perancangan dan implementasi konverter dc-dc...
Post on 11-Mar-2019
256 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
1
Abstrak— Konverter DC – DC merupakan
peralatan yang menghasilkan tegangan atau arus DC yang
berasal dari suatu sumber DC lain. Peralatan ini berfungsi
untuk menaikkan dan menurunkan tegangan atau arus
DC. Salah satu jenis konverter DC – DC adalah konverter
boost. Konverter ini mampu menyediakan tegangan
output yang lebih tinggi dibandingkan dengan tegangan
sumber atau inputnya. Pada tugas akhir ini dilakukan
perancangan dan implementasi konverter DC-DC single-
input multiple-output berbasis coupled inductor. Input-nya
memiliki satu masukan dengan level tegangan yang
rendah. Sedangkan output-nya memiliki jumlah lebih dari
satu. Untuk tugas akhir ini, output-nya telah ditentukan
berjumlah dua. Level tegangan keluaran merupakan
tegangan menengah dan tegangan tinggi. Topologi
menggunakan satu saklar sehingga lebih sederhana
dibandingkan dengan yang pernah dibuat. Coupled
inductor di sini dapat membantu dalam meningkatkan
level tegangan dengan rasio konversi yang tinggi.
Kata Kunci- konverter boost, coupled inductor, konverter
DC-DC single-input multiple-output, rasio
konversi
I. PENDAHULUAN
nergi fosil merupakan energi yang tidak terbarukan.
Semakin lama energi ini akan habis karena dibutuhkan
proses yang lama untuk terbentuknya kembali energi
fosil tersebut. Selain itu, hasil pembakaran energi ini dapat
mencemari udara di lingkungan sekitar kita. Maka dari itu,
para ilmuan telah berlomba-lomba untuk menciptakan suatu
sumber energi yang terbarukan atau clean energy.
Seiring dengan berkembangnya pembangkit yang
menggunakan energi terbarukan maka hal tersebut juga
berdampak kepada perkembangan konverter. Konverter biasa
digunakan pada pembangkit dengan energi terbarukan untuk
menaikan atau menurunkan tegangan seperti yang diinginkan.
Banyak sekali penelitian yang telah dilakukan pada konverter
ini. Salah satu tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi
baik dari segi biaya pembuatan dan daya yang dihasilkan.
Konverter DC-DC merupakan peralatan yang
menghasilkan tegangan atau arus DC yang berasal dari sumber
DC [1]. Peralatan ini bisa berfungsi untuk menaikkan atau
menurunkan tegangan dan arus DC.
Pada umumnya, variasi single-input single-output DC-
DC converter dengan peningkatan tegangan sebelumnya telah
ada yang membuat. Alat ini menggunakan sistem kontrol yang
lebih rumit dan harga yang mahal.
Konverter dc-dc yang pernah dibuat oleh Patra memiliki
lebih dari 3 saklar untuk satu keluaran [2]. Topologi ini
mampu mentranfer daya dengan tegangan rendah dan
beroperasi secara hard-switching. Nami juga membuat dc-dc
multi-output boost converter yang dapat membagi total
keluaran daya tiap level tegangannya [3]. Tetapi alat ini
menggunakan lebih dari dua saklar untuk satu keluaran dan
skema kontrol yang sangat rumit. Chen membuat multiple-
output dc-dc converter dengan pembagian ZCS (zero-current-
switcing) [4]. Konverter ini menggukan soft-switching yang
dapat mengurangi rugi-rugi dari saklar. Topologi yang
digunakan adalah three full-bridge converter. Topologi ini
sangatlah rumit sehingga untuk mendapatkan efisiensi yang
tinggi sangat sulit dan biaya pembuatan yang dibutuhkan juga
mahal.
