RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

8
Jumal Tekaik Energi, Vol 3No I April 2013 ISSN: 2089 - 2527 Penyearah, Pengendalian Pengisian Baterai, BCR, dan Tegangan clqn qrus RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI PENUH DAN BCR PADA UPS (UNINTRERRAPTABLE POWER SaPPLY) Abstruk Penyearah terkendali penuh dan BCP. (Battery Charge Controller) merupakan perangkat utama dari peralatan UPS (Uninteruptqble Power Supply). Penyearah terkendali penuh berfungsi untuk mensuplai tegangan searah kepada BCR, dan BCR berfungsi untuk mengatur pengisian kepada baterai. Pengisian baterai secara paksa pada tegangan konstan dengan arus yang sesuai dengan resislansi baterai akan berdampak kepada penurunan masa hidup baterai, disamping tingginya efek penguapan fluida batelai. Pengendalian tegangan masuk baterai saat pengisian sebagai fungsi tegangan baterai akan mengatur besaran aliran arus pengisian. Pengisian baterai melalui BCR disesuaikan dengan tcgangan baterai sehingga BCR dapat mengendalikan dengan penetapan tegangan 13,5 V untuk batas atas (HVD) dan 10,5 V untuk batas bawah (L\rD). Berdasarkan hasil pengujian kinerja sistem penyearah terkendali penuh dan BCR pada baterai 12 V kapasitas l0 Ah, menunjukkan bahwa pada tegangan keluaran penyearah terkendali penuh sebesar 12 V, BCR dapat melakukan pengisian baterai dalam keaadan kosong selama 220 menit dengzrr variasi arus dari 2, 5 A sampai 0,2 A. Kata kunci pengisian. PENDAHULUAN Perangkat komputer atau elektronik khusus membutuhkan catu daya listrik yang terus menerus. Uninterruptible Power Supply (UPS) merupakan sistem penyedia daya listrik yang mampu memasok tenaga listrik saat diperlukan dalam waktu yang cepat, sehingga dampak kehilangan data dapat dihindari. Komponen utama untuk mendukung ke{a UPS adalah sistem penyearah arus listrik sebagai pengisi baterai, sehingga inyerter dapat 'memberikan cahr daya listrik bolak-balik saat terjadi kegagalan pasokan daya listrik dari PLN. Umumnya UPS terdiri atas inverter, batetai, pengisi baterai, rangkaian pengendali pengisi baterai, stabilisator, saklar pengalih dan indikator. Rangkaian pengendali pengisi baterai atau dikenal dengan BCR berfungsi untuk mengendalikan proses pengisian baterai- Saat baterai terisi penuh maka sistem pengendali akan melakukan pe ntah pemutusan rangkaian pengisian baterai. Secara konvensional, rangkaian penyearah menggunakan diode sistem bridge rJan BCR hanya diperlukan sebagai pemutus daya listrik saat tegangan baterai mencapai l2 Volt. Rancang bangun penyearah terkendali penuh dan BCR bertujuan untuk menghasilkan besaran tegangan yang sesuai kebutuhan dan pengendalian arus sesuai dengan kenaikan tegangan baterai. 191 Aceng Daudr, Iqlima Endah Sariyulianti2 Jurusan Teknik Konversi Energi - Politeknik Negeri Bandung e-mail: daud [email protected]; [email protected] METODOLOGI Penyearah adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah arus AC menjadi DC. Penyearah terkendali, yaitu penyearah yang menggunakan thyristor sebagar komponen penyearah yang diatur sudut penyalaannya. Tegangan keluaran DC yang dihasilkan dapat diubah sesuai dengan sudut pulsa penyalaan pada gote thyristor yang dibangkitkan sccara khusus oleh rangkaiat trigger.

