Laporan Pratikum Buck Boost Converter PDF

Preview

Summary

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014 Puji Iswandi 4211301025 Mekatronika 3A Laporan Pratikum Unit X Buck Boost Converter 1. Tujuan Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu:  Memahami prinsip kerja dari Buck-Boost Converter.  Merancang dan membuat rangkaian Buck-Boost ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Laporan Pratikum Buck Boost Converter puji iswandi

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Laporan Prat ikum Buck Convert er puji iswandi

Laporan Prat ikum DC Chopper puji iswandi RANCANG BANGUN DAN ANALISIS PENGGUNAAN KENDALI PID UNT UK BUCKBOOST CHOPPER KAPASIT … Dio Fawwaz Prakoso

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Laporan Pratikum Unit X Buck Boost Converter 1.

Tujuan Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu:  Memahami prinsip kerja dari Buck-Boost Converter.

 Merancang dan membuat rangkaian Buck-Boost Converter.

2.

Dasar Teori Pada peralatan-peralatan elektronika memerlukan catu daya berupa sumber tegangan searah yang dihasilkan dari rangkaian penyearah. Konsekuensi dari penyearah tersebut menyebabkan bentuk gelombang arus menjadi tidak rata atau terdistorsi. Oleh sebab itu dewasa ini banyak dikembangkan dan diteliti bentuk-bentuk baru dari konverter perbaikan faktor daya yang mempunyai kemampuan yang baik, seperti faktor daya tinggi, dan harmonisa yang rendah. Pada pratikum ini dc-dc konverter yang akan diaplikasikan sebagai regulator tegangan output adalah jenis converter Buck-Boost. Regulator diperlukan agar tegangan keluaran dari sistem stabil dan sesuai dengan set point. Agar rangkaian Buck-Boost dapat digunakan sebagai regulator tegangan maka harus bekerja pada kondisi kontinue. Buck converter adalah jenis dc-dc converter yang memiliki output tegangan yang lebih kecil dari tegangan input. Ketika saklar tertutup, diode dalam keadaan reverse sehingga sinyal input menuju induktor dan terjadi penyimpanan energi. Sedangkan saat kondisi saklar terbuka dioda menjadi forward bias sehingga ada aliran tegangan yang melalui kapasitor.

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Gambar 1. Rangakaian Dasar Buck Converter Boost converter adalah jenis dc-dc converter yang memiliki output tegangan yang lebih besar dari tegangan input. Saklar adalah saklar elektronik yang bekerja secara cepat antara on dan off sehingga menghasilkan duty cycle secara otomatis mengikuti besar tegangan input. Besarnya duty cycle berubah-ubah sesuai besar input yang diberikan untuk menjaga output agar tetap konstan. Ketika saklar dalam posisi tertutup, maka diode dalam keadaan reverse, sehingga terjadi penyimpanan muatan oleh induktor. Sedangkan ketika saklar dalam kondisi terbuka, maka diode menjadi kondisi tertutup dan induktor akan membuang energinya menuju kapasitor. Besarnya duty cycle akan mempengaruhi nilai tegangan output. Perbandingan duty cycle antara keadaan closed dan open.

Gambar 2. Rangkaian Dasar Boost Konverter

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

3. Alat dan Bahan Pada pratikum ini menggunakan alat dan bahan sebagai berikut  Mosfet IRF540n  IC IRS2186

 Dioda 1N4002

 Kapasitor 2,2 uF  Kapasitor 100 nF  Kapasitor 47 uF  Induktor

 Resistor 68 ohm  Obeng + -

 Kabel Jumper  Multimeter

 Osciloscope

 Power Supply

 Function Generator

Mekatronika 3A

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Puji Iswandi

Tugas 10/ 30-12-2014

4.

4211301025

Mekatronika 3A

Langkah Percobaan 1. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 1 ( Rangkaian Buck Boost Converter). 2. Aktifkan power supply kemudian atur tegangan Vcc = 10Vdc dan Vs = 6Vdc 3. Aktifkan function generator, kemudian atur function generator dengan amplitudo = 2,5; frekuensi (2 kHz, 10 kHz dan 50kHz); offset = 1,25 Volt ; impedansi = High Z dan Duty cycle berdasarkan pada tabel 1,2 dan 3. 4. Amati bentuk gelombang yang dihasilkan oleh Buck Boost Converter 5. Ukur nilai tegangan luaran, arus masukkan dan arus setelah terpasang dengan beban. 6. Ulangi langkah-langkah diatas berdasarkan duty cycle pada tabel 1. 7. Catat hasil pengamatan pada tabel dibawah ini.

