adaptor-powersupply-catu daya

a.      Catu Daya

Catu daya atau Power Supply adalah rangkaian yang berfungsi untuk menyediakan daya pada peralatan elektronik dalam hal ini adalah suplai arus searah DC. Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. Secara prinsip rangkaian catudaya terdiri atas transformator (travo step-down), dioda dan kapasitor.

b.      Prinsip Kerja Catu Daya

1)       Rangkaian Penyearah (Rectifier Circuit)

Bagian utama atau boleh dikatakan jantung suatu catudaya adalah rangkaian penyearah yang mengubah gelombang sinus AC menjadi deretan pulsa DC. Ini merupakan dasar atau langkah awal untuk memperoleh arus DC halus yang dibutuhkan oleh suatu peralatan elektronik.

2)       Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang (halfwave rectifier)

Hampir sebagian besar peralatan elektronik menggunakan sumber daya listrik 220 volt/ 50 Hz dari PLN. Bentuk gelombang arus listrik AC dari PLN berbentuk gelombang sinus. Nilai rata-rata (average value) dari gelombang sinus adalah nol karena nilai positif dan negatipnya sama dan bergantian. Untuk memperoleh nilai positip atau negatip yang rata maka salah satu gelombang sinus itu, positip atau negatip harus di cancel.

picture has been removed

Gambar  2.8  Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Bentuk dasar rangkaian penyearah setengah gelombang seperti terlihat pada gambar 2.8. Beban yang membutuhkan sumber tenaga listrik searah diwakili oleh resistor. Sebuah dioda diletakkan seri atau berderet dengan beban sehingga arus listrik hanya mengalir ke satu arah saja.

3)       Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh (fulwave rectifier)

Kelemahan dari halfwave rectifier adalah arus listrik yang mengalir ke beban hanya separuh dari setiap satu gelombang. Hal ini akan menyulitkan dalam proses filtering (penghalusan), sedangkan penyearah gelombang penuh arus yang mengalir ke beban penuh satu gelombang.

picture has been removed

Gambar 2.9 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.

4)       Filtering (Penghalusan)

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya bahwa arus listrik DC yang keluar dari dioda masih berupa deretan pulsa-pulsa. Tentu saja arus listrik DC semacam ini tidak cocok atau tidak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun. Untuk itu perlu dilakukan suatu cara filtering agar arus listrik Dc yang masih berupa deretan pulsa itu menjadi arus listrik DC yang halus/ rata. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan diantaranya dengan C filter yang fungsinya lebih menghaluskan tegangan output dioda. Filtering atau penghalusan yang paling sederhana ialah dengan menggunakan capacitor yang dihubungkan seperti terlihat pada gambar 2.10 dibawah.

picture has been removed

Gambar 2.10 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan filter C

Dapat dilihat dari gambar diatas, Pada saat anoda D1 mendapat pulsa positip, D1 langsung konduksi dan capacitor mulai mengisi.
Ketika capacitor telah mencapai tegangan puncak D1 menyumbat karena katodanya lebih positip daripada anodanya. Capacitor harus membuang (discharge) muatannya melalui beban yang mempunyai resistan tertentu. Oleh karenanya waktu discharge capacitor lebih lama dibanding waktu yang dibutuhkan AC untuk melakukan satu periode (cycle). Akibatnya sebelum capacitor mencapai nol volt diisi kembali oleh pulsa berikutnya.