Skema LED 220 Volt

Gambar ini menunjukkan rangkaian catu daya kapasitif (cap-drop power supply) untuk menyalakan sebuah LED dari sumber tegangan AC 220V.

Fungsi

Fungsi utama rangkaian ini adalah untuk menurunkan tegangan AC 220V menjadi tegangan DC rendah yang stabil agar dapat menyalakan LED tanpa merusaknya. Rangkaian ini sering digunakan untuk lampu indikator atau aplikasi berdaya sangat rendah lainnya.

---

Cara Kerja

Berikut adalah penjelasan cara kerja komponen-komponennya:

Kapasitor Penurun Tegangan ($C_1$)

• Kapasitor ($\mathrm{100...470}\text{nF}/400\text{V}$): Ini adalah komponen utama yang berfungsi sebagai resistor reaktif (reactance). Kapasitor ini membatasi arus yang masuk ke rangkaian dengan cara menghasilkan resistansi reaktif (XC​) terhadap tegangan AC. Nilai XC​ dihitung dengan rumus $X_C=\frac{1}{2\pi fC}$, di mana f adalah frekuensi sumber AC (biasanya 50 atau 60 Hz) dan C adalah kapasitas kapasitor. Kapasitor ini dipilih untuk menahan tegangan tinggi 220V, sehingga rating 400V sangat penting.

Dioda Zener dan LED

• Dioda Zener ($D_1$): Dioda Zener dengan tegangan 2.7V/1W dipasang secara paralel terbalik dengan LED. Fungsinya adalah untuk mengatur dan menstabilkan tegangan pada LED. Saat tegangan mencapai 2.7V, dioda Zener akan konduksi dan menjaga tegangan tetap stabil. Ini mencegah tegangan berlebih yang bisa merusak LED.

• LED: LED (Light Emitting Diode) akan menyala saat dialiri arus listrik. Tegangan operasi tipikal untuk LED berwarna merah adalah sekitar 2V. Dioda Zener yang terpasang memastikan bahwa tegangan yang diterima LED tidak melebihi batas aman.

Resistor Pembatas Arus ($R_1$)

• Resistor ($10\Omega$): Resistor ini berfungsi sebagai pembatas arus tambahan (current-limiting resistor) dan untuk melindungi dioda Zener dari lonjakan arus yang bisa terjadi, terutama saat rangkaian dihidupkan. Resistor ini juga membantu meredam noise.

Alur Arus

1. Siklus Positif: Saat tegangan AC 220V berada di siklus positif, arus mengalir melalui kapasitor (C1​), resistor (R1​), dan LED. Dioda Zener tidak aktif karena di-bias mundur (reverse bias) oleh tegangan positif. LED menyala.

2. Siklus Negatif: Saat tegangan AC 220V berada di siklus negatif, arus mengalir melalui dioda Zener (D1​), resistor (R1​), dan kembali ke sumber. Dioda Zener akan konduksi, menjaga tegangan tetap stabil dan melindungi LED dari tegangan terbalik yang tinggi. LED tidak menyala karena di-bias mundur.

Dengan cara ini, LED hanya menyala selama setengah siklus (siklus positif) dari tegangan AC, tetapi karena frekuensi yang tinggi (50/60 Hz), nyalanya terlihat konstan bagi mata manusia.