Gambar 3. Rangkaian Percobaan Buck-Boost Converter

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

5. Hasil Pengukuran Tabel 1. Hasil percobaan frekuensi 2 Khz No 1 2 3 4 5 6 7

Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Frekuensi

Vin

Vout

I-in

I-out

(kHz) 2 kHz 2 kHz 2 kHz 2 kHz 2 kHz 2 kHz 2 kHz

(Volt) 6.24 6.24 6.24 6.21 6.21 6.51 5.61

(Volt) -0.68 -1.57 -2.54 -3.77 -5.28 -6.64 -6.47

(A) 0.01 0.05 0.11 0.23 0.46 0.95 1.48

(A) -0.059 -0.084 -0.111 -0.139 -0.174 -0.227 -0.222

S (Watt) 0.0624 0.312 0.6864 1.4283 2.8566 6.1845 8.3028

P

Efisiensi

(Watt) 0.04012 0.13188 0.28194 0.52403 0.91872 1.50728 1.43634

(%) 64.2948718 42.2692308 41.0751748 36.6890709 32.1613106 24.3718975 17.2994652

P

Efisiensi

(Watt) 0.04437 0.1428 0.31696 0.62205 1.15297 2.00375 1.79896

(%) 35.6099518 45.9903382 51.0402576 52.7205695 51.4902644 46.3187702 32.9739538

Tabel 2. Hasil percobaan frekuensi 10 Khz No 1 2 3 4 5 6 7

Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Frekuensi

Vin

Vout

I-in

I-out

(kHz) 10 kHz 10 kHz 10 kHz 10 kHz 10 kHz 10 kHz 10 kHz

(Volt) 6.23 6.21 6.21 6.21 6.22 6.18 6.13

(Volt) -0.765 -1.7 -2.83 -4.35 -6.37 -8.75 -7.96

(A) (A) 0.02 -0.058 0.05 -0.084 0.1 -0.112 0.19 -0.143 0.36 -0.181 0.7 -0.229 0.89 -0.226

S (Watt) 0.1246 0.3105 0.621 1.1799 2.2392 4.326 5.4557

Tabel 3. Hasil percobaan frekuensi 50 Khz No

1 2 3 4 5 6 7

Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Frekuensi

Vin

Vout

I-in

I-out

S

P

Efisiensi

(kHz) 50 kHz 50 kHz 50 kHz 50 kHz 50 kHz 50 kHz 50 kHz

(Volt) 6.14 6.17 6.25 6.29 6.32 6.33 6.22

(Volt) -0.797 -1.72 -2.83 -4.12 -5.65 -5.92 -3.46

(A) 0.07 0.13 0.23 0.41 0.72 1.24 1.91

(A) -0.062 -0.086 -0.116 -0.148 -0.192 -0.223 -0.229

(Watt) 0.4298 0.8021 1.4375 2.5789 4.5504 7.8492 11.8802

(Watt) 0.04941 0.14792 0.32828 0.60976 1.0848 1.32016 0.79234

(%) 11.4969753 18.4415908 22.8368696 23.6441894 23.8396624 16.8190389 6.66941634

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Puji Iswandi

Tugas 10/ 30-12-2014

4211301025

Mekatronika 3A

6. Wiring Gambar

Gambar 4. Wiring rangkaian Buck-Boost Konverter

7. Gambar Gelombang

Bentuk gelombang Frekuensi 2 Khz

Gambar 5. Duty cycle 20%

Gambar 6. Duty cycle 30%

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Gambar 7. Duty cycle 40%

Gambar 8. Duty cycle 50%

Gambar 9. Duty cycle 60%

Gambar 10. Duty cycle 70%

Gambar 11. Duty cycle 80%

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Bentuk gelombang Frekuensi 10 Khz

Gambar 12. Duty cycle 20%

Gambar 13. Duty cycle 30%

Gambar 14. Duty cycle 40%

Gambar 15. Duty cycle 50%

Gambar 16. Duty cycle 60%

Gambar 17. Duty cycle 70%

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Gambar 18. Duty cycle 80%

Bentuk gelombang Frekuensi 50 Khz

Gambar 19. Duty cycle 20%

Gambar 20. Duty cycle 30%

Gambar 21. Duty cycle 40%

Gambar 22. Duty cycle 50%

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Gambar 23. Duty cycle 60%

Gambar 25. Duty cycle 80%

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Gambar 24. Duty cycle 70%

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

8. Analisa 1. Perhitungan dengan menggunakan data teori: a. Hitunglah Vo Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Frekuensi

