Penyalaan SCR
advertisement
PENY YEARAH SA ATU FASA A TERKEND DALI FA AKULTAS TE EKNIK UNP JOBSHEET/L J LABSHEET JU URUSAN : TE EKNIK ELEKT TRO NOMOR N :V PR ROGRAM ST TUDI :DIV V WAKTU W : 2 x 50 MENIT MA ATA KULIAH /KODE : EL LEKTRONIKA A DAYA 1/ TOPIK T : PE ENYALAAN SCR S TE EI051 I. TUJUAN 1. 1 Mahasisw wa terampil mengoperasi m ikan rangkaiian SCR padda sumber dcc dan sumbeer ac 2. 2 Mahasisw wa dapat mem mahami karaakteristik SC CR II. TEORI SIN NGKAT Thyrristor atau SCR S (Siliconn Controlledd Rectifier) aadalah salah h satu pirantti unakan pada elektronikaa daya sebaggai bistable switch, yangg semikonduktoor yang digu beeroperasi darri keadaan non-konduks n si ke keadaan n konduksi. SCR terdirii dari 4 buahh layyer semikonnduktor beruupa tipe n (bberfungsi seebagai anodaa) dan tipe p (berfungssi sebagai katod da) yang salling berganttian, seperti p-n-p-n. SCR mempuunyai 3 buahh b seebagai peng gontrol. SCR R terrminal yaituu anoda, kaatoda dan ggate yang berfungsi meempunyai 3 buah junction, yaitu J1, J2, dan J3.. SCR dikataakan sebagai saklar dayaa semi terkendaali, karena teegangan gate hanya dap pat digunakaan untuk pennyalaan sajaa. CR akan konnduksi ketikka gate dibeeri tegangan dan akan teetap kondukksi walaupunn SC teggangan di gaate telah nol. Gambar 1. Simbol dan konntruksi SCR k dan tidak ada teegangan padaa Ketikaa anoda lebihh positif dibbandingkan katoda gaate, maka jun nction J1 daan J3 akan ddibias maju (forward biaas) dan juncction J2 akann dibbias mundurr (reverse biaas). Karena J2 dibias muundur, makaa tidak ada konduksi k atauu paada keadaan off. Jika nillai Vak dinaiikkan mendeekati teganggan breakdow wn VBO padaa thyyristor, avallanche break kdown dari J2 akan menggantikan m nnya dan thhyristor akann mu ulai mengko onduksi atau u pada keadaaan hidup (oon state). K Karakteristi V-I V SCR saaat tiddak ada teganngan gate diitunjukkan ooleh Gambarr 2. Gam mbar 2. Karakteeristik SCR tannpa tegangan gate 2 22 Gaambar 3 mennunjukkan karakteristik k V-I SCR keetika diberi ttegangan gatte. SCR akann semakin cepatt konduksi ketika k diberi tegangan gaate lebih besaar. Gambar 3. Karakteristik K SC CR dengan mem mberi tegangann pada gate Dengan n karakterisstik ini, kiita dapat mengatur sudut penyyalaan SCR R beerdasarkan nilai n tegang gan yang diberikan d p pada gate. Sudut penyyalaan SCR R disimbolkan dengan d α daan sudut pem madamannyaa disimbolkan dengan β. β Gambar 4 meenunjukkan bentuk geloombang outpput penyearahh SCR dengan sudut pennyalaan 90°. Gamb bar 4. Gelombaang output penyyearah dengan SCR ketika suudut penyalaann 90° Peemadaman SCR S dapat dilakukan denngan : 1.. Menurunkkan tegangann sumber sam mpai dibawaah tegangan Breakover (V VBR). 2.. Memutuskkan tegangan n anoda 3.. Memberikkan tegangann balik pada anoda. Pada peenyearah denngan beban murni, suduut pemadam mannya adalaah β = 180° . Peemadaman teerjadi karen na adanya tegangan balik k pada anodda saat tegan ngan sumbeer beerada pada siiklus negatiff. Penyalaaan SCR dappat dilakukann dengan sum mber AC daan sumber DC. Gambar 5 meenunjukkan bentuk rang gkaian penyaalaan SCR. 2 23 Load R SCR D S (a) (b) (c) (d) Gambar 5. Bentuk rangkaian trigger SCR. (a) Trigger dengan sumber dc. (b) Trigger sumber ac (c) Trigger sumber ac dengan R variable. (d) Trigger dengan R dan C III. BAHAN DAN ALAT 1. Power Suplply dc 0-12 Volt 2. Transformator stepdown 6 Volt 3. SCR (Silicon Controlled Rectifier) 4. Resistor 100, 1K, 1K5 Ω 5. Variabel Resistor 50K 6. Kapasitor 22 µF 7. Dioda silikon 8. Osiloscop 9. miliamperemeter 10. Multimeter 11. Saklar 12. Pushbutton 13. Lampu senter 14. Kabel jumper IV. LANGKAH KERJA 1. Penyalaan SCR dengan sumber DC a. