logo blog
Blog Sandi Elektronik
Silahkan pastikan untuk melengkapi kunjungan anda dengan melihat : Daftar Isi.
Terima kasih atas kunjungannya dan semoga bermanfaat

DC-Regulator 3V – 12V serbaguna

Advertisement

DC_regulator_3_transistor
DC regulator berikut ini menghasilkan tegangan relatif stabil stabil 3V, 4,5V, 6V, 7,5V, 9V dan 12V dengan arus maksimal setidaknya 5A.
Rangkaian ini masih bisa dikembangkan untuk menghasilkan arus hingga 10A.
DC regulator dengan tegangan yang variatif cocok untuk berbagai keperluan seperti power-supply bermacam-macam peralatan elektronik portabel yang biasa menggunakan baterai, power-supply perangkat audio mobil yang difungsikan di rumah, atau sebagai sumber tegangan DC untuk keperluan-keperluan pengujian pada praktek eksperimen elektronik.
Rangkaian ini melengkapi tulisan sebelumnya : Adaptor Sederhana Untuk Keperluan Praktek .

Kelebihan sebuah DC regulator adalah tegangannya yang stabil pada konsumsi arus yang lebih besar dan bervariasi, juga sangat kecilnya faktor ripple di bagian output-nya sehingga tegangan yang dihasilkan lebih mirip tegangan baterai sungguhan dibandingkan adaptor AC ke DC biasa.
Sebuah power-supply yang hanya terdiri dari trafo dan dioda-dioda penyearah tegangannya masih tidak stabil, terdapat besar tegangan maksimum (tegangan tanpa pembebanan) dan besar tegangan minimum (tegangan setelah dibebani dengan arus maksimum).
Selain itu faktor ripple tetap besar meskipun dalam banyak hal faktor ripple ini tidak mempengaruhi kinerja rangkaian yang disuplainya.
Masalah ini telah dijelaskan dalam tulisan yang lain, misalnya dalam : Tentang Power-Supply Dengan Trafo Dan Dioda Penyearah (1) .

Rangkaian DC regulator 3V – 12V.

dc_regulator_3_transistor

Dasar rancangannya adalah penguat darlington yang menguatkan arus basis dalam dua tahap, pertama penguatan arus basis pada T2 dan yang kedua adalah penguatan arus basis pada T3.
T2 menguatkan arus basis sekitar 100x dan T3 menguatkan arus itu sebanyak 20x lagi. Total keseluruhan penguatan arus susunan darlington T2 dan T3 adalah 100x20 = 2000x!
T1 berperan sebagai stabilizer tegangan output. Tegangan referensi (Vref) yang digunakan adalah tegangan jatuh maju (VFD, Voltage Forward Drop) D1 bersama dengan tegangan basis-emitor T1.
Perbandingan antara R3 dan 'R pembagi' akan menentukan besarnya tegangan output.
R pembagi dalam hal ini adalah R4, R5, R6+R7, R8, R9+R10, dan R11+R12.
Perhitungannya dapat ditulis :

Vout = Vref(R3 + R pembagi)/R pembagi.

'Vout' adalah tegangan output (tegangan keluaran yang dihasilkan regulator)
'Vref' adalah tegangan referensi, dalam hal ini besarnya adalah 1,5V.
Perhatikanlah bahwa semakin besar nilai resistansi R pembagi maka tegangan output justeru akan semakin mengecil. Karena itu yang dibuat variabel adalah R pembagi agar lebih aman jika terjadi kemungkinan jika kontak Sw1 suatu saat bermasalah, efeknya hanyalah tegangan output akan drop/mengecil. Lain halnya jika yang dibuat variabel adalah R3 (resistor terbagi) maka jika kontak Sw1 bermasalah efeknya adalah tegangan output akan membesar hingga mendekati harga Vin maksimal. Ini dapat merusakkan peralatan elektronik dengan seketika jika tersambung kepada tegangan output regulator.