Vin

Vout

(kHz) 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz

(Volt) 6 6 6 6 6 6 6

(Volt) -1.5 -2.57 -4 -6 -9 -14 -24

Frekuensi

Vin

Vout

S

(kHz) 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz

(Volt) 6 6 6 6 6 6 6

(Volt) -1.5 -2.57 -4 -6 -9 -14 -24

(Watt) -0.09 -0.15 -0.24 -0.36 -0.54 -0.84 -1.44

b. Hitunglah P dan S! Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

P (Watt) 0.02 0.06 0.16 0.36 0.81 1.96 5.76

c. Hitunglah effisiensi ! Duty Cycle (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70%

Frekuensi

Vin

Vout

S

(kHz) 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz 2/10/50 kHz

(Volt) 6 6 6 6 6 6

(Volt) -1.5 -2.57 -4 -6 -9 -14

(Watt) -0.09 -0.15 -0.24 -0.36 -0.54 -0.84

P (Watt) 0.02 0.06 0.16 0.36 0.81 1.96

Efisiensi (%) 25 42.85 66.66 100 150 233.33

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Puji Iswandi

Tugas 10/ 30-12-2014

80%

2/10/50 kHz

6

4211301025

-24

-1.44

Mekatronika 3A

5.76

400

2. Perbandingan hasil teori dan praktek a. Hitunglah persentase error dari Vo! Vout Praktek (Volt) -0.68 -1.57 -2.54 -3.77 -5.28 -6.64 -6.47

Vout Teori (Volt) -1.5 -2.57 -4 -6 -9 -14 -24

% error Vo (%) 54.66 38.94 36.5 37.16 41.33 52.57 73.04

b. Hitunglah persentase error dari P dan S! S S Duty Cycle S Teori Praktek Praktek 2 Khz 10 Khz (%) 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

(Watt) -0.09 0.1543 -0.24 -0.36 -0.54 -0.84 -1.44

S Praktek 50 Khz

% error S 2 Khz

% error S 10 Khz

% error S 50 Khz

(%) 169.3333

(%) 238.4444

(%) 577.5556

302.2222

301.25

619.8796

(Watt) 0.0624

(Watt) 0.1246

(Watt) 0.4298

0.312

0.3105

0.8021

0.6864 1.4283 2.8566 6.1845 8.3028

0.621 1.4375 386 358.75 698.9583 1.1799 2.5789 496.75 427.75 816.3611 2.2392 4.5504 629 514.6667 942.6667 4.326 7.8492 836.25 615 1034.429 5.4557 11.8802 676.5833 478.8681 925.0139 P Praktek 10 Khz

Duty Cycle

P Teori

P Praktek 2 Khz

P Praktek 50 Khz

(%) 20% 30% 40% 50%

(Watt) 0.0225 0.06612 0.16 0.36

(Watt) (Watt) (Watt) 0.04012 0.04437 0.04941 0.13188 0.1428 0.14792 0.28194 0.31696 0.32828 0.52403 0.62205 0.60976

% error P 2 Khz

% error P 10 Khz

% error P 50 Khz

(%)

(%)

(%)

78.3111

97.2

119.618

99.4481

115.963

123.706

76.2125

98.1

105.175

45.5639

72.7917

69.3778

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

60% 70% 80%

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

0.81 0.91872 1.15297 1.0848 -13.4222 42.342 1.96 1.50728 2.00375 1.32016 23.09796 2.23214 5.76 1.43634 1.79896 0.79234 75.06354 68.76806

3. Buatlah Grafik Tegangan Output terhadap dutycycle, untuk setiap frekuensi

33.9259 32.6449 86.2441

ELEKTRONIKA DAYA / MK- 4307 Tugas 10/ 30-12-2014

Puji Iswandi

4211301025

Mekatronika 3A

Pertanyaan 1. Jelaskan prinsip kerja Buck-Boost Converter ? Prinsip kerja rangkaian ini dibagi menjadi 2 mode yaitu mode 1 saat switch di-ON kan dan mode 2 saat switch di-OFF kan. Switch ON, inductor mendapatkan tegangan dari input dan mengakibatkan adanya arus yang melewati inductor berdasarkan waktu dan dalam waktu yang sama kapasitor dalam kondisi membuang dan menjadi sumber tegangan dan arus pada beban. Saat switch OFF, tegangan input terputus yang menyebabkan mulainya penurunan arus dan menyebabkan ujung diode bernilai negative dan inductor mensuplai kapasitor dan beban. Jadi saat switch ON arus beban disuplai oleh kapasitor dan saat switch Off disuplai oleh inductor. Besar kecilnya nilai tegangan output diatur berdasarkan duty cycle pada switch. Bila D>0.5 maka output akan lebih besar dari input. Sedangkan bila D...