PERCOBAAN VIII
RANGKAIAN PELIPAT-GANDA TEGANGAN




KELOMPOK : 3
ANGGOTA KELOMPOK : 1. ISTIVAN NUR PERMADI
 2. NABILLA SELGHEA
 3. NUR FADHILLAH SANI
KELAS : T. Telekomunikasi 3D
MATA KULIAH : LAB. ELKA ANALOG



TEKNIK ELEKTRO / TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2011
PERCOBAAN VIII
RANGKAIAN PELIPAT-GANDA TEGANGAN
  1. TUJUAN
  • Mempelajari karakteristik pelipat-ganda tegangan.
  • Melihat perbedaan macam-macam rangkaian pelipat-ganda tegangan
  1. DASAR TEORI

Sebuah pengganda tegangan adalah sebuah sirkuit elektronik yang mengubah daya listrik AC bertegangan rendah menjadi tegangan DC yang lebih tinggi dengan menggunakan kapasitor dan dioda yang dirangkai menjadi jaringan tertentu Pengganda tegangan dapat digunakan sebagai panjar tegangan dari beberapa milivolt hingga jutaan volt seperti untuk kepentingan penelitian fisika energi tinggi dan pengetesan keamanan terhadap petir.

Sirkuit yang paling sederhana adalah bentuk dari rectifier yang berasal dari tegangan AC sebagai input dan output tegangan DC dua kali lipat. Elemen-elemen switching dioda sederhana dan mereka didorong untuk beralih keadaan hanya dengan tegangan bolak-balik input. DC ke tegangan DC doublers tidak dapat beralih dengan cara ini dan memerlukan rangkaian pendorong untuk mengontrol switching. Mereka sering juga membutuhkan elemen switching yang dapat dikontrol secara langsung, seperti transistor, daripada mengandalkan tegangan saklar seperti pada AC sederhana untuk kasus DC. Pengganda tegangan yang paling umum adalah pengganda deret separuh gelombang, atau dikenal dengan aliran Villard, dan disempurnakan oleh Greinacher.
Rangkaian Villard dan Greinacher

Pengganda tegangan Greinacher memberikan banyak perbaikan dari sirkuit Villard, yang terdiri dari sebuah kapasitor dan diode dengan menambahkan sedikit komponen. Kerut keluaran sangat dikurangi, bahkan nol pada rangkaian tanpa beban, tetapi saat dibebani, kerut bergantung pada resistansi beban dan kapasitansi kapasitor yang digunakan. Sirkuit ini bekerja dengan menambahkan detektor puncak di belakang sirkuit Villard. Detektor puncak mengurangi kerut selain menjaga tegangan puncak pada keluaran.

  1. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
  1. Trafo step down dengan center tap 12-6 V : 1 buah
  2. Multimeter : 1 buah
  3. Osiloskop : 1 buah
  4. Dioda silicon : 2 buah
  5. Resistor 1kΩ dan 10kΩ : 1 buah
  6. Kapasitor 50 µF : 2 buah
  7. Kabel-kabel penghubung
  1. CARA MELAKUKAN PERCOBAAN
  1. Rangkaian Pelipat-Ganda Tegangan ½ Gelombang
  1. Membuat rangkaian seperti gambar 1 dengan resistor RL sebesar 10kΩ, kapasitor C1 dan C2 sebesar 50µF, tegangan input sebesar 12 Vpp.
  2. Dengan menggunakan osiloskop, diukur tegangan input ac antara titik X dan titik Y {Vin (p)} dan tegangan ripple peak to peak {Vac (pp)}
  3. Mengukur tegangan output pada RL (Vout (dc)} dan tegangan pada kapasitor C1 dan C2 dengan voltmeter dc.
  4. Menggambar bentuk gelombang VC1, VC2 dan Vout (dc)
  5. Menghitung Vout (dc) disbanding Vin (pp) dan frekuensi ripple.
  1. Rangkaian Pelipat-Ganda Tegangan Gelombang Penuh
  1. Membuat rangakian seperti gambar 2 dengan resistor RL sebesar 10kΩ, kapasitor C1 dan C2 sebesar 50µF, tegangan input sebesar 12 Vpp.
  2. Lalu ulangi langkah 3) sampai langkah 5)
  3. Mengganti resistor RL 10kΩ menjadi 1kΩ lalu ulangi langkah 3) sampai langkah 5)
  1. GAMBAR RANGKAIAN
Rangkaian 1  Pelipat-Ganda Setengah Gelombang