Dari itu semua, konverter DC-DC SIMO diharapkan
dapat meningkatkan variasi tegangan sesuai kebutuhan,
efisiensi tinggi dan mengurangi biaya pembuatan konverter
tersebut dikarenakan konverter ini memiliki topologi yang
sederhana [5]. Dari jenis-jenis konverter yang telah disebutkan
diatas, sebagian besar konverter tersebut menggunakan lebih
dari satu saklar. Tetapi untuk konverter DC-DC SIMO hanya
menggunakan satu saklar. Topologi yang digunakan pada
konverter ini berbasis coupled inductor. Coupled inductor ini
membantu dalam meningkatkan tegangan ke rasio konversi
yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan konverter yang
pernah dibuat sebelumnnya.
II. DESAIN DAN ANALISIS KONVERTER
A. Konfigurasi Sistem
Pada gambar 1 menunjukkan blok diagram keseluruhan
dari Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis
Coupled Inductor. Block diagram tersebut terdiri dari sumber
DC 12 volt, Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output,
beban DC tegangan tinggi (66 volt), beban DC tegangan
menengah (32 volt), driver mosfet dan PWM. Konverter ini
bekerja pada frekuensi 50 kHz dengan duty cycle 0,64. Blok
diagram ini bekerja sama sesuai dengan fungsinya masing-
masing supaya konverter ini dapat berkerja dengan baik dan
memiliki tegangan keluaran yang diinginkan. Keluaran dari
konverter ini dapat dimanfaatkan untuk mensuplai beban DC
pada umunya. Salah satu contohnya keluaran tegangan tinggi
digunakan untuk menyuplai DC-AC inverter. Keluaran
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
KONVERTER DC-DC SINGLE-INPUT MULTIPLE-
OUTPUT BERBASIS COUPLED INDUCTOR Sugma Wily Supala, Dedet Candra Riawan, ST., M.Eng., Ph.D dan Prof. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng.,Ph.D
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: dedet@ee.its.ac.id; ashari@ee.its.ac.id
E
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
2
tegangan menengah digunakan untuk menyuplai kontrol dari
inverter tersebut atau untuk pengisian muatan pada baterai.
Gambar 1. Blok diagram rangkaian konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
B. Pemodelan Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor
Topologi konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor ditunjukkan pada gambar 2.
Dari gambar 2 dapat diketahui bahwa konverter DC-DC
Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor terdiri
dari 5 bagian, yaitu rangkaian sisi tegangan rendah, clamped
circuit, rangkaian sisi tegangan menengah, rangkaian
tambahan, dan rangkaian sisi tegangan tinggi.
Gambar 2. Rangkaian Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output
berbasis Coupled Inductor
Sebelum membahas tentang strategi pensaklaran pada
konverter ini, ada satu hal yang perlu diketahui terlebih dahulu
yaitu polaritas pada masing-masing komponen. Dengan
mengetahui polaritas pada masing-masing komponen tersebut
maka dapat diketahui pula arah arus dari rangkaian konverter
ini. Rangkaian ekuivalen dari konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor dapat dilihat pada
gambar 3. Coupled inductor pada gambar 3 dapat dimodelkan
menjadi sebuah trafo ideal yang terdiri dari induktor
magnetisasi Lmp dan induktor bocor Lkp.
Gambar 3. Rangkaian Ekuivalen dari Konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Perbandingan belitan (N) dan koefisien kopling (k) dari
trafo ideal dapat didefinisikan sebagai berikut :
(1)
Dimana :
N1 = Belitan Primer
N2 = Belitan Sekunder
( )
(2)
Dimana :
k = koefisien kopling
Lmp = induktor magnetisasi
Lkp = induktor bocor
C. Mode Operasi Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output
berbasis Coupled Inductor memiliki 6 mode operasi. Dari
mode operasi tersebut dapat digambarkan suatu grafik sinyal
tegangan dan arus dari beberapa komponen pada konverter
tersebut ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Karakteristik Bentuk Gelombang dari Konverter DC-DC Single-
Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
1. Mode operasi 1 (t0-t1)
Pada mode ini, saklar utama (S1) pada kondisi tertutup.
