi dan beratnya), frekuensi kerjanya sama dengan jala-jala listrik 50-60 Hz. Sedangkan SMPS menggunakan frekuensi kerja jauh lebih tinggi pada 50 kHz- 500 kHz. Makin tinggi frekuensi berarti makin efisien kerjanya, sehingga membutuhkan trafo daya yang berukuran lebih kecil, ringan bobotnya. Dengan demikian ukuran peralatan yang menggunakan SMPS sebagai sumber dayanya pasti ukurannya lebih kompak.

2. Efisiensi, Tegangan dan Arus keluaran.

Tegangan keluaran catu konvensional tergantung pada tap pada trafo daya. Untuk tipe yang tak ter-regulasi, tegangan keluaran bervariasi tergantung pada beban arusnya. Sedangkan yang tergulasi, prosesnya menyebabkan disipasi daya transistor (berupa panas) hingga menurunkan daya guna, demikian juga rugi-rugi inti konduktor dan inti besi kern sangat besar, yang akhirnya semua itu bisa menghasilkan efisiensi hanya 30-40% saja.

Pada SMPS tegangan dengan mudah diset pada voltase berapapun dan pada arus berapapun sesuai dengan kapasitas terpasang tanpa banyak berpengaruh pada dimensi dan beratnya. Pada teknik pensaklaran SMPS, regulasi didapat hanya dengan mengatur lebar pulsa, dan karena transistor bekerja secara mati sepenuhnya atau hidup sepenuhnya, panas (dan rugi daya) yang timbul sangat minim. Kerugian yang ditimbulkan oleh kapasitor hanya tergantung pada esr (equivalen series resistans), sehingga nilainya relatif kecil. Rugi dari inti ferrit, inti konduktor dan drop tegangan dioda perata. Semua yang disebut itu adalah kontributor kerugian utama, namun dengan semua kerugian itu bisa menghasilkan efisiensi tipikal 60-80%. Dengan memperbaiki disain sirkit, kerugian masih dapat diminimalkan, hingga efisiensi 95% bukan hal yang mustahil tercapai.

3. Kompleksitas.

Hanya dengan trafo, dioda penyearah serta kapasitor perata, sudah bisa membangun catu DC tak teregulasi. Dan hanya dengan menambahkan satu IC + transistor dan kapasitor filter sudah terangkai catu stabil. Namun kesederhanaannya juga sebanding dengan performanya.   Sedangkan pada SMPS selain komponen tadi, diperlukan lebih banyak komponen, dan bertipe khusus. Induktor filter, NTC dan sebagainya yang semuanya dirangkai lebih komplek.  Namun bagusnya, kompleksitas juga sebanding dengan performanya, tapi belum tentu harganya, (Rating catu daya SMSP kapasitas besar bisa lebih murah dibanding catu konvensional dengan daya setara, namun performanya bisa jauh diatasnya).

4. Interferensi radio.

Frekuensi radio liar bisa muncul pada akibat penyearahan dioda pada beban berat. Rentang frekuensinya dari 50-60 Hz beserta harmoniknya bisa mencapai kanal tengah frekuensi audio, bisa dihilangkan dengan filter dengan LC/RC sederhana pada jalur keluaran. Sedangkan teknik pensaklaran SMPS menimbulkan frekuensi radio diatas bentang pendengaran yang bisa diatasi dengan filter radio pada jalur masuk dan keluaran unit, dan masih bisa dikurangi bila tata letak komponen tersusun baik.

* klik gambar produk

Facebook

KLIK DISINI