Pengganda Tegangan

Advertisement

Ketika tegangan AC dari sekunder transformator yang tersedia lebih kecil dari tegangan DC yang dibutuhkan, tidak perlu mengadakan transformator yang lain karena dapat dilakukan penggandaan tegangan.

Kasus ini adakalanya terjadi.
Sebagai contoh ketika hendak membuat power-supply untuk rangkaian level-meter dengan LED di mana rangkaian itu memerlukan suplai tegangan 12V, tetapi transformator yang ada hanyalah transformator 0 - 6V.
Bisakah membuat power-supply DC 12V dari transformator 6V?
Ya, bisa.
Caranya adalah dengan membuat pengganda tegangan.



Daftar komponen :
C1 = 1000µF/25V
C2 = 3300µF/25V
R1 = 560Ω / 1W
D1, D2 = 1N4002
Trf1 = Trafo 300 – 500mA

Gambar di atas memperlihatkan skema rangkaian pengganda tegangan dari AC ke DC.
Gambar ini hanyalah contoh untuk penggandaan tegangan dari AC 6V menjadi DC 12V. Untuk besar tegangan yang lain skema rangkaian pada gambar itu tetap bisa diterapkan, hanya saja mungkin nilai komponennya perlu disesuaikan.

Dua dioda penyearah dipasang secara tidak lazim, tidak seperti pada rangkaian penyearah pada umumnya.
D1 berperan sebagai “clamper” (penggenggam) dan penyearah yang sesungguhnya adalah D2. Pemasangan D1 di antara jalan masuk AC menyebabkan timbulnya denyut-denyut tegangan positif dengan amplitudo yang dua kali lebih tinggi. Denyut-denyut ini kemudian disearahkan oleh D2.
Dalam penyearahan sekaligus penggandaan tegangan ini, tegangan input harus benar-benar berbentuk AC. Itulah sebabnya dipasang C1 sebagai upaya untuk menjamin bahwa tegangan dari trafo yang akan disearahkan dan dinaikkan tegangannya memang berbentuk AC murni. Dalam praktek keseharian adakalanya tegangan pada jala-jala listrik 220V tidak seutuhnya AC sinus dengan frekwensi 50Hz, kadang terdapat tegangan-tegangan berbentuk lain sebagai akibat pemakaian pada jala-jala listrik itu oleh berbagai peralatan elektronik. Tegangan-tegangan berbentuk lain ini dapat terambil oleh trafo dan tertransfer ke bagian sekundernya.
Dalam beberapa hal C1 adakalanya tidak dipasang, tetapi yang terbaik adalah apabila dipasang. Kondensator yang ideal untuk C1 sebenarnya adalah yang dari jenis non-polar (tidak mempunyai polarisasi positif atau negatif) tetapi menggunakan elco biasa tetap bisa dilakukan. Jika menginginkan alternatif yang terbaik dapat juga dibuat kondensator non-polar dari elco biasa. Caranya telah dijelaskan di sini :
Memfungsikan kondensator biasa menjadi kondensator non-polar .

Penyearahan di sini adalah penyearahan setengah gelombang. Hasil penyearahan berupa denyut-denyut tegangan positif yang dua kali lebih tinggi.
Sebagaimana sifat tegangan DC dari hasil penyearahan dioda maka akan ada besaran Vmax (tegangan maksimal), yaitu setinggi :

Vmax = 2VAC x √2

Atau dapat juga ditulis :

Vmax = 2VAC x 1,4

Contoh : Jika tegangan sekunder trafo adalah 6V, maka tegangan maksimal hasil penyearahan dan penggandaan adalah :

12 x 1,4 = 16,8V.

Tegangan itu akan terukur oleh DC Volt-meter apabila C2 telah dipasang dan rangkaian sedang tidak dibebani. Apabila rangkaian dibebani dengan penarikan arus yang agak besar hingga maksimal, tegangan akan turun hingga setara dengan tegangan AC-nya.
Untuk menurunkan tegangan hasil penyearahan agar tidak terlalu tinggi ketika sedang tidak dibebani maka dipasanglah R1. Resistor ini akan mengalirkan arus di jalur keluaran sekitar 30mA.
Untuk menentukan berapakah nilai kapasitas elco/kondensator bagi C2 yang diperlukan dan berapakah tegangan kerja tertingginya, telah diulas secara lengkap dalam :
Penyearahan setengah gelombang dengan kondensator perata .

Silahkan melihat kepada tulisan tersebut agar dapat menentukan sendiri elco yang akan digunakan untuk penggandaan tegangan lainnya. Adalah lebih baik untuk bisa mengerti secara tuntas daripada selalu mengharapkan data yang sudah jadi.
Sebagai catatan akhir, hendaknya cara ini tidak diterapkan untuk pemakaian arus yang terlalu besar. Pengganda tegangan ini lebih cocok untuk mensuplai rangkaian-rangkaian elektronik dengan konsumsi arus yang kecil saja.