SMPS HB sederhana

                                     
          Apa itu SMPS Full Wave? Adalah jenis SMPS yang outputnya mengeluarkan daya dalam satu lingkaran penuh, sehingga daya yang dihasilkan akan lebih besar, karena kedua sisi gelombang mengeluarkan daya, dan penyearahnya pun menggunakan penyearah gelombang penuh (full wave)

                       SMPS HB Sebagai Power Supply

           Pernahkah anda membayangkan bisa mempunyai SMPS dengan daya yang cukup besar? Dan betapa senangnya jika semua itu bisa anda bikin sendiri, untuk keperluan sendiri atau juga bisa di jual pada orang lain yang membutuhkan.
           Mungkin secara sistem anda sudah paham, namun secara teorema mungkin hanya sedikit pengetahuan tentang SMPS tersebut, nah kali ini saya akan memberikan sedikit pengetahuan dan penjelasan tentang pembuatan sebuah unit SMPS dengan sitem HB atau yang dikenal dengan Half Bridge atau terjemahannya setengah jembatan, mengapa disebut setengah jembatan? Disebut setengah jembatan karena beban tersangga hanya sebelah tiyang, dan yang lainnya tersangga dengan bumi, atau sering di sebut Ground, bagaimana penampakannya???? lihat gambar ilustrasi berikut, sehingga anda bisa lebih mudah apa itu setengah jembatan:

              Bagaimana penjelasan dari ilustrasi ini? Perhatikan dan cermati agar tidak gagal paham. Digambar terdapat tiang jembatan....tinggi tiang jembatan ini sebagai tinggi tegangan Supply Primer Utama yang berupa tegangan DC yang tertampung dalam kapasitor penampung muatan, atau elko reservoir, tegangan ini hasil dari penyearahan tegangan AC dari sumber dan lazim nya adalah 220VAC. Besarnya tegangan pada elko dari penyearah primer adalah 220 x 1,4 = 300VDC. Karena beban terletak di tengah jembatan maka tinggi beban akan setengah dari tinggi tiang, atau tinggi beban adalah 300V di bagi 2 sama dengan 150V. Tegangan inilah yang menjadi referensi dalam membuat belitan.

              Saya tidak akan menjelaskan asas dasarnya namun hanya poin poinnya saja agar lebih sederhana untuk menganalisa , saya mengambil referensi yang mudah diingat, apa referensi tersebut, mari kita lanjutkan membaca secara teliti dan dicermati jangan sampai gagal paham.
              SMPS HB mempunyai referensi sebagai berikut :
Untuk membuat belitan kita harus tahu dan paham referensi HB yaitu Tegangan Beban adalah setengah dari tegangan sumber (lihat gb. ilustrasi) jika tegangan sumber besarnya 300V maka tegangan referensi untuk belitan adalah setengahnya yaitu 150V. SMPS HB adalah SMPS yang memiliki faktor transcient sangat rendah dibandingkan dengan SMPS jenis lainnya misalnya SMPS sistem FBT (Fly Back Transfering) sehingga tidak begitu memerlukan filter electromagnetic yang komplex. Karena sangat rendahnya transcient maka filter EMI (Electro Magnetic Interference) dan filter RFI (Radio Frequency Interference). Mungkin untuk filter tegangan spike yang masih diperlukan, itupun saat kurva daya dalam kondisi bandwidth sempit, sebab tegangan spike timbul jika kurva daya memiliki bandwidth sempit, dan tegangan spike juga sangat sempit namun sangat menohok karena runcingnya, namun hal ini dengan mudah dapat diatasi dengan cara membypass spike tersebut. Spike terjadi dalam komponen yang namanya diode, saat tegangan terbalik secara mendadak timbulah spike, Berikut ini akan saya tunjukan mengatasi spike dengan cara membypass dengan kapasitor, lihat gbr ilustrasi berikut ini :