Transcript of RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Page 1: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Jumal Tekaik Energi, Vol 3No I April 2013 ISSN: 2089 - 2527

Penyearah, Pengendalian Pengisian Baterai, BCR, dan Tegangan clqn qrus

RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI PENUHDAN BCR PADA UPS (UNINTRERRAPTABLE POWER

SaPPLY)

Abstruk

Penyearah terkendali penuh dan BCP. (Battery Charge Controller) merupakan perangkatutama dari peralatan UPS (Uninteruptqble Power Supply). Penyearah terkendali penuhberfungsi untuk mensuplai tegangan searah kepada BCR, dan BCR berfungsi untuk mengaturpengisian kepada baterai. Pengisian baterai secara paksa pada tegangan konstan dengan arusyang sesuai dengan resislansi baterai akan berdampak kepada penurunan masa hidup baterai,disamping tingginya efek penguapan fluida batelai. Pengendalian tegangan masuk baterai saatpengisian sebagai fungsi tegangan baterai akan mengatur besaran aliran arus pengisian.Pengisian baterai melalui BCR disesuaikan dengan tcgangan baterai sehingga BCR dapatmengendalikan dengan penetapan tegangan 13,5 V untuk batas atas (HVD) dan 10,5 V untukbatas bawah (L\rD). Berdasarkan hasil pengujian kinerja sistem penyearah terkendali penuhdan BCR pada baterai 12 V kapasitas l0 Ah, menunjukkan bahwa pada tegangan keluaranpenyearah terkendali penuh sebesar 12 V, BCR dapat melakukan pengisian baterai dalamkeaadan kosong selama 220 menit dengzrr variasi arus dari 2, 5 A sampai 0,2 A.

Kata kuncipengisian.

PENDAHULUAN

Perangkat komputer atau elektronik khususmembutuhkan catu daya listrik yang terus menerus.Uninterruptible Power Supply (UPS) merupakansistem penyedia daya listrik yang mampu memasoktenaga listrik saat diperlukan dalam waktu yangcepat, sehingga dampak kehilangan data dapatdihindari. Komponen utama untuk mendukungke{a UPS adalah sistem penyearah arus listriksebagai pengisi baterai, sehingga inyerter dapat

'memberikan cahr daya listrik bolak-balik saatterjadi kegagalan pasokan daya listrik dari PLN.Umumnya UPS terdiri atas inverter, batetai,pengisi baterai, rangkaian pengendali pengisibaterai, stabilisator, saklar pengalih dan indikator.

Rangkaian pengendali pengisi baterai atau dikenaldengan BCR berfungsi untuk mengendalikanproses pengisian baterai- Saat baterai terisi penuhmaka sistem pengendali akan melakukan pe ntahpemutusan rangkaian pengisian baterai. Secarakonvensional, rangkaian penyearah menggunakandiode sistem bridge rJan BCR hanya diperlukan

sebagai pemutus daya listrik saat tegangan bateraimencapai l2 Volt.

Rancang bangun penyearah terkendali penuh danBCR bertujuan untuk menghasilkan besarantegangan yang sesuai kebutuhan dan pengendalianarus sesuai dengan kenaikan tegangan baterai.

191

Aceng Daudr, Iqlima Endah Sariyulianti2Jurusan Teknik Konversi Energi - Politeknik Negeri Bandung

e-mail: daud [email protected]; [email protected]

METODOLOGI

Penyearah adalah suatu alat yang digunakan untukmengubah arus AC menjadi DC. Penyearahterkendali, yaitu penyearah yang menggunakanthyristor sebagar komponen penyearah yang diatursudut penyalaannya. Tegangan keluaran DC yangdihasilkan dapat diubah sesuai dengan sudut pulsapenyalaan pada gote thyristor yang dibangkitkansccara khusus oleh rangkaiat trigger.

