Komponen Saklar Daya

(Kadek Fendy Sutrisna, 18 Oktober 2008)

Sebelum mempelajari lebih jauh tentang rangkaian konverter elektronika daya, ada baiknya kita belajar dulu tentang komponen saklar yang biasa digunakan pada rangkaian konverter. Komponen saklar daya tersebut biasanya terbuat dari bahan semikonduktor. Saklar daya yang umum digunakan adalah tyristor, transistor, MOSFET dan GTO (Diode bukan saklar daya karena tidak dapat dikendalikan). Masing-masing komponen mempunyai karakteristiknya masing-masing sehingga artikel ini perlu di baca agar kita dapat menentukan komponen saklar daya yang digunakan pada saat merancang suatu rangkaian elektronika daya.

TYRISTOR

Tyristor merupakan salah satu saklar yang paling sederhana yang sering digunakan. Komponen ini mempunya tiga terminal / kaki : Anoda (A), Katoda (K) dan Gate (G). Arus dapat mengalir dari anoda ke katoda apabila kaki pada gate tyristor diberi sinyal kendali berupa arus listrik pada saat tegangan pada kaki anoda lebih besar daripada tyristor, Va positip.(Apabila tegangan pada katoda lebih besar daripada anoda tyristor bersifat seperti dioda : tak bisa dikendalikan). Setelah Tyristor konduksi, selama tegangan Va masih positip arus akan tetap mengalir meskipun kaki pada gate tyristor tidak diberikan arus lagi. Untuk memeadamkannya, arus anoda diperkecil  (60 mA) selama waktu tertentu (50 – 100 us). Kelebihan dari tyristor adalah robas, tahan lama, susah rusak dan memiliki rating arus dan tegangan yang besar.


TRANSISTOR

Transistor mempunyai tiga terminal : Kolektor (C), Emitor (E), dan Base (B). Pada saat kerja, arus kolektor (Ic) merupakan fungsi dari arus base (Ib). Perbandingan arus ini dalam orde 10 sampai 100 kali tergantung dari tipe transistornya .

Sebagai saklar elektronik, transistor dioperasikan pada daerah jenuh pada saat konduksi dan pada daerah cut off selama tidak konduksi. Bila mengalir arus base, transistor akan konduksi. Pada saat penyalaan, arus base harus cukup besar sehingga proses penyalaannya cepat. Pada saat pemadaman, arus dikurangi dengan kecepatan yang dapat diikuti oleh arus kolektor sehingga tidak menimbulkan secondary breakdown.

Transistor mempunyai waktu komutasi yang lebih cepat dari pada tiristor (kurang dari 2 µs). Meskipun demikian transistor memerlukan arus base yang besar dan kurang tahan terhadap pembebanan lebih. Pabrik biasanya membuat daerah operasi aman untuk transistor yang digunakan sebagai komponen daya.

MOSFET

MOSFET mempunyai tiga terminal : Source (S), Drain (D), dan Gate (G). Karaktersitiknya seperti transistor tetapi lebih tahan terhadap gangguan. Perbedaannya, pada transistor pengendalian komutasi dilakukan dengan arus base (Ib) sedangkan pada MOSFET pengendalian komutasi dilakukan dengan tegangan gate (VGS). Bila kecepatan tinggi diperlukan, maka MOSFET merupakan komponen daya yang terbaik. Tiristor dan t r a n s i s t o r dapat digunakan pada frekuensi 400 Hz – 2 kHz, MOSFET dapat digunakan pada frekuensi 20 kHz. Proses pemadaman dan penyalaan MOSFET kira-kira 80 ns dan daya yang hilang karena proses tersebut sangat kecil. Meskipun demikian MOSFET mempunyai kelemahan karena tidak bisa digunakan untuk daya yang besar dan harganya mahal.

GTO

GTO merupakan komponen daya terbaru dan lambat laun berhasil menggeser penggunaan komponen-komponen daya yang lain. Sifat – sifat penting dari tyristor dan transistor dimilikinya. GTO mempunyai kelebihan yang lain, diantaranya :
1. Mempunyai ketahanan terhadap tegangan lebih dan arus lebih yang tinggi.
2. Mempunyai kecepatan komutasi yang lebih tinggi.
3. Mengendalikannya mudah, dengan picu positip akan konduksi dan dengan picu negatip akan padam.
4. Rugi-rugi daya pada saat pemadaman dapat dikurangi.
5. Ukuran dan berat peralatan dapat dikurangi.
6. Efisiensinya lebih baik.

Sayangnya harganya masih sangat mahal sehingga GTO masih jarang digunakan.

Berikut adalah daerah pemakain saklar daya yang tepat berdasakan pada besarnya frekuensi penyaklaran yang digunakan dan daya pada saklar :


About konversi

This blog is a blog made by the students of the Laboratory Of Electric Energy Conversion, ITB. This blog shall be the place for us to write our researches and projects. Feel free to read any of the contents of this.
This entry was posted in Power Electronics. Bookmark the permalink.

5 Responses to Komponen Saklar Daya

  1. coxon3011 says:

    thanks dek dah nulis tentang sakelar terkendali (yang gw tangkep). kalau tiap-tiap sakelar di atas punya keterbatasan, ada gak sistem yang menggunakan lebih dari satu tipe sakelar di atas untuk menambah reability nya?

  2. aulia dewi yulianti says:

    thank’zs..

  3. fendy says:

    Sama-sama..
    semoga bisa membantu..
    mohon maaf kalo banyak salah.. ^^

  4. pekik says:

    Komponen terbaru adalah IGCT, pengembangan lebih lanjut dari GTO. Sekarang IGBT juga sudah memasuki generasi ke lima yang sudah semakin bagus performancenya. Selain itu sekarang sudah bisa dibuat IGCT dan IGBT yang bersifat reverse blocking dalam satu modul

  5. JS says:

    Yth Pak Pekik,

    Apakah thyristor punya kemungkinan atau kecenderungan menjadi dioda dalam kondisi failure?
    Sejauh ini saya belum pernah menemukan thyristor yang fail dalam kondisi demikian. Yang selalu saya jumpai adalah fail dalam kondisi shorted.

    Terima kasih,
    JS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s