Rangkaian 2 Pelipat-Ganda Gelombang Penuh


  1. HASIL PERCOBAAN
Vin (p)
Vac (pp)
Vout (dc)
VC1
VC2
Vout(dc)Vin (p)
F ripple
5.6
5.2 Vpp
13
7.1
13
2.32
50Hz
Tabel 1. Rangkaian Pelipat-ganda Tegangan ½ Gelombang
R
(Ω)
Vin (p)
Vac (pp)
Vout (dc)
VC1
VC2
Vout(dc)Vin (p)
F ripple
10 k
5.6
5.6 Vpp
13
5.8
5.8
2.32
100Hz
1 k
5.6
5.6 Vpp
11
5.2
5.6
1.96
100Hz
Tabel 2. Rangkaian Pelipat-ganda Tegangan Gelombang Penuh
  1. PERHITUNGAN
  1. Tabel 1
Vout(dc) = 13V
VC1 = 7,1
VC2 = 13
Vout(dc)Vin (p)=135.6=2.3V
Fripple = 1T=120=50Hz
  1. Tabel 2
Saat R = 10kΩ
Vout(dc) = 11V
VC1 = 5.8
VC2 = 5.8
Vout(dc)Vin (p)=135.6=2.3V
Fripple = 1T=110=100Hz
Saat R = 10kΩ
Vout(dc) = 11V
VC1 = 5.2
VC2 = 5.6
Vout(dc)Vin (p)=115.6=1.96V
Fripple = 1T=110=50Hz
  1. ANALISA
Pada Tabel 1. Dapat dilihat bahwa nilai Vout = 13V dari tegangan awalnya 5.6V ini berarti adanya peningkatan (penggandaan) tegangan. Besar kelipatannya dari tegangan awal sebesar 2.32 kali, seperti yang ditunjukan pada rumus Vout(dc)Vin (p). Ketika tegangan awal mengisi C1 sebesar Vm, lalu ketika sampai di C2, C1 sekarang berubang menjadi tegangan sumber Vm ditambah tegangan sumber dari trafo CT. sehingga nilai pada C2 sebesar 2Vm (13V pada tabel).
Pada Tabel 2 gelombang yang dihasilkan adalah gelombang penuh. Pada rangkaian ini dilakukan penggantian nilai R yang akhirnya mempengaruhi nilai arus dan tegangan, sebagaimana dirumuskan V = I.R . Pada rangkaian ini frekuensi ripple-nya menjadi dua kali lipat dari yang setengah gelombang, dimana fripple gelombang penuh sebesar 100Hz.
Pelipat-Ganda Gelombang Penuh 1kΩ
Pelipat-Ganda Setengah Gelombang
Pelipat-Ganda Gelombang Penuh 10kΩ
Dengan menggunakan rangkaian yang serupa dengan beberapa modifikasi tambahan diode dan kapasitor dapat dihasilkan tegangan yang lebih besar (3 kali lipat, 4 kali lipat maupun lebih).
Pelipat 4 kali tegangan
Pelipat 3 kali tegangan
Berdasarkan penjelasan dari pelipat-ganda tegangan (akan dijelaskan pada bagian Tugas), maka cara kerja rangkaian pelipat triple dan pelipat quadruple analog dengan pelipat ganda setengah gelombang dan pelipat ganda gelombang penuh sehingga dapat dianalisis sendiri.
  1. TUGAS
  1. Jelaskan cara kerja rangkaian pelipat-ganda tegangan!
Pelipat-Ganda ½ Gelombang
Dari gambar a, pada siklus positif dari tegangan input (trafo sekunder), diode D2 reverse biased, dan diode D1 forward biased. Kapasitor C1 akan charging mencapai tegangan sekitar Vp(in) -0,7V. sedangkan kapasitor C2 masih belum terisi muatan (karena dihubung-singkat oleh diode D1).
Gambar b pada siklus negatif dari sumber (trafo sekunder), D2 forward biased dan D1 reverse biased. Kapasitor C2 akan charging sampai mencapai tegangan sekitar 2Vp (yaitu: mendapat charging dari trafo sekunder dan dari kapasitor C1). Demikian seterusnya untuk siklus berikutnya.
Pelipat Ganda Gelombang Penuh
Dari gambar a, pada siklus positf dari tegangan input (trafo sekunder), diode D2 reverse biased, dan diode D1 forward biased. Di sini, kapasitor C1 akan charging sampai mencapai tegangan sekitar Vp(in) (abaikan tegangan yang terjadi pada diode D1). Sedangkan kapasitor C2 masih belum terisi muatan (karena diode D2 reversed biased).
Gambar  b pada siklus negative dari sumber (trafo sekunder), D2 forward biased dan D1 refersed biased. Kapasitor C2 akan charging sampai mencapai tegangan sekitar Vp(in).
pada keadaan steady state, tegangan output adalah jumlah dari tegangan yang terjadi pada tegangan yang terjadi pada kapasitor C1 dan C2, yaitu = 2Vp.
  1. Berapakah PIV (peak inverse voltage) diode saat tidak konduksi?
Pada rangkaian 1
PIV D1 = Vs – VC → 5.6 - 7.1 = -1.5V
Pada rangkaian 2
PIV D1 = Vs – VC → 5.6 – 5.8 = -0.2V
PIV D1 = Vs – VC → 5.6 – 5.2 = 0.2V



  1. DAFTAR PUSTAKA
Zuhal, Prof,Dr. Prinsip Dasar Elektroteknik
http://www.circuitstoday.com/tag/voltage-multipliers
Berbagai sumber lainnya







LAMPIRAN




Artikel Terkait: