SUMMARY

DC – DC CONVERTER LM 78XX , LM2576 DAN APLIKASINYA

PADA RANGKAIAN ELEKTRONIKA

Dosen Pembimbing : M. Zaenal Efendi

Disusun Oleh :

Ulil Amrie Za

1310137008

D4 PJJ ELIN BANJARMASIN

POLITEKNIK ELEKRONIKA NEGERI SURABAYA

2013

PENGERTIAN DC TO DC CONVERTER

DC-to-DC converter is an electronic circuit which converts asource of direct current (DC) from one voltage level toanother. It is a class of power converter. ( Wikipedia.org )

Dc to Dc converter adalah sirkuit elektronik yang menubahtegangan sumber DC menjadi tegangan DC yang memiliki leveltegangan yang berbeda.

DC ke DC Konverter merupakan perangkat yang penting pada masakini terutama untuk perangkat elektronik portabel sepertitelepon seluler dan komputer laptop, yang terisi daya daribaterai. Perangkat elektronik seperti ini memiliki beberapasub-sirkuit, masing-masing dengan tingkat kebutuhan tegangansendiri berbeda dari yang disediakan oleh baterai atau suplaieksternal. Komponen elektronika memiliki spesfikasi kebutuhantegangan power yang berbeda beda, oleh karena itu peran DC –DC konverter sangat dibutuhkan, tentu saja dengan output yangstabil dan besar tegangan yang sesuai dengan spesifikasi.

Dalam makalah ini penyusun ingin berbagi tentang beberapa ICkomponen regulator, yang paling sering digunakan yaitu seri ICLM 78XX, beberapa serinya yaitu 7805 untuk output 5 Volt, 7812untuk Output 12 Volt dll. Namun pada IC seri 78xx masihmemiliki batasan arus yang kurang besar, namun cukup untukkebutuhan dengan arus dibawah 1 A. Sedangkan untuk arus yangbesar bisa menggunakan IC LM2576 , fungsinya sama sepertiLM78xx namun mampu mensupplay arus yang lebih besar yaitumampu hingga 3 Ampere.

IC regulator 78xx IC  78xx (kadang-kadang L78xx, LM78xx, MC78xx) adalah IC yangsangat familier digunakan banyak orang yang bverkecimpungdalam dunia elektronik, karena IC ini populer dipasaran. 78xxumumnya digunakan dalam sirkuit elektronik yang membutuhkan

power supply yang diatur karena kemudahan penggunaan dan biayarendah. Untuk IC ini, xx diganti dengan dua digit, yangmenunjukkan output tegangan (misalnya, 7805 memiliki output 5volt, sedangkan 7812 memproduksi 12 volt). The 78xx lineregulator tegangan positif: mereka menghasilkan tegangan output positif. Sedangkan Lawannya adalah 79XX yang menghasilkanOut put negatif. 78xx dan IC 79XX dapat digunakan dalamkombinasi untuk menyediakan pasokan tegangan positif dannegatif di sirkuit yang sama.

78xx IC memiliki tiga kaki. Dari tampak depan, maka kakipertama (Kaki paling kiri  jika dilihat dari depan) adalahInput (positif untuk seri 78xx dan Negatif Untuk seri 79xx),kaki berikutnya atau kaki kedua adalah negatif atau positifuntuk seri 79xx, dan kaki ketiga sebagai outputnya. IC inimendukung tegangan input berapa saja di atas tegangan outputyang diinginkan, sampai maksimum 35 sampai 40 volt tergantungpada merek, dan biasanya outputnya 1 atau 1,5 ampere dari arus(meskipun paket yang lebih kecil atau lebih besar mungkinmemiliki Peringkat yang lebih rendah atau lebih tinggi saatini).

Gambar 1. IC Regulator 7805

KELEBIHAN IC REGULATOR 78XX

78xx seri IC tidak memerlukan komponen tambahan untuk bekerja,sumber diatur bebas, membuat mereka mudah digunakan, sertapenggunaan ekonomis dan efisiensi ruang. Regulator tegangan

lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk mengaturtingkat tegangan keluaran, atau untuk membantu dalam prosesregulasi. Beberapa desain lain (seperti power supply switched-mode) mungkin perlu keahlian teknik substansial untukmelaksanakan.

