Teori-Pembuatan Inverter DC ke DC

Februari 12, 2015

Masih ingat artikel saya tentang joule thief? Dengan rangkaian sederhana itu kita bisa menyalakan beban dengan sumber tegangan yang tidak mencukupi. Berhubungan dengan itu, maka disini saya sajikan teori pembuatan inverter DC-DC. Mengapa saya tulis teori? Karena saya belum mempraktekkannya. Biasalah bibi aya sareng mamang dana nuju teu aya.

Inverter adalah sebuah rangkaian untuk mengubah sinyal rata pada DC menjadi bergelombang. Seperti kita ketahui pada hukum Biot Savart dan Hukum faraday. Bahwa di sekitar arus listrik terdapat medan magnet dan disekitar medan magnet terdapat medan listrik. Magnet yang dibuat dari listrik ini disebut elektromagnet. Saat sekolah dasar, kita pernah praktek IPA tentang elektromagnet. Diantaranya, membuktikan terdapat medan magnet disekitar arus listrik, yaitu dengan mendekatkan kompas pada kawat yang dialiri listrik. Juga ketika sebatang paku dililit kabel dan dialiri listrik maka paku tersebut menjadi magnet.

Namun saat arus listrik diputus, sifat magnet itu pun menghilang. Tapi seperti saya bilang pada artikel yang ini tentang hukum kekekalan energi, sifat magnet tersebut bukanlah menghilang atau musnah. Tapi diubah ke energi lain yaitu medan listrik. Nah perubahan inilah yang dimanfaatkan trafo/transformer/transformator untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Jika lilitan dari sumber tegangan lebih banyak dari lilitan ke beban, maka transformator tersebut akan menurunkan tegangan. Namun jika jumlah lilitan dari sumber lebih sedikit dari lilitan jumlah lilitan trafo yang nyambung ke beban maka trafo akan menaikkan tegangan.

Karena bekerja berdasarkan induksi elektromagnet, maka transformer harus diberi tegangan naik dan turun secara cepat agar dapat menginduksi lilitan lainnya. Contoh jika kita menyambungkan baterai 9 volt pada pin trafo 9 volt, maka pada pin 220v tidak akan ada tegangan. Tapi jika kita baca uraian diatas, maka saat batere dilepas akan ada lonjakan tegangan pada pin 220v meskipun sebentar dan tegangan tidak sampai 220v. Silahkan coba sendiri :D

Agar dapat menginduksi lilitan 220v ini, maka kita harus memutus-menyambungkan alat ini secara cepat. Maka kita gunakan saklar, misalnya saklar toggle. Lakukan on-off secara cepat, semakin cepat putus-nyambung, semakin baik induksi listriknya.

Dari uraian di atas, kita simpulkan agar trafo dapat bekerja, maka kita butuh tegangan yang naik-turun. Masalahnya Arus DC yang keluar dari baterai/aki/accu/kapasitor/penyimpanan muatan listrik itu adalah arus rata bukan arus yang bergelombang. Beda dengan arus DC yang keluar dari dioda ataupun langsung dari AC, yang arusnya tidak rata/bergelombang. Untuk itulah kita gunakan rangkaian yang dapat membuat arus rata DC ini menjadi bergelombang bahkan bolak-balik, rangkaian itu inverter.

Inverter hampir sama dengan joule thief, bedanya pada joule thief ada lilitan primer dan sekunder yang digabung. Baik joule thief maupun inverter, rangkaian ini menggunakan transistor yang difungsikan sebagai saklar. Agar arus rata DC menjadi bergelombang naik-turun.

~~Oh ya bagi yang belum tahu, inilah animasi perbedaan grafik tegangan DC rata, DC on-off (squarewave), DC bergelombang (dari AC->dioda) batal filenya terlalu besar.~~

DC bergelombang biasanya digunakan pada inverter frekuensi tinggi yang akan menghasilkan tegangan sangat tinggi. Contohnya pada raket nyamuk, taser, stungun, HVDCPS dsb. Untuk inverter rumahan, biasanya digunakan DC bergelombang frekuensi rendah. Dengan dua buah transistor saja, maka kita bisa membuat inverter. Berikut rangkaiannya.

Untuk kedua resistor itu gunakan nilai 1kOhm 2watt.

Untuk kedua transistor gunakan transistor daya, misalnya 2n3055, TIP41/ TIP31

Untuk trafo gunakan yang CT. Voltase tergantung tegangan batere/aki. Jika berasal dari baterai 6v berarti gunakan 6v CT dengan arus minimal 1ampere.

Besarnya daya yang keluar dari trafo tergantung dari sumber tegangan, transistor dan trafo. Semakin besar kapasitas aki semakin besar pula daya yang dihasilkan. Semakin banyak transistor, semakin besar juga daya dihasilkan. Semakin besar kuat arus yang dapat dialirkan trafo semakin bersar daya yang dihasilkan.

Misalkan sebuah aki 12v 5AH akan digunakan untuk menyalakan neon 220v 30watt. Apakah bisa? bisa dong, karena aki punya daya 60watt dan neon 30watt, jadi masih bisa tersupply. Eits masalahnya trafonya tuh 220v 100mA. Wah wah tentu belum bisa. Daya yang disediakan 60watt, daya yang dihasilkan maksimal 22watt (220x0,1A=22) sedangkan daya yang dibutuhkan 30watt. Gak akan nyala... Mungkin bisa nyala tapi bakal redup.

Rangkaian diatas rangkaian inverter yang paling sederhana. Rangkaian ini menghasilkan gelombang segitiga noise frekuensi tinggi sehingga penggunaannya lebih cocok untuk alat yang sederhana juga. Misalnya lampu, solder, rice cooker, setrika, dsb.

Lagipula penggunaan inverter tidak cocok digunakan untuk sehari-hari. Tidak menghemat energi listrik PLN. Sehingga pengeluaran biaya listrik bulanan tetep saja segitu.

Penjelasannya tetep sama yaitu menggunakan konsep energi dan daya.

Misalkan sebuah accu 12v 32AH artinya aki tersebut mampu memberikan daya maksimum 384watt selama 1 jam. Jika digunakan untuk menyalakan TV 50watt maka aki tersebut akan bertahan selama (384:50=7,68jam) 7 jam 40 menit kurang. Mengapa kurang? karena sebagian energi listrik itu juga di ubah menjadi energi panas.

Sebelum kita menggunakan aki ini, kita pasti mengisi setrumnya dulu kan?. Nah dalam mengisi setrum aki ini juga pakai listrik PLN kan? Jadi tetap saja mau menyalakan TV langsung dari PLN ataupun lewat aki, energi yang digunakan tetap sama. cuma caranya yang berbeda. Satu-satunya cara menghemat (biaya) listrik PLN yaitu ya jangan menggunakannya. Matikan lampu kamar mandi jika tidak digunakan, cabut chargeran hp, dsb.