Arus mengalir melewati coupled inductor. Arus yang
melewati bagian primer akan menginduksi bagian
sekundernya maka dioda D3 pada kondisi tertutup. Arus ILs
pada bagian sekunder dari coupled inductor akan mengisi
kapasitor C2. Dioda D4 pada kondisi terbuka. Mode ini selesai,
ketika induktor tambahan Laux telah melepaskan semua energi
yang tersimpan sehingga dioda D2 akan menjadi terbuka.
2. Mode operasi 2 (t1-t2)
Pada waktu t = t1, saklar utama tetap pada kondisi
tertutup. Karena bagian primer Lp dari coupled inductor
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
3
berhubungan dengan sumber maka arus magnetisasi iLmp akan
mengalami peningkatan. Pada waktu yang bersamaan, bagian
primer dari coupled inductor menginduksi bagian sekunder
dari coupled inductor. Bagian sekunder VLs dari coupled
inductor mengisi kapasitor C2 melewati dioda D3
3. Mode operasi 3 (t2-t3)
Pada waktu t = t2, saklar utama S1 pada kondisi
terbuka. Ketika bagian primer coupled inductor teraliri arus
maka pada bagian sekunder dari coupled inductor juga
mengalirkan arus melalui dioda D3 ke kapasitor C2. Dioda D1
mengalirkan arus melalui bagian primer pada coupled inductor
ke kapasitor C1. Pada waktu yang sama, sebagian arus dari
bagian primer pada coupled inductor dialirkan ke induktor
tambahan Laux, dan dioda D2 pada kondisi tertutup. Arus Ilaux
mengalir melaui dioda D2 untuk menyuplai daya pada beban
yang ada di rangkaian tambahan. Ketika bagian sekunder dari
coupled inductor telah mengalirkan semua arus untuk mengisi
kapasitor C2 maka dioda D3 menjadi terbuka, dan mode ini
berakhir.
4. Mode operasi 4 (t3-t4)
Pada waktu t = t3, saklar utama S1 telah berkondisi
terbuka. Ketika bagian primer dari coupled inductor telah
melepaskan arus bocor iLkp, arus sekunder iLs menginduksi
bagian primer dari coupled inductor melalui trafo ideal
tersebut sehingga menimbulkan arah arus yang berkebalikan.
Arus sekunder ILs mengalir melewati dioda D4 menuju
rangkaian sisi tegangan tinggi. Pada waktu yang sama,
sebagian energi dari bagian primer induktor bocor Lkp
disalurkan ke induktor tambahan Laux, dan dioda D2
mengalirkan arus. Arus ILaux melewati dioda D2 untuk
menyuplai daya pada beban di rangkaian tambahan
5. Mode operasi 5 (t4-t5)
` Pada waktu t = t4, saklar utama telah berkondisi terbuka
dioda clamped D1 berkondisi terbuka karena arus bocor dari
sisi primer ILkp sama dengan arus pada induktor tambahan Laux
yang terhubung seri dengan suplai pada beban pada rangkaian
tambahan melalui dioda D2. Pada waktu yang sama, daya
input, belitan sekunder dari coupled inductor Tr, kapasitor
clamped C1 dan kapasitor tegangan menengah C2 berhubungan
secara seri untuk melepaskan energi pada rangkaian sisi
tegangan tinggi melalui dioda D4.
6. Mode operasi 6 (t5-t6)
Pada waktu t = t5, mode ini dimulai ketika saklar utama
S1 mendapatkan trigger pada bagian gate dan source-nya
sehingga saklar berkondisi tertutup. Arus induktor tambahan
ILaux membutuhkan waktu untuk melepaskan semua energi
yang tersimpan sehingga dioda D2 tetap pada kondisi
mengalirkan arus. Pada mode ini, daya masukan, kapasitor
clamped C1, belitan sekunder dari coupled inductor Tr, dan
kapasitor tegangan menengah C2 terhubung secara seri untuk
mengalirkan energi atau arus ke rangkaian sisi tegangan tinggi
melalui dioda D4. Ketika arus sekunder iLs bernilai nol, mode
ini berakhir. Selanjutnya mode operasi ini dimulai kembali
pada mode operasi 1.