Page 2: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Gambar 1. Penyearah EIC

Gambar 1 menunjukkan prinsip kerja daripenyearah satu-pulsa terkendali. Bila teganganmasukan berupa tegangan sinusoidal danbeban R, maka pada setengah gelombangpertz;ma thyristor mendapat bias-maju. Bilathyristor disulut pada sudut o, /lynstor Q1akan konduksi maka tegangan keluaran Vlakan muncul pada beban. Keadaan konduksiini berlangsung hingga tegangan kembali kenol dan mulai negatif (komutasi alamiah).Ketika tegangan negatif, maka Ql dalamkeadaan bias-mundur. Wakhr dari teganganmulai beranjak ke arah positif sampai denganthyristor mt;Jai konduksi disebut sudutpenyalaan atau sudut penyulutan c. Dengandemikian, tegangan keluaran penyearah dapatdiatur-atur dengan mengatur sudut penyalaanpulsa gale-nya, dalam hal ini dari 0' - 180".Bila sudut penyalaan a kecil, berarti thy'istorkonduksi secara dini sehingga tegangan (Vd)dan daya keluaran akan besar. Sebaliknya bilasudut a besar, tegangan (V6) dan dayakeluarannya akan kecil.

Perbandingan antara tegangan DC yang keluarterhadap tegangan AC yang ikut serta padahasil output-nya, yang dinamakan/a ctor ipple(riak). Notasi wttk factor ripple adalah r.Besarnya factor ripple dapat dihitung denganrumus:

Ror Do sA ac. = 1_-------------; x l00o/ol<or ponendc

Tegangan keluaran rata-rata DC padaoutputnya, dapat dihitung dengan rumus:

vo" - iJ v"t dt .................................... (2.1)

Komponen AC adalah harga rms dari teganganAC masukan. Factor ripple dapat dihitungdengan rumus:

. = 11!t.r1: - l),,2) x 100% ... ..... .......\2.2)'vac'

dimana V* merupakan harga rms total daritegangan output-nya, dapat dihitung dengan

rumus:

v.,* - (iJ rm sin(r - 300)dr )r/'?....... (2.3)

dimana Vu, dapat dihitung dengan rumus:

v"": IJ rzm sin(r - 300)dr ........ .......(2.4)y,1:f V:"..... (2.s)

Sistem kerja dari penyearah terkendali yaitudengan memanfaatkan Silicon ControlRectifier (SCR). SCR merupakan salah satujenis thyristor yang prinsip kerjanya miripdengan dioda namun dilengkapi gdre untukmengatur besamya tegangan fasa. SCR adalahkomponen semikonduktor yang terbentukdengan strukhr empat lapis PNPN (Positif-Negatif-Positif-Negatif) dengan tiga lapisansambungan PN. SCR memiliki tiga terminalyaitu anoda, katoda dan gale. Sambungan PN(PN junction) berturut-turut dari anoda diberisimbol J1, J2 dan J3 seperti terlihat pada

Gambar 2.

Dari Gambar 2 (a) dapat dipelajari sistemoperasi SCR. Apabila tegangan anoda lebihpositif dari katoda, sambungan J1 dan J3 padakordisi forward bias dan J2 pada kondisireverse bias. Pada kondisi ini SCR masihdalam kondisi memblokir tegangan maju.Agar arus dapat mengalir dari anoda ke katodamaka diberikan tegangan aritara gate terhadapkatoda. Jika pada katoda tegangan lebih positifdari anoda, sambungan J2 terbias majusedangkan Jl dan J3 terbias mundur. Hal iniseperti dioda-dioda yang terhubung seridengan tegangan balik bagi keduanya. SCRakan berada pada kondisi reverse blocking danarus bocor reverse (curent reverse) akanmengalir melalui device. SCR dapatdihidupkan dengan meningkatkan teganganmaju VAK diatas VBO, tetapi kondisi ini bisamerusak komponen.

-

I

t

,i

(a) (b) (c)

Gambar 2. Simbol (a), Struktur Fisik (b) dan (c)Karateristik pada SCR (Rashid, 1999)

Metode yang digunakan pada SCR adalahpemicuan melalui gcle (pemberian arus gate)yang dilakukan dengan mcmberi tegangan

192

a'

Page 3: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Jrunal Teknik Energi, Vol 3 No 1 April 2013

kccil saja pada gate katoda (tergantungspesifikasi produk), maka arus gate dapatmengalir dan membuat kondisi SCR dalamkeadaan on. Daerah kerja SCR adalah 0'-180'(sifat umum dioda), maka hanya pada daerahtersebut pengontrolan fasa dapat dilakukan.Apabila SCR telah terpicu, maka SCR beradadalam kondisi menghantarkan arus listrik.Untuk pengaturan fasa atau menghentikan aruslistrik maka diperlukan metode komutasi,yaitu mengusahakan tcgangan pada SCRadalah nol, sehingga arus tidak mengalir. Padasaat itu dapat dipastikan bahwa SCR dalamkondisi tidak dapat menghantarkan arus listrikdari anoda ke katoda hingga pemicuandimasukkan kembali.