               Rumus untuk membuat belitan banyak dijumpai artikel yang menjelaskan secara detil, namun rumus tersebut juga membutuhkan data yang detil juga, namun bagaimana jika kita tidak tahu data detilnya? ujung ujungnya tentu hitungannya tidak akurat, saya akan memberikan referensi bukan dengan rumus namun dengan berdasarkan eksperiment yang berulang untuk mendapatkan hasil yang paling optimal.
               Sering terjadi masalah saat kita membuat trafo dengan belitan yang asal asalan, apakah masalah yang timbul saat belitan dengan inti ferit serta frekwensi tidak match, masalah yang sering timbul ialah :
1. Inti ferrite cepat panas
Ada beberapa faktor inti ferrit cepat panas yang utama adalah kerena saturasi, atau jenuh, terutama jika kita main dengan DC yang tinggi dan Voltase yang tinggi pula, karena kita menggunakan intiferit dengan permeability (B) tinggi, ada sisi untung dan ruginya dengan inti ferrite dengan permeability tinggi yaitu jumlah belitan menjadi sedikit, namun kerugiannya ialah inti ferrite dengan B tinggi cepat mencapai titik saturasi, maka kita harus mencari cara dengan trik yang unik ...agar saturasi tidak terjadi begitu cepat ada beberapa langkah atau pedoman untuk membuat belitan yaitu belitan dibuat sebanyak mungkin, sehingga titik saturasi akan lebih tinggi, namun l
belitan yang terlalu banyak akan menimbulkan histerisis yang berpengaruh pada power switchingnya atau mosfetnya akan terkena imbas histerisis berakibat panas.
Lalu bagaimana agar masalah tersebut tidak timbul? Sesungguhnya ini masalah yang pelik atau njlimet karena njlimetnya sering diabaikan, betuuullll? Nah dari sinilah saya memberi kan referensi untuk membuat belitan untk trafo :
         Refrensi untuk membuat belitan trafo SMPS HB ialah dengan tegangan input 150V, mengapa 150V diatas sudah di ilustrasikan bahwa HB pada titik beban adalah setengah dari tegangan sumber, tegangan sumber disini ialah tegangan DC yang ada di elko reservoir yang besarnya sekitar 300VDC, kita langsung saja dengan praktikum membuat trafo SMPS HB, Inilah referensi untuk belitan primer HB pada 150V yaitu 1000 ohm.
         Carilah Inti ferit dengan B yang besar, lalu belit kan  50 belitan ukurlah harga induktansinya berapa mH yang terukur .... misalnya terukur 2,5mH apakah sudah layak? Harga ini kita konversikan menjadi besaran reaktansi induktif, berapa frekwensi nya jika harga XL nya 1000 ohm? Anda bisa konversikan dengan sebuah aplikasi yang nama nya electrodroid sehingga dengan cepat didapat frekwensi yang kita butuhkan....atau jika anda gemar menghitung maka anda bisa pakai rumus rektor induktif     yaitu 

Atau juga bisa dengan alat ukur Z meter, ini yang paling murah dan mudah karena bisa bikin sendiri......langkah atau cara membuat SMPS yang memiliki topology HB, kali ini akan saya ulangi posting ... agar pemula sekalipun bisa....enggak usah yg knowledge.... persiapkan bahan yg diperlukan, yaitu Ferrit bekas flybacb, kertas manila, dan kawat email ukuran 1mm secukupnya, dan persiapkan alat ukurnya untuk mengetahui impedansinya,

                Buatlah koker dengan kertas manila...lalu belitkan kawat email yg tidak dipake...ukuran bebas yg penting cukup panjang....ini saya pake kawat 0,6mm dan saya belitkan dikoker lalu pasang seperti gbr, ikat dg karet agar ferrit bisa nyambung rapat...

       Belitan saya buat sebanyak 50 belit, ukuran 0,6mm, lalu test dengan alat Z meter, eeeehhh ternyata Z meter menunjuk pada 1k ohm pada frekwensi 25khz, dan harga 1k pada 25khz adalah harga yg direkomendasikan....(jangan rumus atau referensi ini dari mana, ini hasil beberapa kali percobaan yg saya lakukan)

Skala saya besarkan biar angkanya terlihat, ini metode dengan menggunakan Zmeter

Banyaknya belitan tidak harus 50 belit seperti contoh, beda material ferritnya beda jumlah belitannya....

Ferrit saya ganti dengan yg lain....jumlah belitan masih tetap, diukur ternyata Z meter hanya menunjuk 500 ohm, berarti dengan ferit tersebut jumlah belitannya 50 belit kurang banyak, sebab belum 1k ohm...