Dalam keadaan tanpa beban T1 akan menyetel diri dengan menarik arus antara kolektor-emitornya sehingga tegangan di basis T2 tidak melampaui harga tertentu di mana tegangan ini sebenarnya adalah tegangan output (Vout) setelah dikurangi tegangan Vb-e T2 dan Vb-e T3.
Apabila tegangan output (Vout) cenderung turun karena adanya pembebanan maka T1 akan kembali menyetel diri dengan mengurangi penarikan arus di antara kolektor-emitornya. Pengurangan penarikan arus oleh T1 berefek tegangan pada basis T2 cenderung menaik sehingga turunnya tegangan output terkompensasi oleh keadaan ini maka tegangan output pun tidak jadi turun. Penyetelan penarikan arus T1 sesuai dengan perbandingan nilai resistor R3 dan R pembagi yang berada di sirkit basisnya.
Demikianlah tegangan output dipertahankan tetap pada level yang ditentukan meskipun pembebanan mengkonsumsi arus secara bervariasi.
T1 sangat berperan dalam proses stabilisasi tegangan output ini.
Ia akan menarik arus maksimum jika posisi Sw1 berada pada setelan tegangan terendah.
Dalam contoh rangkaian yang telah dibuat T1 tidaklah panas.
Tetapi T2 mungkin akan panas apabila dibebani dengan penarikan arus yang besar, maka sebaiknya ia diberi heatsink tambahan seperlunya.
Untuk T3 diperlukan heatsink yang cukup.
Jika rangkaian dibebani penarikan arus yang cukup besar dan dalam waktu yang cukup lama maka sebaiknya heatsink untuk T3 diperlebar. Dan jangan sampai lupa bahwa pemasangan T3 pada heatsink harus disertai dengan lapisan isolator mika.

Akhirnya perlu dikemukakan di sini bahwa sekering (fuse) harus senantiasa terpasang.
Jika terjadi kesalahan yang menyebabkan hubung singkat sekering ini akan putus, jangan sekali-kali menggantinya dengan ukuran yang melampaui ketentuan atau menggantinya dengan kabel penghubung langsung sehingga arus menjadi tidak lagi terbatasi. Jika seperti itu maka apabila terjadi hubung-singkat lagi rangkaian akan rusak.
Pilihan lain yang lebih baik adalah dengan membuat pembatas arus tambahan bagi DC regulator di mana apabila terjadi penarikan arus yang berlebihan atau terjadi hubung-singkat maka tegangan output DC regulator akan di-nol-kan secara otomatis. Dengan demikian rangkaian DC regulator tidak akan rusak meskipun terjadi overload atau hubung-singkat hingga berkali-kali, juga tidak diperlukan lagi penggunaan sekering.
Tentang pembatas arus tambahan untuk DC regulator silahkan lihat dalam : Pembatas arus maksimal untuk DC regulator .

Sw1 adalah rotary-switch (saklar putar) yang berfungsi sebagai selektor tegangan output.
Di sini digunakan rotary-switch adalah karena pertimbangan lebih praktis dalam pemilihan tegangan output. Pemilihan tegangan output dengan menggunakan potentiometer banyak kurang disukai karena tidak praktis, sebab sebelum regulator digunakan harus disetel terlebih dahulu potentiometer pengatur tegangannya dengan disertai pengukuran tegangan output menggunakan Volt-meter DC.
Dengan menggunakan rotary-switch hal itu tidak perlu dilakukan, cukup arahkan saja posisi switch ke tegangan yang diinginkan maka regulator pun langsung siap untuk digunakan.

