Skema adaptor sederhana

Berikut adalah skema adaptor sederhana dengan trafo step-down:

Penjelasan skema:

• Trafo step-down: Trafo ini berfungsi untuk menurunkan tegangan AC dari 220V menjadi tegangan yang diinginkan, seperti 12V, 5V, atau 3V.
• Dioda bridge: Dioda bridge berfungsi untuk menyearahkan tegangan AC dari trafo menjadi tegangan DC.
• Kapasitor filter: Kapasitor filter berfungsi untuk menghaluskan tegangan DC yang dihasilkan oleh dioda bridge.
• Regulator tegangan: Regulator tegangan berfungsi untuk menjaga tegangan output tetap stabil, meskipun tegangan input berfluktuasi.
• Jack output: Jack output adalah tempat untuk menghubungkan perangkat elektronik yang ingin diberi daya.

Berikut adalah penjelasan cara kerja dari kedua skema rangkaian penyearah yang diberikan:

Kedua skema tersebut adalah rangkaian catu daya (power supply) yang berfungsi mengubah tegangan AC (arus bolak-balik) dari trafo menjadi tegangan DC (arus searah) yang stabil. Mari kita jelaskan satu per satu.

Skema 1: Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo CT (Center Tap)

Komponen:

• Trafo CT (Center Tap): Transformator ini memiliki lilitan sekunder dengan titik tengah (CT). Titik CT biasanya di-ground-kan. Trafo ini menghasilkan dua tegangan AC yang berlawanan fasa relatif terhadap titik CT.

• Dioda 1 dan Dioda 2: Dioda adalah komponen semikonduktor yang hanya memperbolehkan arus mengalir dalam satu arah (dari anoda ke katoda).

• Kapasitor 2200 $\mu$F: Kapasitor ini berfungsi sebagai filter perata tegangan (smoothing capacitor). Ia akan menyimpan muatan saat tegangan puncak dan melepaskan muatan saat tegangan turun, sehingga mengurangi riak (ripple) pada tegangan DC.

• Dioda Zener: Dioda Zener adalah jenis dioda yang dirancang untuk mempertahankan tegangan konstan di terminalnya ketika diberi bias balik di atas tegangan Zenernya. Ini berfungsi sebagai regulator tegangan, menstabilkan tegangan keluaran pada nilai tertentu.

Cara Kerja:

1. Transformasi Tegangan (Trafo CT): Trafo CT menurunkan tegangan AC dari sumber listrik (misalnya 220V AC) menjadi tegangan AC yang lebih rendah sesuai dengan perbandingan lilitan, dengan dua keluaran yang berlawanan fasa relatif terhadap titik CT.

2. Penyearahan (Dioda 1 & Dioda 2):

   • Saat siklus positif AC: Bagian atas lilitan sekunder trafo menjadi positif terhadap titik CT, dan bagian bawah menjadi negatif. Arus akan mengalir melalui Dioda 1 (karena bias maju) dan menuju kapasitor serta beban. Dioda 2 akan bias mundur sehingga tidak menghantar.

   • Saat siklus negatif AC: Bagian bawah lilitan sekunder trafo menjadi positif terhadap titik CT, dan bagian atas menjadi negatif. Arus akan mengalir melalui Dioda 2 (karena bias maju) dan menuju kapasitor serta beban. Dioda 1 akan bias mundur sehingga tidak menghantar.

   • Hasilnya, baik pada siklus positif maupun negatif, arus mengalir ke satu arah (dari dioda menuju kapasitor dan dioda zener), sehingga menghasilkan tegangan pulsa DC (gelombang penuh).

3. Penyaringan (Kapasitor 2200 $\mu$F): Kapasitor akan mengisi daya saat tegangan pulsa DC mencapai puncaknya. Ketika tegangan pulsa mulai turun, kapasitor akan melepaskan muatannya, menjaga tegangan keluaran agar tidak jatuh terlalu jauh. Ini mengubah tegangan pulsa DC menjadi tegangan DC yang lebih mulus dengan riak yang jauh lebih kecil.

4. Regulasi Tegangan (Dioda Zener): Dioda Zener terhubung paralel dengan keluaran. Jika tegangan yang telah disaring oleh kapasitor cenderung naik di atas tegangan Zener, dioda Zener akan menghantar dan mempertahankan tegangan keluaran pada nilai tegangan Zenernya. Ini memberikan tegangan DC yang stabil meskipun ada fluktuasi pada tegangan masukan AC atau perubahan beban.

Skema 2: Penyearah Gelombang Penuh (Bridge Rectifier) dengan Trafo Engkel

Komponen:

• Trafo Engkel (Non-CT Transformer): Transformator ini memiliki lilitan sekunder standar tanpa titik tengah.

• Dioda (Bridge Rectifier): Ini adalah konfigurasi empat dioda yang membentuk jembatan. Seringkali dikemas dalam satu komponen tunggal yang disebut "bridge rectifier" atau "penyearah jembatan".

• Kapasitor 2200 $\mu$F: Berfungsi sama dengan skema 1, yaitu sebagai filter perata tegangan.

• Dioda Zener: Berfungsi sama dengan skema 1, yaitu sebagai regulator tegangan.

Cara Kerja:

1. Transformasi Tegangan (Trafo Engkel): Trafo engkel menurunkan tegangan AC dari sumber listrik menjadi tegangan AC yang lebih rendah.

2. Penyearahan (Dioda Bridge Rectifier):

   • Saat siklus positif AC: Salah satu ujung lilitan sekunder trafo menjadi positif dan ujung lainnya negatif. Arus mengalir melalui dua dioda yang berlawanan di jembatan, menuju kapasitor dan beban.

   • Saat siklus negatif AC: Ujung-ujung lilitan sekunder trafo polaritasnya berbalik. Arus akan mengalir melalui dua dioda lainnya di jembatan, juga menuju kapasitor dan beban, namun tetap dalam arah yang sama (ke arah positif).

   • Sama seperti penyearah CT, hasil dari penyearah jembatan ini adalah tegangan pulsa DC gelombang penuh. Keuntungan utamanya adalah tidak memerlukan trafo CT, sehingga lebih fleksibel.

3. Penyaringan (Kapasitor 2200 $\mu$F): Sama seperti skema 1, kapasitor akan mengisi daya saat tegangan puncak dan melepaskan muatan saat tegangan turun, mengurangi riak pada tegangan DC.

4. Regulasi Tegangan (Dioda Zener): Sama seperti skema 1, dioda Zener akan mempertahankan tegangan keluaran pada nilai tegangan Zenernya, menstabilkan tegangan DC.

Kesimpulan Umum:

Kedua skema tersebut pada dasarnya melakukan fungsi yang sama: mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC yang stabil. Perbedaan utama terletak pada jenis trafo yang digunakan dan konfigurasi dioda untuk penyearahan awal. Skema dengan trafo CT menggunakan dua dioda, sementara skema dengan trafo engkel menggunakan empat dioda dalam konfigurasi jembatan. Setelah penyearahan, proses penyaringan dengan kapasitor dan regulasi tegangan dengan dioda Zener berfungsi identik pada kedua skema untuk menghasilkan output DC yang halus dan stabil.