Apa penyebab nilai Z tidak sama setelah ganti ferrite? ada beberapa penyebab namun penyebab itu akan berakibat harga permeabilitynya berubah, misalnya sambungan antara ferrite terdapat kotoran, sehingga terciptalah gap atau celah, dan celah ini yang membuat permeability berubah...semakin besar celah yang terjadi maka semakin menurun harga permeability (B) nya begitu pula sebaliknya jika celah ini semakin sempit atau rapat maka harga B akan membesar...nah perubahan celah akan berakibat perubahan B sehingga bisa kita atur celah dalam upaya mengatur besarnya permeability....jadi akan lebih memudahkan dalam menentukan besarnya permeability sebuah inti ferrite....masuk akal bukan?????

        Dan ini ferrit saya ganti dengan ferit bekas invrter, dengan belitan masih sama, setelah di test menghasilkan 2k ohm, belitan terlalu banyak, perlu dibkurangi, jadi intinya buatlah belitan primer agar didapat impedansi 1k ohm pada frekwensi 25khz, ..

         Dalam hal ini ada 2 opsi atau pilihan akan pilih yang mana....agar didapat 1k ohm atau 1000 ohm yaitu membuat celah atau mengurangi belitan, jika mengurangi belitan berdampak inti ferrit cepat jenuh jika membuat celah berarti jumlah belitan tetap, dan ruang untuk belitan akan cepat penuh, sehingga tidak bisa dengan ukuran kawat yang lebih besar jika belitannya banyak, nah dengan argumen ini mungkin akan lebih mudah yang mana?????

         Cara cepat dan mudah ialah dengan menaikan frekwensi.....sebab jika frekwensi dinaikan maka dengan belitan yang sedikit akan di peroleh harga reaktansi induktif yang tinggi, berdasarkan rumus tekniknya semakin tinggi frekwensi dengan harga L atau induktasi tetap diperoleh harga reaktansi induktif (XL)yang lebih tinggi .... Apakah cara ini ini dianjurkan????? Bisa iya bisa tidak ... alasannya semakin tinggi sistem operasi switching maka akan berdampak komplex terutama pada sirkit switchingnya, karena adanya harga kapasitas liar akan berpengaruh terhadap aliran arus frekwensi tinggi, karena pada sirkit switching lazimnya menggunakan Mosfet ataupun IGBT yang pada input gate nya memiliki harga kapasitas yang cukup besar dan sering di notasikan sebagai Ciss, dan total kapasitas yang tersambung pada Gate di sebut Total Kapasitas Gate (Qg) Ada 3 komponen C yang tersambung didalam Mosfet atau IGBT yaitu  Ciss, Crss dan Coss ....biar paham apa itu Qg saya gambarkan ilustrasinya seperti berikut ini :

        Anda bisa membukan datasheet yang berhubungan dengan komponen tersebut, semakin besar kemampuan Mosfet atau IGBT maka semakin besar pula Qg nya, halini sangat berdampak jika operasi switching dengan frekwensi tinggi....apa dampaknya?

Dampak dari Qg yaitu membuat rise time dan fall time membesar dan switching akan bersifat Resistor ... bukan lagi saklar atau switch..... timbul panas blehhhh.

     Nah jika dampaknya tahu mungkin penanggulangannya juga akan tahu, marikita lanjutkan bagaimana cara membuat SMPS HB yang sederhana namun Hebat??? seperti inikah?????

https://www.facebook.com/cahyo.pranoto.98/videos/1784972138423231/

Bisa saja jika kita semangat dan berusaha untuk bisa, sering anda sekalian minta yang pada point nya saja....skema nya mannnaaaa????? Jika sudah ada skema harga komponennya manaaaaa???? Yang penting apa????? Medang dulu sahur..

       Untuk selanjutnya kita membuat GDT .......

       

       Membuat sendiri GDT 

Seperti halnya membuat Trafo utama ... membuat GDT juga ada referensinya...yaitu dengan aturan memiliki impedansi 500 ohm pada 12V dan 1k ohm pada 24V. Ferit gdt bisa gunakan model toroid ataupun kotak memiliki referensi yang sama, namun di anjurkan jika menggunakan ferrite kotak sebaiknya yang tidak memiliki celah alias rapat. Mengapa harus rapat? Karena GDT bukan trafo daya sehingga yang di transfer hanyalah daya kecil saja kurang dari 2W sehingga tidak mengalami saturasi atau panas, namun jika reaktansi induktif terlalu besar kemungkinan bisa menimbulkan arus legging yang terlalu besar dan dapat menyebabkan oscilasi atau terjadinya resonansi, jika terjadi resonansi maka Arus Gate kemungkinan besar terjadi perubahan kendali, sehingga berakibat freerunning dan Power Switching bisa berjalan sendiri walaupun Driver dalam keadaan OFF, kemudian jika Driver ON bisa terjangkit Interferensi Frekwensi antara Frekwensi resonansi dan frekwensi dari driver, timbul BFO dan dihasilakan frekwensi intermediate atau layangan.... frekwensi mediate dapat masuk ke trafo utama sehingga pada trafo timbul suara ngiiiiiinnnggg... apakah berbahaya???? bisa iya bisa tidak....jika Frekwensi driver lebih dominan maka intermediate bisa hilang akibat beban, namun jika yang dominan dari resonansi maka frekwensi Driver tidak berguna sama sekali dan timbulah gelombang sinus pada input Gatenya....risetime membesar dan power switching akan berfungsi linier....

              1.   SMPS HB dengan Penggerak Flip-Flop

       Untuk segera bisa mempraktekan maka saya beri konsepnya dari HB SMPS yang paling sederhana dengan penggerak utama oscilator dengan sirkit Flipflop, Penasaran???? Anda bisa mencari Frekwensi yang sesuai dengan keinginan anda, namun saya anjurkan buatlah flip-flop dengan frekwensi yang rendah dahulu yaitu dari frekwensi 20Khz hingga 25Khz, dan inilah skematik sirkit dasar dengan penggerak utama flip-flop

          Kita bisa membuat SMPS HB dengan konsep dasar skema tersebut, jika anda ingin belajar menghitung, silakan hitung frekwensi flip-flop terlebih dahulu, berkisar antara 20-25Khz dengan rumus  :

                jika anda kurang jelas melihat gambarnya bisa klik rumus ini, jika anda bisa menghitung sendiri berapakah frekwensi flipflop jika R = 33k dan C = 1nF ? Sehingga jika konsep diatas kita beri nilai pada flip- flop nya tinggal dimasukan harga R antara 30k hingga 38kHz agar didapat frekwensi antara 25 hingga 20kHz....betulkan???kan?.

                Saya sudah membuatkan gambar skema nya yang lengkap anda tinggal mengklik saja link ini yang saya sudah sediakan ....jika anda detektif maka anda bisa menemukan link nya .... sedikit petak umpet...boleh ya???...iyaaaaa....

                Berhasilkah anda menemukan gambar skema tersebut??????? Awas jangan salah ada gambar yang benar lho...... Apakah link nya ngaco? coba klik gambar ini  .... wah ini baru enak...wkwkwkwwkwkw

dan mungkin link ini yang paling disukai :  

hb.flip_flop.pdf

               Pada gambar skema harga R = 33k dan harga C = 1nf maka akan diperoleh frekwensi besarnya   F = 1/ 1,3RC maka hasilnya adalah 23KHz.

                   2. SMPS HB dengan penggerak IC TL-494-N

         Mari kt melangkah lebih lanjut untuk SMPS HB yang lainnya yaitu yang menggunakan penggerakdengan IC TL494 yang harganya murah dan simpel juga, dan sistem penggerak saya tampilkan dalam bentuk modul 494 sp sehingga bentuk sirkit akan menjadi simpel, bentuk skemanya anda bisa buka skema modul sp494.

         Untuk membuat smps HB anda bisa membuatnya sendiri dengan skema konsep seperti ini , anda bisa menghitung sendiri jumlah belitan sesuai referensi yang sudah ada, ini sebuah skema konsep untuk smps HB tersebut untuk pemula, lumayan bisa untuk mengganti Power supply Amplifier yang sedang marak saat ini :

Skema diatas merupakan sebuah konsep untk menganalisa sendiri pemberian komponen untk membangunya... Bagi anda yang suka mateng nya saja bisa donloat skema lengkapnya dengan mengklik link ini, apakah gambarnya kurang jelazzz, jika anda ingin gambar yang jelas saya sertakan gambar pdf nya, silakan klik link disini 

atau disini

        Siapa yang mau berkunjung ke tempat saya