SIMULASI KINERJA INVERTER - RECTIFIER KELAS D – E BERBASIS PSIM

Abstract

Abstrak

Konverter DC-DC merupakan salah satu jenis rangkaian elektronika daya yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan masukan searah konstan menjadi tegangan keluaran searah yang dapat divariasikan berdasarkan perubahan duty cycle rangkaian kontrolnya. Rangkaian DC Chopper selama ini biasa dimanfaatkan untuk penyediaan tegangan keluaran DC yang bervariasi besarannya sesuai dengan permintaan beban. Meski demikian, penggunaan DC Chopper masih menyisakan kelemahan, yakni kurang sesuai ketika digunakan untuk mengkonversi DC bertegangan rendah ke tegangan yang lebih tinggi karena terlalu besarnya koefisien M (Vout/Vin), dengan nilai sekitar 18,3. Dampak dari itu adalah ketidakstabilan tegangan dan sulitnya membuat gelombang pemicuan dengan duty cycle mencapai 0,95. Pada penelitian ini, penulis mencoba menyajikan simulasi dan analisa rangkaian inverter rectifier kelas D-E dengan harapan dapat menjadi solusi atas kekurangan rangkaian DC Chopper, terutama saat digunakan untuk mengkonversi arus DC bertegangan rendah ke tegangan yang lebih tinggi. Simulasi dan analisa dilakukan menggunakan perangkat lunak PSIM 9.0, meliputi percobaan pengaturan tegangan tanpa menggunakan trafo, pengaturan pembebanan tanpa menggunakan trafo, pengaturan tegangan menggunakan trafo, serta pengaturan pembebanan menggunakan trafo, dengan parameter yang diamati berupa kualitas tegangan DC (ripple) dan efisiensi.Dari hasil pengujian menggunakan simulasi PSIM yang dirancang, efisiensi yang diperoleh sangat tinggi pada semua kondisi beban, berkisar antara 90,248 % - 99,995 %. Pengecualian terjadi saat nilai R_L = 1,805 MΩ, yang efisiensinya hanya mencapai 68 % - 77 %. Nilai ripple dari gelombang keluaran pada semua percobaan juga sangat rendah, yang besarnya tidak lebih dari 1,2 %.

Kata Kunci: Inverter, Rectifier, Kelas DE, PSIM

Abstract

DC-DC converter is a type of power electronics circuits that used to convert a constant DC input voltage to a variable DC output voltage based on duty cycle changes in the control circuit. Nowadays, DC Chopper is commonly used to supply DC output voltage that varies according to the load demand. However, the use of DC Chopper still has some weakness, which are less appropriate when used to convert a DC low-voltage to a higher DC voltage, because coefficient M (Vout / Vin) is too big that hover around 18.3. It causes voltage instability and difficulty of making trigger wave with duty cycle 0.95. In this research, the author tries to present the simulation and analysis of class D-E inverter rectifier. Hopefully this concepts of DC-DC converter can be a solution to the shortage of DC Chopper, especially when used to convert a DC low-voltage to a higher DC voltage. Simulation and analysis performed using PSIM 9.0 software which includes several experiments, such as voltage regulation without using a transformer, load regulation without using a transformer, voltage regulation using a transformer, as well as load regulation using a transformer, with the observed parameters such as the quality of DC voltage (ripple) and efficiency.From the test results using PSIM simulation designed, extremely high efficiency is obtained at all load conditions, ranging from 90.248% - 99.995%. An exception occurs when the value of RL = 1.805 MΩ, the efficiency is only reached 68% - 77%. Value of output voltage rippleon all experiments are also very low, which amount is not more than 1.2%.

Keywords: Inverter, Rectifier, DE class, PSIM