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk percobaan b. Buatlah rangkaian seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 6. S2 NC S1 + NO V 4 Volt SCR Lampu senter - mA + Gambar 6. Rangkaian percobaan penyalaan SCR dengan sumber DC 24 c. d. e. f. g. Periksa kebenaran rangkaian anda melalui instruktur Hubungkan rangkaian dengan sumber dc 4 Volt. Amati kondisi lampu sebelum gate SCR ditrigger Tekan pushbutton S1 untuk mentrigger gate SCR. Amati kondisi lampu dan catat hasil pengukuran miliamperemeter dan voltmeter h. Tekan pushbutton S2 untuk pemadaman SCR. Amati kondisi lampu dan alat ukur. Masukkan hasil pengamatan ke dalam tabel 1. 2. Penyalaan SCR dengan sumber AC A. Trigger dengan Variabel Resistor a. Buatlah rangkaian seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 7. Dan periksa kebenaran rangkaian melalui instruktur b. Kalibrasi osiloskop. c. Hubungkan rangkaian dengan sumber. d. Sebelum mentrigger gate SCR amati gelombang input, output SCR dan bentuk gelombang pada kaki gate SCR. Untuk mengamati gelombang output tempatkan prof Y osiloskop ke titik A dan prof ground ke titik G, sedangkan untuk mengamati gelombang input pindahkan prof Y ke titik B. Untuk mengamati gelombang gate SCR , tempatkan prof Y ke titik C dan prof G ke titik G. e. Amati miliamperemeter f. Lakukan pentriggeran dengan menekan saklar S dan atur sudut penyalaan SCR sesuai table melalui pengaturan potensio pada posisi 0, ¼, ½, ¾ dan 1. g. Catat hasil pembacaan alat ukur dan amati bentuk gelombang input, output dan gate SCR h. Masukkan semua hasil pengamatan ke dalam table 2. i. Ubah nilai beban. Ulangi langkah f sampai h. B Y 50K R X 6 Volt 220 Vac G C D CT S 6 Volt R Load G G SCR R 100 - mA + A Gambar 6. Rangkaian percobaan penyalaan SCR dengan sumber AC melalui variable resistor B. Trigger dengan Variabel Resistor dan Kapasitor a. Buatlah rangkaian seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 8. Dan periksa kebenaran rangkaian melalui instruktur b. Kalibrasi osiloskop. c. Hubungkan rangkaian dengan sumber. 25 d. Sebelum mentrigger gate SCR amati gelombang input, output SCR dan bentuk gelombang pada kaki gate SCR. Untuk mengamati gelombang output tempatkan prof Y osiloskop ke titik A dan prof ground ke titik G, sedangkan untuk mengamati gelombang input pindahkan prof Y ke titik B. Untuk mengamati gelombang gate SCR , tempatkan prof Y ke titik C dan prof G ke titik G. e. Amati pembacaan alat ukur f. Lakukan pentriggeran dengan menekan saklar S dan atur sudut penyalaan SCR sesuai tabel melalui potensio. g. Catat hasil pembacaan voltmeter dan miliamperemeter dan amati bentuk gelombang input, output dan gate SCR h. Masukkan semua hasil pengamatan ke dalam table 3. i. Ubah nilai beban. Ulangi langkah f sampai h. μF Gambar 7. Rangkaian percobaan penyalaan SCR dengan sumber AC melalui variable resistor dan kapasitor Tabel 1. Hasil Percobaan Penyalaan SCR Dengan Sumber DC Kondisi Saklar V (Volt) A (mA) Lampu (hidup/mati) S1 OFF dan S2 OFF S1 ON dan S2 OFF S2 OFF Tabel 2. Hasil Percobaan Penyalaan SCR Dengan Variabel Resistor Beban Ω 100 1K Posisi Potensio Tanpa gate Arus (mA) Tegangan (Volt) Sumber Beban Gate Bentuk Gelombang Sumber Beban Gate 0 ¼ ½ ¾ 1 0 ¼ ½ ¾ 1 26 Tabel 3. Hasil Percobaan Penyalaan SCR Dengan Variabel Resistor dan Kapasitor Beban Ω 100 1K Sudut Penyalaan Tanpa gate Arus (mA) Tegangan (Volt) Sumber Beban Gate Bentuk Gelombang Sumber Beban Gate 0° 30° 60° 90° 135° 180° 0° 30° 60° 90° 135° 180° V. TUGAS Buatlah laporan sementara berdasarkan hasil praktek yang telah anda dapatkan, kemudian buatlah laporan lengkap dengan menganalisa hasil pengamatan sesuai dengan rumus yang diberikan pada teori di atas untuk dikumpul minggu depan VI. ANALISIS 1. Jelaskan cara kerja penyalaan dan pemadaman SCR dengan sumber DC 2. Jelaskan hubungan posisi potensio dengan tegangan output SCR 3. Jelaskan cara kerja pemadaman SCR pada percobaan 2 dan 3 27