Gambar 4. Rangkaian Pembangkit SinyalGerbang (Singh, 1998)

Pada Gambar 4 sinyal sinkonasr secaranormal didapat dari sumber yang sama dengansumber tegangan SCR. Sinyal ini didapatkandengan menggunakan transformatorsinkronasi. Sinyal ini kemudian diberikankepada IC Zero Crossing Detector (ZCD).P ada IC ZCD ini sinyal kemudian berkembangmenjadi gelombang kotak dengan pergeseranfasa 180' karena kita menggunakan masukaninverter. Tegangan ZCD besamya +10 voltdari tegangan sumber tl2 volt. Sinyalgelombang kotak kemudian digabungkan olehintegrator IC2. ICr adalah penggeser levelyang menggeser sinyal integrasi danmenghasilkan gelombang seperti yangditunjukkan Cambar 5 bagian C.

Gambar 5. Bentuk Gelombang KeluaranRangkaian Pembangkit Sinyal Gerbang (Singh,

1998)

Sinyal ini didapatkan saat sinyal Cdibandingkan dengan variabel tegangan DCpada Gambar 5 bagian D yang membantukomparator IC+. Bentuk gclombang yangdidapat tcrlihat seperti Gambar 5 bagian Eyang dibatasi oleh dioda zener, oleh karena itusinyal cocok dcngan TTL. Pulsa pada Gambar5 bagian F diumpankan ke monostabil yangmembcrikan keluaran komplemen padaGambar 5 bagian G dan Gambar 5 bagian H.

ISSN: 20ti9 - 2527

...7

fr'la

(a) (b)

Gambar 3. (a) Rangkaian Sederhana SCR(b) Bentuk Gelombang Hasil Pemicu SCR

(Rashid, 1999)

Gambar 3 (a) menunjukkan rangkaiansederhana SCR dan (b) menunjukkan jika SCRdipicu pada sudut o,", maka arus akan ditahandari 0'-u" dan arus akan melewati SCR secarapenuh dari u'-180". Pada 180'-360'SCR akanterbias mundur dan pemicuan tidak akanberguna karena SCR hanya dapatmenghantarkan ams jika terbias majusedangkan apabila terbias mundur SCR akanmcmbloking arus.

Agar diperoleh keluaran tegangan yang scsuaidengan kebutuhan maka diperlukan rangkaianpembangkit sinyal yang dikondisikan padasudut penyalaan c". Rangkaian pembangkitsinyal (pulsa pemicu) untuk konvcrtcr satufasa terdiri dari: (a) Zero crossing detector, (b)integrator, (c) level penggcser, (d) komparator,(e) monostabil, (f) 2 gerbang input AND, (g)astabil multivibrator, (h) penguat pulsa dan (i)transformator pulsa seperti terlihat padaGambar 4.

193

II

rI

A

Page 4: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Lebar pulsa Gambar 5 bagian G dan Gambar 5

bagian H diatur dengan jarak l0 mikrodetik.IC6 memiliki dua gerbang inptt AND. lC1adalah IC timer yang menghasilkan"gelombang pembawa" (pulsa frekuensi tinggidengan besamya frekuensi mencapai l0 kHz)ditunjukkan Gambar 5 bagian I. Lebar pulsaGambar 5 bagian G dan bagian H masing-masing di-lND-kan dengan frekuensi tinggi,karena itu didapatkan modulasi pulsa padaGambar 5 bagian Gl dan bagian Hl.Transistor Tl, T2 bertindak sebagai diverpenguat transformator pulsa TRl, TR2.Transformator TRl, TR2 tersebut akan men-drive runglaian gate-katoda SCR. Pulsa yangdidapatkan Gl dan Hl diumpankan ketransistor saklar yang bertindak sebagaipenguat. Dioda Dl dan D2 menyilang padabagian primer transformator pulsa untukmelindungi transistor. Dioda D+ dan D6 padagate-circuit melindungi SCR dari volragereverse yatrg kembali. Dioda D3 dan D5mencegah aliran balik arus dari gore selamaperiode konduksi.