78xx seri IC memiliki built-in perlindungan terhadap sirkuitjika arus terlalu banyak. Mereka memiliki perlindunganterhadap konsleting dan panas berlebih, membuat mereka cukupkuat di sebagian besar aplikasi. Dalam beberapa kasus, fiturpembatas arus dari perangkat 78xx dapat memberikanperlindungan tidak hanya untuk 78xx itu sendiri, tetapi jugauntuk bagian lain dari sirkuit.

KEKURANGAN IC REGULATOR 78XX

Tegangan input harus selalu lebih tinggi dari tegangan outputdengan beberapa jumlah minimum (biasanya 2 volt). Hal inidapat membuat perangkat ini cocok untuk menyalakan beberapaperangkat dari beberapa jenis sumber daya (misalnya,menyalakan sebuah sirkuit yang membutuhkan 5 volt dengansumber 6-volt baterai maka tidak akan bekerja menggunakan7805).

Ketika mereka didasarkan pada regulator linier desain, arusmasukan yang dibutuhkan adalah selalu sama dengan aruskeluaran. Sebagai tegangan input harus selalu lebih tinggidari tegangan output, ini berarti bahwa daya total (tegangandikalikan dengan arus) masuk ke 78xx akan lebih dari dayakeluaran yang disediakan. Input daya tambahan hilang sebagaipanas. Ini berarti baik untuk beberapa aplikasi yang memadai,heatsink harus disediakan, dan juga bahwa (sering substansial)sebagian dari daya input terbuang selama proses, membuatmereka kurang efisien daripada beberapa jenis lainnya. Ketikategangan input secara signifikan lebih tinggi dari teganganoutput diatur (misalnya, menyalakan 7.805 menggunakan sumberdaya 24 volt), inefisiensi ini bisa menjadi masalah yangsignifikan.

Bahkan dalam paket yang lebih besar, 78xx sirkuit terpadutidak dapat memasok daya sebanyak banyak desain yangmenggunakan komponen diskrit, dan umumnya tidak pantas untukaplikasi yang memerlukan ampere tinggi .

Setiap model spesifik 78xx dirancang untuk menghasilkan hanyasatu output tegangan tetap, sehingga mereka mungkin tidakcocok untuk aplikasi yang memerlukan dikonfigurasi ataubervariasi keluaran (Untuk aplikasi tersebut, LM317 seri ICyang tersedia, yang mirip dengan IC 78xx namun dapatmenghasilkan tegangan dikonfigurasi).

IC 78XX apabila di buka maka ic tersebut adalah gabungan daribeberapa komponen dasar seperti resistor , transistor,capasitor dan dioda. Berikut ini adalah schematic diagram dariIC 78XX

Gambar 2. Skematik Diagram IC 78XX

Untuk IC Regulator ini juga memiliki beberapa kemasan dandimensi yang sesuai dengan kebutuhan. Data dan spesifikasideri IC tersebut dapat dilihat pada datasheet. Ada beberapajenis bahan yang digunakan yaitu tipe TO-3 dengan bahanAlumunium dan TO-220 dengan bahan Plastic. Untuk TO-3 bisatahan panas hingga 3000 C, sedangkan untuk TO-220 tahan hinggasuhu 2300C.

Gambar 3. Jenis Kemasan IC Regulator 78XX

KARAKTERISTIK ELEKTRIKAL IC REGULATOR

Berikut ini adalah karakteristik yang perlu dikenali sebelummenggunakan IC regulator tersebut. Dengan mengenalikarakteristik yang didapat dari datasheet maka akan memudahkandalam pembuatan rangkaian dan menghindari terjadinya errorsaat pembuatan rangkaian.

KURVA KARAKTERISTIK IC REGULATOR 78XX

Kurva rata rata maksimum Tenaga yang hilang terhadap suhu.

Kurva impedansi Output terhadap Frekuensi

Kurva karakteristik Drop Tegangan ( V Input terhadap VOutput )

Kurva karakteristik Output Arus Puncak

APLIKASI IC REGULATOR PADA POWER SUPPLY

Gambar 4. Power Supply dengan menggunakan IC 7805

Pada gambar diatas adalah salah satu contoh power supply 5Volt yang menggunakan IC regulator 7805, power supply tersebutjuga bisa digunakan untuk charging HP atau perangkatelektronik dengan kapasitas tegangan 5 volt. Pada rangkaiandiatas power supply dilengkapi dengan LED indikator padategangan output power supply, juga dilengkapi dengan kapasitoruntuk membuat tegangan keluaran lebih stabil dengan mengurangiripple.

