Pengertian Power Supply Switching dan Cara Kerjanya

Pengertian Power Supply Switching dan Cara Kerjanya. Saat ini peralatan yang membutuhkan adaptor semakin beragam dan semakin banyak digunakan. Mulai dari peralatan yang murah seperti radio hingga smartphone. Kebutuhan adaptor sebagai sebuah alternatif pengganti baterai sangat disukai karena baterai tidak dapat bertahan lama dan secara otomatis membuat biaya operasional sebuah alat elektronik tersebut menjadi lebih besar. Dengan sebuah adaptor tidak lagi dibutuhkan baterai tetapi kelemahannya tidak bisa dibawa kemana-mana karena adaptor harus selalu terhubung ke jaringan listrik PLN. Tetapi walaupun demikian adaptor tetap digunakan. Dari berbagai adaptor yang yang terdapat di pasaran, adaptor konvensional dengan transformator penurun tegangan dan rangkaian regulator sederhana lebih banyak ditemukan dibandingkan adaptor yang menggunakan teknologi switching.
Baca juga : Pengertian Transduser dan Jenis jenis Transduser beserta Aplikasi Penggunaannya 

Istilah power supply switching mungkin bagi sebagian kita baru mengenalnya, padahal perangkat power supply ini sudah sejak lama diterapkan sebagai pengganti power supply trafo biasa nantinya. Power supply yang biasa kita pelajari adalah power supply regulator sederhana yang terdiri dari trafo, dioda jembatan dan kapasitor, beberapa terdapat penambahan IC regulator tegangan. Sederhananya, power supply switching tidak memakan tempat yang besar karena memiliki ukuran 80% lebih kecil daripada power supply konvensional.

Pengertian Power Supply Switching

Power Supply Switching adalah sebuah sistem power supply atau catu daya yang menggunakan teknologi switching. Power supply jenis ini menggunakan sebuah perangkat switching (sakelar) elektronik, dan biasanya power supply switching ini terdapat pada rangkaian sumber daya utama sebuah peralatan elektronik. Nama lain dari power supply switching adalah SMPS (Switched Mode Power Supply).

Pada SMPS tidak lagi menggunakan trafo inti besi yang berukuran besar sebagai penurun tegangan, tetapi hanya menggunakan sebuah trafo yang berukuran lebih kecil yang biasa disebut dengan trafo switching atau transformer switching. Power supply switching atau SMPS biasanya menggunakan transistor seri on atau off dan mempunyai frekuensi yang konstan untuk menswitching transistor seri tersebut untuk menghasilkan tegangan regulasi. Besarnya frekuensi switching tersebut adalah diatas 20 Kilo Hertz sehingga tidak dapat didengar oleh manusia.
Baca juga : Pengertian Buzzer Elektronika

Hampir seluruh peralatan elektronik saat ini menggunakan power supply dengan teknologi switching ini karena memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan power supply konvensional yang menggunakan trafo ini besi berukuran besar. Selain memiliki ukuran yang jauh lebih kecil, power supply switching juga memiliki efisiensi daya listrik hingga 83% jika dibandingkan dengan power supply konvensional. Power supply konvensional memiliki efisiensi yang rendah karena tegangan input yang jauh lebih tinggi dari tegangan outputnya akan berubah menjadi panas sehingga sebagian besar daya listrik input akan hilang karena berubah menjadi panas tersebut.

Komponen Utama Power Supply Switching

1. Pada blok Unregulated menggunakan 4 buah Dioda (Half Wave) tipe 1N5406 dan menggunakan elco dengan ukuran 400 volt 220 MF
2. Pada blok switching menggunakan Mosfet dengan tipe K 2141
3. Pada blok trafo Inverter menggunakan trafo tipe 1621-0074-00. TVE 9614
4. Pada blok Regulated menggunakan bermacam-macam ukuran dioda dan elco sesuai dengan tegangan yang dihasilkan dari trafo inverter
5. Pada blok Komparator menggunakan IC tipe UC 3842

