PowerPoint Template - Digilib

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL
PUSAT TEKNOLOGI AKSELERATOR DAN PROSES BAHAN
Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb, Yogyakarta 55281
Telah dilakukan pembuatan penguat pendorong generator RF untuk siklotron
proton 13MeV. Generator RF akan digunakan sebagai sumber tegangan
pemercepat bolak-balik
siklotron DECY-13 rancangan PTAPB-BATAN.
Berdasarkan dokumen rancangan dasar siklotron Decy-13 yang telah
dibuat, sumber tegangan bolak-balik bekerja pada frekuensi 77,667 MHz dengan
daya RF ±10 kW. Pada penelitian sebelumnya telah selesai dibuat RF exciter
menggunakan teknik Direct Digital Synthesizer (DDS). Agar exciter dapat
mendorong penguat daya RF diperlukan penguat pendorong yang keluarannya
mampu untuk mengendalikan keluaran daya RF yang diharapkan. Penguat
pendorong RF yang saat ini banyak digunakan untuk aplikasi akselerator adalah
teknologi transistor LDMOS. Setelah membandingkan beberapa tipe transistor
LDMOS prototip yang telah selesai dibuat dipilih menggunakan transistor LDMOS
tipe BLF578. Hasil pengujian penguat pendorong dengan tegangan kerja 42 Vdc
dan keluaran daya RF 400 W, diperlukan arus 15,3 A dan daya pendorong 1,4 W.
Setelah dilakukan perhitungan data hasil pengujian, diperoleh nilai koefisien
korelasi linier antara masukan dan keluaran R2=0,992, power gain 23,98 –
24,88, power-added efficiency 62 % dan disipasi panas tertinggi 270 W. Dari hasil
pengujian dapat disimpulkan bahwa prototip sudah berfungsi dan hasilnya sesuai
yang diharapkan, namun pendingin transistor BLF578 masih perlu disempurnakan
agar saat dioperasikan, panas yang ditimbulkan masih dalam batas aman.
Page  2
Page  3
DDS
RF exciter
10 Watt
Page  4
Penguat
pendorong
LDMOS
300 Watt
Penguat
Daya RF
10 kW
RF
Out
LCD Panel
LMB 62ADC
Drv. pwr
Arus
Tegangan
Atmega16
Penampil &
Sistem Trip
Trip/Alarm
Forward
Reflect
2
1
5
Suhu
RF
input
Atenuasi
RF
Switching
Power Supply
48 Vdc
Pengatur
Catu Daya
22 - 45 Vdc
Page  5
Penguat RF
Klas-AB
LDMOS-BLF578
Directional
Coupler
RF
out
3
1.Drain 1
2.Drain 2
3.Gate 1
4.Gate 2
5.Source
4
Pengujian dilakukan dengan memberi masukan sinyal RF berasal
dari RF DDS exciter yang daya RF keluarannya dapat diatur dari
0–10 Watt. Penguat RF pendorong daya keluarannya diukur
menggunakan Bird RF Directional Thruline Wattmeter Model 43
dan sebagai beban keluaran digantikan dengan resistor yang
impedansinya sesuai dengan keluaran penguat RF pendorong
yaitu dummy resistor 50 Ω
RF DDS
Exciter
Page  6
Penguat RF
Pendorong
LDMOS-BLF578
Bird RF Directional
Thruline Wattmeter
Model 43
1
2
101
3
5
4
9
6
6
5
1
7
4
8
1. Modul penguat RF LDMOS BLF578
2. Resistor atenuasi
3. Blower pendingin
4. Catu daya switching 48 Vdc
5. Modul pengatur tegangan catu daya
transitor BLF578
6. Trafo catu daya blower
7. Catu daya 12 Vdc
8. Modul mikrokontroler Atmega16
9. Panel LCD LMB162AD
10.Kipas penghisap udara
1. Switch ON/OFF
2. Tombol reset trip
3. Tombol pemilihan menu operasi
4. Liquid Crystal Display
5. Indikator trip:
CURR (arus penguat RF)
VDD (tegangan penguat RF)
REFL (Refected power)
TEMP (suhu pendingin penguat RF)
Page  7
1
2
3
6
6. Konektor DB-9 (RS-232)
450
Keluaran Daya RF [W]
400
y = 310.6x - 22.73
R² = 0.992
350
300
250
200
150
100
50
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Masukan Daya RF [W]
Dari data grafik telah dilakukan perhitungan dan diperoleh
persaman regresi linier y = 310,6x - 22,73 dengan R2 = 0,992
sehingga dapat disimpulkankan bahwa antara masukan dan
keluaran daya RF mempunyai korelasi yang sangat kuat.
Page  8
30.00
Gain [dB]
25.00
20.00
15.00
gain = 10 * LOG (
10.00
Pout
)
Pin
5.00
0.00
25
50
75
100
125
168
200
238
300
350
400
Keluaran daya RF [W]
Hasil pengukuran dan perhitungan diperoleh power gain penguat
pendorong dengan rentang gain 23,98 – 24,88. Hasil ini sesuai
dengan “Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578
Rev.02 4 Feb. 2010”, yang mana dinyatakan bahwa power gain
BLF578 minimum 24 dan tipikal-nya adalah 25.
Page  9
70
60
PAE [%]
50
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Keluaran daya RF [W]
Pada keluaran daya RF 400 Watt diperoleh PAE 62 %. Hasil ini
cukup memuaskan, meskipun masih harus ditingkatkan karena
“Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578” dinyatakan
bahwa PAE 70 %.
Page  10
Disipasi Daya RF [W]
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Keluaran Daya RF [W]
Disipasi tertinggi keluaran daya RF 400 Watt adalah 270 Watt
sehingga perlu diperhatikan apakah pendingin yang terpasang
sudah memenuhi syarat karena luasan flens pendingin BLF578
adalah 4,25 cm2
Page  11
Telah selesai dibuat penguat pendorong generator RF untuk
siklotron DECY-13 menggunakan teknologi transistor LDMOS
BLF578. Penguat pendorong RF telah diuji dengan tegangan kerja
42 Volt, masukan daya RF mulai 0,1–1,3 Watt dan diperoleh keluaran
daya RF 25–400 Watt. Pada keluaran daya 400 Watt penguat RF
pendorong menarik arus 15,3 A.
Data hasil pengujian setelah dihitung diperoleh: nilai koefisien
korelasi linier antara masukan dan keluaran R2 = 0,992, power gain
23,98 – 24,88, Power-added efficiency 62 % dan disipasi panas
tertinggi 270 W.
Meskipun prototip sudah berhasil dibuat dan hasilnya sesuai
yang diharapkan, tetapi pendingin transistor BLF578 masih perlu
disempurnakan agar pada saat dioperasikan secara kontinyu panas
yang ditimbulkan masih dalam batas aman.
Page  12
Page  13