Transformator Pulsa, Transformator pulsapada dasamya adalah sebuah transformatordengan pasangan 6 sumber pulsa energi listrikke beban yang bentuk dan sifatnya tidakberubah. Pulsa dari transformator ini dapatberulang maupun tidak berulang.Transformator pulsa sering digunakan untukpasangan generator pemicu pulsa denganthyristor, biasanya untuk mendapatkan isolasiantara dua rangkaian. Transformator pulsayang biasa digunakan untuk mengontrol SCRadalah dua kumparan dengan perbandingan1:l dan tiga kumparan dengan perbandingan1:l:1. Transformator pulsa yang digunakanpada penelitian ini adalah transformator pulsakecil yang hanya dapat menghantarkantegangan kecil pada lebar pulsa pada beberapamikrodetik. Rangkaian dasar daritransformator pulsa ditunjukkan pada Gambar6. Sinyal masukan diberi lambang E, ResistorR berfungsi sebagai pembentuk gelombangsinus dari arus I, dan nilai resistor harus lebihkecil dari impedansi transformator.

Inti transformator adalah material berlamelyang cepat jenuh. Oleh karena itu, bila arusprimer mencapai suatu harga, maka medanmagnet tidak akan naik lagi. Lilitan sekunderhanya akan terinduksi tegangan jika fluksmagnetik berubah. Dan jika fluks magnetiktetap maka tegangan pada lilitan kedua akanberharga nol. Bentuk gelombang keluaran daritransformator pulsa dituniukkan pada Gambar7.

IGambar 7. Bentuk Gelombang Keluaran

Transformator Pulsa (Wasito, 2001)

I

Gambar 6. Rangkaian DasarTransformator Pulsa (Wasito, 2001)

IC TCA 785. IC TCA 785 merupakan produk dariSiemen Semikonduktor Group yang dibuat untukmenghasilkan pulsa pemicu (trigger pulse) utlkmengonbol fasa pada SCR, ,nac, dan transistor,antara 0 derajat hingga 1ll0 derajat pada sumbertegangan AC. IC TCA 785 memerlukan sumbertegangan antara 8 Volt hingga l8 Volt, frekuensikerja l0 Hz hingga 500 Hz, serta temperatur kerjaantara 25'C hingga 85"C. Sinkronisasi sinyaldibutuhkan dengan menggunakan resistansi tingkattinggi dari tegangan saluran (V,).

IC ini dapat diaplikasikan pada kontroltegangan AC terkontrol (conventer) satu fasadan tiga fasa, dan kontrol tegangan DCtcrkontrol (DC chopper). IC ini memiliki kaki(pin) sejumlah 16. Gambar 8 adalahkonfigurasi pin IC TCA 785.

-.}\

194

Gamtrar 8. Konfigurasi Pin IC TCA 785

Page 5: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Jumal Teknik Energi, Vol 3 No 1 April 2013

Tabel 1. Deskripsi dari Konligurasi IC TCA785

PIN

I OND

02 2

QUQ2

sridoB, t.gaga (.'*raar Elq.)5

QZI TcgdSd tlrsrallt& ( s]d,,rad Drras. )

l0 r,6rq lq.6*6 lR" ? copoct w.)llt2 P.'lojancdn pulsa (,./i, .r,e,)ll Ll4 arl5 a