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output
berbasis Coupled Inductor memiliki persamaan rasio
kenaikan tegangan. Persamaan tersebut didapatkan dengan
menggunakan teori voltage second balance [6]. Persamaan 4
menunjukkan persamaan rasio kenaikan tegangan untuk
keluaran 1. Besar nilai dari tegangan keluaran 1 dipengaruhi
oleh waktu discharge yang disimbolkan dx dari induktor
tambahan Laux. Besar nilai dx ditunjukkan pada persamaan 3
berikut ini.
( ) √( ) ( )
(3)
( ) √( ) ( ) (4)
Rasio kenaikan tegangan pada keluaran 2 ditunjukan
pada persamaan 5 berikut ini.
(5)
III. PENENTUAN PARAMETER DESAIN KONVERTER
Melalui persamaan 5 didapatkan kurva kenaikan
tegangan seperti pada gambar 5. Dari kurva tersebut dapat
ditentukan rasio kenaikan tegangan yang diinginkan.
Gambar 5. Kurva Kenaikan Tegangan GVH Konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Pada tugas akhir ini telah ditentukan besarnya tegangan
keluaran dengan perbandingan lilitan coupled inductor
bernilai N = 1 dan duty cyle bernilai d1 = 0,64. Sehingga
dengan nilai tersebut bila dimasukkan ke dalam persamaan 5
didapatkan GVH sebesar 5,56. Dengan nilai rasio tegangan
tersebut didapatkan tegangan keluaran 2 sebesar 66,72 Volt.
Gambar 6. Kurva Kenaikan Tegangan GVL Konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Melalui persamaan 4 didapat kurva kenaikan tegangan
GVL seperti pada gambar 6. Pada tugas akhir ini telah
ditentukan besarnya tegangan keluaran dengan nilai induktansi
dari Laux sebesar Laux 5,1 , beban R01 75 Ω dan periode
pensaklaran 20 10-6
dan duty cyle bernilai d1 = 0,64.
0
20
40
60
80
100
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
GV
H
N = 1
N = 2
N = 3
N = 4
N = 5
N = 6Duty Cycle
0
2
4
6
8
10
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
GV
L
Laux = 1
Laux = 2
Laux = 3
Laux = 4
Laux = 5
Laux = 6
Laux = 7
Duty Cycle
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
4
Sehingga dengan nilai tersebut didapatkan GVL sebesar 2,64.
Dengan nilai GVL tersebut didapatkan nilai tegangan keluaran
1 yang diinginkan sebesar 31,8 Volt.
Konverter ini memiliki 2 buah daya keluaran. Keluaran
V01 menggunakan beban 75 Ω. Daya keluaran P01 dapat
dihitung melalui persamaan sehingga
didapatkan besar daya keluaran P01 sebesar 13,5 Watt.
Keluaran V02 menggunakan beban 700 Ω. Daya keluaran P02
dapat dihitung melalui persamaan sehingga
didapatkan besar daya keluaran P02 sebesar 6,4 Watt. Daya
keluaran yang diinginkan bisa diubah sesuai dengan desain
yang kita inginkan.
Dari beberapa persamaan yang didapatkan melalui
analisa dari sistem konverter tersebut. Pada akhirnya dapat
ditentukan parameter pada tabel 1.