Sumber : Telkom University

Cara Kerja Power Supply Switching

Power Supply Switching atau SMPS secara garis besar meliputi kerja :

• Penyearahan, merubah tegangan masukan AC menjadi tegangan keluaran DC
• Konverter, merubah tegangan DC menjadi tegangan keluaran DC sesuai kebutuhan
• Filtering, menghilangkan denyut atau ripple pada tegangan keluaran
• Regulasi, membuat tegangan keluaran agar tetap stabil terhadap perubahan tegangan masukan dan perubahan beban
• Isolasi, membatasi bagian primer dan bagian sekunder dengan tujuan agar chasis jika dipegang tidak menimbulkan bahaya akibat sengatan listrik
• Proteksi, mampu melindungi peralatan elektronik dari tegangan keluaran yang over serta melindungi power supply dari kerusakan jika terdapat suatu kesalahan

Sumber tegangan dari PLN akan mengalirkan arus masuk ke blok Unregulated (Dioda Kiprox dan elco), di blok ini tegangan AC dirubah menjadi tegangan DC yang kemudian tegangan masuk ke blok Switching (yang dimaksud switching adalah dapat berupa IC, transistor, Mosfet). Setelah itu tegangan masuk ke blog Inverter (Trafo inti Ferrit), di blok ini akan kembali terjadi perubahan tegangan yang tadinya sudah tegangan DC dirubah lagi menjadi tegangan AC, tetapi tegangan AC yang dihasilkan pada blok ini memiliki sifat yang berbeda dari tegangan AC sumber.

Tegangan AC yang dihasilkan dari blok Inverter kemudian masuk ke blok Regulated (Dioda Half Wave, Penyearah dan elco), di blok ini akan kembali terjadi perubahan tegangan yang tadinya tegangan AC akan berubah menjadi tegangan DC. Tegangan ini kemudian baru masuk ke beban dan ada juga yang masuk ke blok Komparator (blok ini berupa IC dimana IC ini masih terletak satu blok dengan blok power supply switching).

Berikut adalah fungsi dari blok-blok yang terdapat pada power supply switching :

1. Penyearah

Berfungsi untuk menyearahkan tegangan AC input 220/110 volt menjadi tegangan dengan arus searah (DC). Hasil dari penyearahan ini merupakan tegangan DC yang mengandung denyut dengan frekuensi 100 Hz, dikarenakan menggunakan penyearah rangkap.

2. Tapis Perata I

Berfungsi untuk meratakan tegangan hasil penyearahan. Tegangan DC disini bisa disebut dengan tegangan DC tidak teregulasi (Unregulated DC Voltage). Tegangan ini belum digunakan untuk rangkaian televisi atau monitor yang lainnya.

3. Switch Electronic

Berfungsi untuk memutus-mutus tegangan DC yang belum teregulasi dengan frekuensi yang sangat tinggi, frekuensinya minimal mendekati frekuensi Horizontal Osilator. Tujuan digunakannya frekuensi yang tinggi ini untuk memperoleh tingkat efisiensi yang tinggi. Komponen yang dapat digunakan untuk rangkaian switching antara lain adalah : Transistor, FET, SCR. Tegangan yang dihasilkan dari rangkaian switching berupa tegangan DC yang berdenyut dengan frekuensi berkisar 20 KHz.

4. Tapis Perata II

Berfungsi untuk menghilangkan denyut 20 KHz. Tegangan yang dihasilkan adalah tegangan rata (dapat dilihat melalui osiloskop). Biasanya kapasitor akan terdapat pada bagian ini.
Baca juga : Pengertian Kapasitor dan Jenis-jenisnya

5. Error Amp

Berfungsi untuk membandingkan tegangan keluaran dengan suatu tegangan yang dijadikan acuan (Refferance). Dari hasil perbandingannya diperoleh tegangan koreksi yang diumpankan ke Driver yang menyuplai switching. Dengan demikian diperoleh suatu besaran tegangan yang dapat diatur.