Daftar komponen :
R1, R2 = 1k / 1W
R3, R4 = 2k7
R5 = 1k2
R6 = 820Ω
R7 = 100Ω
R8 = 680Ω
R9 = 470Ω
R10 = 68Ω
R11 = 330Ω
R12 = 47Ω
R13 = 680Ω
R14 = 2k2
C1 = 220µF/35V
C2 = 1µF/50V
C3 = 220µF/25V
C4 = 6800µF/35V
D1 = 1N4148
D2, D3 = Dioda 6A
D4 = Led indikator merah
T1, T2 = BD139
T3 = TIP3055 atau 2N3055
Trf1 = Trafo 5A / 18V, CT
Sw1 = Rotary-switch 6 posisi
Sw2 = Switch on-off
Fuse = Sikring 5,12A.

Update :
Untuk kemudahan dan kerapihan dalam pembuatan DC-regulator ini, berikut disertakan rancangan PCB-nya. Gambar layout PCB beserta tata-letak komponennya (dalam ukuran aktual) dapat diunduh di link ini : PCB DC-Regulator 3 - 12V Serbaguna .

Pola sambungan perkabelannya kira-kira akan seperti ini :

sambungan_perkabelan_pada_pcb_dc_regulator_buatan_sendiri

Catatan bahwa kabel-kabel yang digunakan untuk sambungan V+in, V+out dan 0V/gnd haruslah kabel yang cukup tebal (standar 5A atau lebih), bukan menggunakan kabel halus. Untuk sambungan ke Sw1 tidak masalah jika menggunakan kabel-kabel halus.

Rangkaian ini masih bisa dikembangkan dengan menambahkan transistor daya di bagian akhir.
Apabila T3 di-paralel dengan sebuah transistor tambahan yang serupa (type yang sama, yaitu TIP3055) maka arus yang dihasilkan bisa mencapai (maksimal) 10A. Namun tentu saja kemampuan trafo Trf1, dioda-dioda penyearah D2-D3 serta ukuran sekering perlu disesuaikan dengan keperluan.
Jika dilakukan penambahan transistor daya secara paralel dengan T3 di bagian akhir maka di setiap emitor transistor daya tersebut perlu dipasang resistor 0,1Ω/5W, untuk menjaga bahwa setiap transistor akan bekerja seimbang secara bersama-sama dalam menghasilkan arus. Selain itu T2 juga sebaiknya diganti dengan type D313.

(Sandi Sb)
Enter your email address to get update from Sandi Sb.
Print PDF
Next
« Prev Post
Previous
Next Post »

8 komentar

kalo dibuat menjadi tegangan CT, gimana boss caranya?

Balas

Oo...itu lain lagi.
DC regulator yg ini khusus untuk tegangan tunggal. Mungkin lain waktu saya bisa posting DC regulator tegangan simetrik.

Balas

oke bosss, ditunggu postingannya, terimakasih salam kenal

Balas

untuk mencari nilai resistor R4, rumusnya gimana boss

Balas

Sudah saya tulis di postingan di atas. Vout = Vref(R3+R4)/R4.
Tinggal dibolak-balik aja.

Balas

boss rangkaian diatas apakah harus pake trafo 5 amper, padahal yg saya butuhkan cuma yg 3v saja, dan apakah transistor 2n3055 kalo diganti D313 tetep bisa mengeluarkan tegangan 3v gk di outputnya, terimakasih sebelumnya

Balas

Tidak harus pake trafo 5A, pake (misalnya) 2A juga boleh, cuma arus keluarannya juga akan segitu. Diganti D313 tegangan outputnya tdk berubah.
Jika yg dibutuhkan hanya 3V, ada tulisan Konverter DC 12V Ke Tegangan Yang Lebih Rendah (cari via daftar isi). Terima kasih juga atas komennya.

Balas

Pak kalau tiap v pada saklar rotary dikasih led rangkaiannya bagaimana,terimakasih sebelumnya

Balas

Silakan komentar sesuai topik dan sertakan ID yang jelas dengan tidak menyertakan live-link atau spam.

Copyright © 2013. Sandi Elektronik - All Rights Reserved | Template Created by Kompi Ajaib Proudly powered by Blogger