Tabel 1. Parameter Komponen Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor
Tegangan Masukan VFC = 12 Volt
Tegangan Keluaran 02 V02 = 66 Volt
Tegangan Keluaran 01 V01 = 32 Volt
Beban 02 R02 = 700 Ω
Beban 01 R01 = 75 Ω
Frekuensi Pensaklaran Fs = 50 kHz
Coupled Inductor Lp = 925 µH
Ls = 925 µH
Saklar S1 = IRF540N
Dioda D1,D2,D3,D4 = BYC10-600
Induktor Tambahan Laux = 5,1 µH
Kapasitor C1 = 2 µH
C2 = 1 µH
C01 = 33 µH
C02 = 2,2 µH
IV. SIMULASI KONVERTER
Simulasi Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor ditunjukkan pada gambar 7.
Gambar 7. Rangkaian Simulasi Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor
Rangkaian konverter ini dilakukan dengan parameter
sebagai berikut: duty cycle 64%, tegangan masukan 12 V,
beban R01 75 Ω, dan beban R02 700 Ω. Pada simulasi ini,
coupled inductor mempunyai koefisien kopling sebesar K =
0,96. Hasil simulasi dari rangkaian konverter DC-DC Single-
Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor ditampilkan
pada gambar 8. Pada gambar 8 terlihat bahwa hasil simulasi
telah sesuai dengan hasil analisa pada teori.
Gambar 8. Hasil Simulasi Bentuk Gelombang Rangkaian Konverter DC-DC
Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Tegangan keluaran V01 dan V02 yang dihasilkan sebesar
32,08 volt dan 66,68 volt.
Selanjutnya dilakukan pengubahan duty cycle pada
simulasi. Parameter koefisien kopling dibuat sebesar 1. Hasil
simulasi dengan mengubah duty cycle dapat dilihat pada tabel
2.
Tabel 2. Hasil simulasi rangkaian Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor dengan Pengubahan Duty Cycle
DUTY
CYCLE
Perhitungan
Teori Simulasi Error
V01
Error
V02 V01 V02 V01 V02
0,1 13,2 26,67 13,3 26,3 1% 1%
0,2 14,8 30 14,9 29,6 1% 1%
0,3 16,8 34,28 17 33,9 1% 1%
0,4 19,61 40 19,7 39,8 0% 1%
0,5 23,34 48 23,6 47,7 1% 1%
0,6 28,7 60 29,1 59,8 1% 0%
0,7 37,21 80 37,8 80 2% 0%
Dari hasil simulasi tersebut terlihat bahwa simulasi
yang telah dibuat sesuai dengan analisa teori. Hal tersebut
dapat lebih jelas terlihat pada garis yang berhimpitan antara
simulasi dan teori pada gambar 8 dan gambar 9.
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
5
Gambar 8 Grafik Tegangan Keluaran V01 Terhadap Duty Cycle Rangkaian
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis
Coupled Inductor
Gambar 9 Grafik Tegangan Keluaran V02 Terhadap Duty Cycle Rangkaian
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis
Coupled Inductor
V. IMPLEMENTASI KONVERTER
Implementasi dari Konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor ditunjukkan pada
gambar 10 yang terdiri dari power supply, PWM, driver
mosfet, dan Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output
berbasis Coupled Inductor. Power supply berfungsi untuk
menyuplai daya bagi PWM dan driver mosfet.
Gambar 10. Implementasi Alat dari Rangkaian Konverter DC-DC Single-
Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Berikut hasil implementasi alat rangkaian DC-DC
Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
dengan range waktu 25µs/div ditunjukkan pada gambar 11.
Gambar 11. Gelombang hasil implementasi alat pada rangkaian Konverter
DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Pada gambar 8 terdapat kesesuaian gambar bentuk
gelombang hasil implementasi alat dengan hasil simulasi.
Parameter yang ditentukan pada implementasi alat ini adalah
duty cycle 63,92% (0,639), beban R01 75 Ω, R02 700 Ω dan
tegangan masukan sebesar 12 Volt.
Tegangan keluaran V01 dan V02 yang dihasilkan sebesar
28,7 Volt dan 62,6 Volt. Tegangan keluaran V01 dan V02
memiliki ripple peak-peak dengan nilai yang sama sebesar 8
Volt.
