Memilih Induktor untuk Konverter DC / DC

Diposting pada

Memilih Induktor untuk Konverter DC / DC ~ Memahami dasar dan prinsip konverter mode switching untuk menentukan jenis induktor terbaik dalam penggunaannya.

Kelemahan Regulator Jenis Lama

Regulator tegangan linier jenis lama memiliki satu kelemahan utama, yaitu tegangan turun setelah melewati transistor dikalikan dengan arus beban sama dengan daya yang terbuang. Untuk mengatasi masalah itu digunakanlah konverter DC / DC.

Konverter DC / DC

Pada konverter DC / DC, transistor daya secara terus menerus bergantian dengan siklus kerja yang telah ditentukan, ditambah bagian filter, sehingga menghasilkan output yang sesuai. Dalam konfigurasi ini, transistor dalam keadaan ON, tidak mengakibatkan penurunan tegangan, atau OFF tanpa dilewati arus.

Baca Juga :  Mengenal rumus dasar dan pemahaman Induktor

Proses demikian membuat disipasi cenderung turun menjadi nol ketika beralih status / kondisi, hal ini akan menghasilkan efisiensi hingga 95%. Dibanding konverter linier yang hanya menghasilkan efisiensi 50%.

Konverter switching memiliki keuntungan besar lainnya karena secara fungsi bisa menjadi mode step-down (buck), step-up (boost) maupun invert (buck-boost).

Bagian Konverter Buck / Step Down

Memilih Induktor untuk Konverter

Konverter jenis buck secara mendasar terdiri dari:

Jika switch dan dioda ideal. VSW = 0 dan Vd = 0, menyederhanakan penjelasan kerja konverter. Ini untuk menentukan nilai induktansi yang diperlukan (L), siklus kerja yang diharapkan (D) dan efisiensioperasi, VSW dan Vd harus dianggap nn-nol, dan pengaruh terhadap konverter.

Saat switch ON, dioda akan mati dan arus kecil masuk melewatiinput ke output. Saat switch OFF, tegangan pada induktor membalikkan polaritas karena induktansinya akan menjaga arus tetap mengalir. Kondisi ini akan mengaktifkan dioda catch,hal ini menyebabkan arus menurun hingga switch ON kembalidan siklus demikian akan terulang secara terus menerus.

Arus kecil ON meningkatkan magnetisasi inti induktor, menyimpan energi dalam induktor dan dikembalikan selama siklus OFF saat arus menurun.

Memilih Induktor untuk Konverter

Bentuk gelombang arus yang mengalir melalui induktor dalam konverter buck ditunjukkan pada gambar diatas. Termasuk komponen DCdan komponen AC yang secara berkala naik dan turun. Arus DC sama dengan arus beban DC (Iload).

Dibawah kondisi soft, arus induktor pada akhir siklus sama dengan pada awal siklus.

Menghasilkan rumus:

Vout = D*Vin

Dengan siklus kerja:

D = tdn / (ton + toff)

Frekuensi switching:

fsw =1 / (ton + toff)

dengan:

ton = D / fsw

Menambah penurunan tegangan yang dihasilkan pada rangkaian selama waktu ON, dengan asumsi bahwa Vsw = 0, maka :

Vin – Vind – Vout = 0

Jika kita mengganti Vind =L*di/dt dengan “di”yang nilainya hampir sama dengan arus, Iramp dan menggunakan waktu ON ton, maka :

L*Iramp = (Vin – Vout)* ton

Ini memiliki konsekuensi yang signifikan, karena pada rumus diatas adalah konstan untuk perbedaab tegangan input ke output, menunjukkan hal yang sama untuk frekuensi switching yang dihasilkan dan nilai ton.

Nilai induktansi yang lebih besar “L” sama dengan komponen arus ramp yang lebih kecil, sedangkan nilai induktansi menjadi sangat kecil, mungkin terjadi lonjakan arus yang besar sehingga pada kondisi arus beban rendah, total arus yang mengalir melalui induktor dapat turun hingga nol pada bagian dari periode switching, kondisi ini disebut kondisi diskontinyu.

Pertimbangan Tambahan dalam Memilih Induktor untuk Konverter

Pertimbangan lainnya memilih induktor untuk konverter yang perlu diketahui adalah bahwa induktansi yang lebih kecil pada beberap penggunaan akan menghasilkan arus ramp induktor yang lebih besar. Dan ini akan menyebabkan gejolak yang lebih tinggi terjadi pada tegangan output.

Dengan nilai induktansi yang telah ditentukan dan arus maksimum yang diketahui, maka hal ini menjadi pertimbangan dalam memilih jenis induktor yang paling sesuai. Induktor terlindung dengan EMI yang rendah akan menjadi pilihan terbaik,seperti halnya pada desain IoT baru. Keuntungannya adalah bahwa fluks magnetic yang terkandung dalam induktor menghasilkan dampak radiasi rendah terhadap komponen di ekitarnya.

Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.