Gambar 5. Contoh Power Supply menggunakan LM 7805 dan Heatsink

IC REGULATOR LM2576

IC LM 2576 merupakan step down Voltage Regulator yang mampumensuplai arus sampai 3 Ampere, sehingga dengan IC LM2576memiliki kehandalan yang lebih bagus daripada IC regulatoryang biasa digunakan LM78XX, namun tentu saja harga LM2576lebih mahal dan rangkaian aplikasinya lebih rumit dibandingdengan LM78XX. IC ini juga memiliki spesifikasi tegangankeluaran yang bervariasi sama seperti IC Regulator LM78XX.Yaitu memiliki variasi tegangan keluaran 3,3 V, 5V, 12V , 15Vjuga memiliki versi adjustable Voltage. Namun beda secarafisiknya dengan regulator LM78XX adalah IC ini memiliki 5Kaki, sedangkan LM7805 hanya memiliki 3 kaki. Berikut iniadalah tampilan dari IC LM2576

Gambar 6. IC LM 2576

IC ini memiliki berbagai macam variasi rangkaian yang berbedabeda untuk berbagai macam kebutuhan. Namun paling umum yangdigunakan adalah untuk tegangan output yang konstan ( FixedVoltage Output ). Berikut ini adalah gambar rangkaian untuktegangan konstan 5V.

Gambar 7. Aplikasi Penggunaan LM 2576 Untuk Output 5 V Konstan

Untuk tegangan keluaran konstan 5 V, syarat inputan yangdiperlukan adalah tegangan dengan range 7 – 40 V. Pada pin 5memiliki fungsi sebagai switch untuk on dan off. Berbedadengan IC Regulator 78XX yang sederhana, IC ini perlu tambahanbeberapa komponen seperti Dioda, Induktor, dan kapasitor.Sedangkan untuk blok diagram bagian dalam dari IC komparatorLM 2576 terdiri dari op – amp, komparator, driver, oscilatordan sensor termal untuk shutdown IC jika terjadi panas yangberlebihan.

Gambar 8. Diagram blog dari IC LM2576

KURVA KARAKTERISTIK IC REGULATOR LM2576

Berikut ini adalah kurva karakteristik dari LM2576 yangdidapat dari datasheet.

Kurva Karakterisitk Perubahan Tegangan Output TerhadapTemperature Junction.

Kurva Karakteristik Perubahan Tegangan Output Terhadap tegangan Input.

Kurva Karakteristik Dropout Voltage

Kurva Karakteristik Batas Maksimum Arus Terhadap Temperatur

Kurva Frekuensi Oscilator

Kurva Efisiensi

Bentuk Gelombang Switching pada Osciloskop.

Kurva Respon Beban Transien

Perubahan atau kestabilan tegangan cukup tinggi saat terjadiperubahan arus yang cukup signifikan, terjadi perubahantegangan namun hanya di bawah 100mV sehingga dengan perubahantersebut masih dalam batas toleransi yang bisa diterima olehperalatan yang di supplay oleh power supply yang menggunakanIC tersebut.

APLIKASI PENGGUNAAN LM2576 PADA RANGKAIAN POWER SUPPLY

Gambar 9. Penggunaan LM 2576 Pada Power Supply AdjustableVoltage Output

Untuk gambar diatas adalah penggunaan IC LM 2576 dengan modeadjustable, karena terdapat potensio untuk mengatur tegangankeluaran agar sesuai dengan tegangan konsumsi yang dibutuhkan.

ISTILAH ISTILAH

BUCK REGULATORSebuah topologi regulator switching di mana tegangan yanglebih tinggi adalahdikonversi ke tegangan yang lebih rendah. Juga dikenal sebagailangkah-downswitching regulator.

BUCK-BOOST REGULATORSebuah topologi regulator switching di mana tegangan positifdikonversi ke tegangan negatif tanpa trafo.

DUTY CYCLE (D)Rasio output yang berubah pada waktu periode osilator.

CATCH DIODE OR CURRENT STEERING DIODEDioda untuk loop kembali arus beban ketika saklar LM2576 padaposisi OFF.

EFISIENSIDaya yang nyata dikirim ke beban

CAPACITOR RIPPLE CURRENT

Nilai RMS dari yang diijinkan arus bolak maksimum padayang kapasitordapat dioperasikan secara kontinyu pada tertentu suhu.

STANDBY QUIESCENT CURRENT (ISTBY)

Arus supplay yang dibutuhkan LM 2576 ketika pada standby Mode.

SUMBER

En.wikipedia.org LM 2576 Datasheet

LM 78XX Datasheet