Hasil percobaan dari implementasi alat pada rangkaian
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis
Coupled Inductor dengan pengubahan beban dapat dilihat
pada tabel 3.
Tabel 3. Hasil implementasi alat rangkaian Konverter DC-DC Single-Input
Multiple-Output berbasis Coupled Inductor dengan pengubahan
beban
BE
BA
N
(Ω)
Vin
(V)
Iin
(A)
V01
(V)
I01
(A)
V02
(V)
I02
(V)
Pin
(W)
Pout
(W)
Effis
iensi
400 12 2,76 33,80 0,405 67,30 0,151 33,12 23,851 72%
500 12 2,30 35,10 0,436 66,60 0,118 27,60 23,162 84%
600 12 2,12 35,20 0,439 66,60 0,094 25,44 21,687 85%
700 12 1,91 34,30 0,420 65,60 0,082 22,92 19,811 86%
800 12 1,86 34,60 0,421 66,50 0,074 22,32 19,461 87%
900 12 1,77 34,00 0,415 66,50 0,061 21,24 18,193 86%
1k 12 1,73 34,20 0,403 66,60 0,055 20,76 17,446 84%
Pengujian ini dilakukan dengan mempertahankan nilai
dari tegangan masukan dan tegangan keluaran dengan dengan
cara mengubah duty cycle. Tegangan yang dijaga memiliki
toleransi sebesar ± 1 Volt. Pengujian dilakukan pada beban
R02 400 Ω sampai dengan 1000 Ω. Beban R01 bernilai tetap
pada 75 Ω. Semakin besar arus masukan untuk menyuplai
0
10
20
30
40
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Teg
angan
(V
)
Duty Cycle
Hasil
Perhitungan
Hasil Simulasi
0
20
40
60
80
100
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Teg
angan
(V
)
Duty Cycle
Hasil
Perhitungan
Hasil
Simulasi
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
6
beban konverter maka semakin tinggi rugi-rugi yang didapat
karena besar arus sebanding dengan daya (P = I2R) Gambar
grafik effisiensi dapat dilihat pada gambar 11.
Gambar 11. Grafik Effisiensi Hasil Implementasi Alat pada rangkaian
Konverter DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis
Coupled Inductor
Hasil implementasi konverter dengan mengubah duty
cycle didapatkan data pada tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Hasil Implementasi Alat Pada Rangkaian Konverter DC-DC
Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor dengan
perubahan duty cycle (D)
DUTY
CYCLE
Perhitungan
Teori Simulasi Implementasi Error
V01 V02 V01 V02 V01 V02 V01 V02
0,1 13,2 26,67 13,3 26,3 12,4 21,7 6% 19%
0,2 14,8 30 14,9 29,6 14 27,9 5% 7%
0,3 16,8 34,28 17 33,9 16,2 33,1 4% 3%
0,4 19,61 40 19,7 39,8 19 39,2 3% 2%
0,5 23,34 48 23,6 47,7 22,5 47 4% 2%
0,6 28,7 60 29,1 59,8 27,6 58,1 4% 3%
0,7 37,21 80 37,8 80 34,7 73,9 7% 8%
Pada tabel 4 terdapat error pada hasil dari implementasi
alat tersebut. Error pada implementasi alat dikarenakan adanya
rugi-rugi tiap komponen pada rangkaian konverter tersebut.
Selain itu, pengaruh dari mikrokontroller yang tidak dapat
menghasilkan sinyal kotak secara sempurna. Gambar 12 dan
13 menunjukkan grafik perbedaan nilai tegangan keluaran
dibandingkan antara hasil dari perhitungan teori, simulasi dan
implementasi alat.
Gambar 12. Grafik Tegangan Keluaran V01 dari Perhitungan, Simulasi, dan
Implementasi Terhadap Duty Cycle pada Rangkaian Konverter
DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
Gambar 13. Grafik Tegangan Keluaran V02 dari Perhitungan, Simulasi, dan
Implementasi Terhadap Duty Cycle pada Rangkaian Konverter
DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled Inductor
VI. KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan terhadap
simulasi maupun implementasi alat pada rangkaian Konverter
DC-DC Single-Input Multiple-Output berbasis Coupled
Inductor dapat disimpulkan menjadi beberapa hal sebagai
berikut.
1. Rangkaian Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor dapat menaikkan
tegangan dengan rasio konversi yang tinggi sesuai
dengan desain yang diinginkan. Hal tersebut telah
ditunjukkan pada persamaan 4 dan 5 untuk mencari
rasio konversi kenaikan tegangannya.
2. Rangkaian Konverter DC-DC Single-Input Multiple-
Output berbasis Coupled Inductor memiliki lebih dari
satu keluaran.
3. Hasil dari implementasi alat telah sesuai dengan teori
yang telah dibuat. Hal ini ditunjukkan melalui
pengujian yang telah dilakukan.
4. Implementasi alat pada rangkaian konverter ini
memiliki effisiensi tertinggi pada beban 800 Ω yaitu
sebesar 87 %
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ashari, Mochamad. “Sistem Konverter DC”. ITS Press.
2012
[2] Misra, N., Patra, A., Patra, P.. “A Single-Inductor
Multiple-Output Switcher With Simultaneous Buck,
Boost And Inverted Outputs”, IEEE Trans. Power
Electron. 2012
[3] Nami, A, dkk. “Multiple-Output DC-DC Converters
Based On Diode-Clamped Converters Configuration;
Topology and Control Stratedy”. IET Power Electron.
2010
[4] Chen Y., dkk.“The Multiple-Output DC-DC Converter
With Shared ZCS Lagging Leg.” IEEE Trans. Power
Electron.2004
[5] Jheng, Kun-Huai dan Wai, Rong-Jong.”High-Efficiency
Single-Input Multiple-Output DC-DC Converter”.IEEE
Transactions on Power Electronics. 2013
[6] N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, Power
Electronics: Converters, Applications, and Design. New
York: Wiley, 1995.
50%
60%
70%
80%
90%
100%
15 20 25
Eff
isie
nsi
Daya Keluaran (Watt)
0
10
20
30
40
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Teg
angan
(v)
Duty cycle
PERHITUNGAN
SIMULASI
IMPLEMENTASI
0
20
40
60
80
100
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Teg
angan
(v)
Duty cycle
PERHITUNGAN
SIMULASI
IMPLEMENTASI
Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014
7
[7] L. H. Dixon, "Design Coupled Inductor," Texas
Instrument. 2001
[8] L.Schuch,C.Rech,H.L.Hey,H.A.Grundling, H. Pinheiro,
and J. R. Pinheiro, “Analysis and design of a new high-
efficiency bidirectional integrated ZVT PWM converter
for DC-bus and battery-bank interface,”
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Sugma Wily
Supala. Ia lahir pada tanggal 3 Juli
1991 di kota Jember. Ia dibesarkan di
kota kelahirannya di Jember, sampai
akhirnya meneruskan studinya di kota
Surabaya. Ia menempuh sekolah dasar
di SDN Jember Lor I. Setelah 6 tahun,
ia melanjutkan sekolah di SMPN 3
Jember. Sampai akhirnya lulus, ia
meneruskan sekolahnya di SMAN 1
Jember. Dengan izin dan berbagai
pertimbangan yang ada, ia merantau ke Surabaya dan memilih
Institut Teknologi Sepuluh Nopember sebagai tempat untuk
mengembangkan dirinya. Penulis berasal dari jurusan Teknik
Elektro ITS. Ia memiliki prinsip bahwa “Tidak Ada Kata
Menyerah dalam Hidupnya”.
top related