Prinsip kerja IC TCA 785 adalah sinyalsinkonasi dari tegangan sumber dihubungkanpada kaki nomor 5 (VSYNC) melalui resistorberhambatan tinggl Zero detector akartmenentukan letak titik nol dan disimpan kedalam memori si*Jon- Detector ini kemudianakan mengendalikan gelombang teganganyang sesuai dengan frekuensi sumbertegangan. Kapasitor C10 dan R9 akanmenentukan kemiringan dari bentukgelombang yang dihasilkan. Gelombang inikemudian dibandingkan dengan teganganreferensi Vl I oleh comparator (pembanding).Sinyal ouput d,ari comparator ini kemudianakan diteruskan ke rangkaian logika. Bilategangan referensi pada kaki 11 (Vll) padaposisi terendah, maka sudut penlulutan akanmenunjukkan a : 0 derajat. Sehingga untukmengatur sudut pemicuan dapat dilakukandengan mengatur besar tegangan yangdikirimkan ke pin I I (Vl l).

ISSN; 2089 - 2527

dimana:Vkontrol : tegangan kontrol yang dikirimkanke pin I I (Vl l); Vst : (Vl0) diatur bemilai 10

Volt, namun lebih tepatnya pengaturan sudutpemicuan dapat dilalrukan menggunakanosciloscope, sehingga dapat diperoleh hasilpengukuran yang lebih baik.

tr t

Gambar 9. Prinsip Kerja IC TCA 785

Persamaan yang dapat digunakan untukmendapatkan sudut pemicuan adalahpersamaan berikut :

-. , nno - - V<rrxrnot

4,

Gambar 10. Gelombang Keluaran IC TCA785

Baterai, Jenis baterai yang digunakan padasistem UPS ini berjenis aki (accumulator) l0Ah. Baterai ini umumnya mampu menjadisumber tegangan cadangan maksimal selamal0 jam dengan arus L A. Ada bcbcrapa halyang harus diperhatikan dalam pemakaianbaterai untuk memperpanjang siklus hidupbaterai adalah sebagai berikut :

a) Deep Of Discharger (DOD), yaitupresentasi dari tegangan pengosonganterhadap tegangan nominal yangdiperbolehkan untuk pemakaian baterai.

b) Over Charging (tegangan maksimalpengisian) yaitu presentasi teganganpengisian terhadap tegangan nominal yangdiperbolehkan dalam pengisian baterai.

c) Kapasitas pengisian baterai ataukemampuan arus pengisian yangdip erbolehkan untuk pengisian baterai.

d) Kapasitas pengosongan atau kcmampuanarus pengosongan yang diperbolehkanuntuk pengisian baterai.

PERANCANGAN

Perancangan penyearah dan BCR berhrjuanuntuk:a) Mengetahui pembuatan rangkaian

Penyearah Terkendali Penuh dan BCRpada UPS.

".0 "....

@-

195

l6

1

.fFle;....

Page 6: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

b) Mengetahui pengamh penggunaanPenyearah Terkendali Penuh untukcharger baterai pada UPS.

c) Mengetahui spesifikasi peralatan yangdigunakan untuk membuat rangkaianPenyearah Terkendali Penuh dan BCR.

d) Mengetahui karakteristik dan kinerjaPenyearah Terkendali Penuh dan BCRpada UPS.

Pada rancang bangtn Penyearah TerkendaliPenuh dan BCR, perancangan alat dibagimenjadi 2 bagian utama yakni perancanganalat yang pertama berupa perancangan fisikdari alat (box) dan yang kedua perancangankomponen elektronika yang terdiri darirangkaian Penyarah Terkendali Penuh d,an

rangkaian BCR.

Adapun skema diagram dari sistem UPS itusendiri dapat dilihat pada Gambar 1 1.

Gambar 13, Rangkaian BCR (BatteryCharger Regulator)

Cara kerja rangkaian di atas adalah pada saattegangan baterai di bawah nominal nilai titikbawah baterai (10,5 V), maka akan terjaditegangan saturasi pada output IC, karenaapabila V2 >V1 tegangan pada output IC akansesuai dengan nilai tegangan saturasi.Tegangan ini mempunyai fungsi sebagaitcgangan yang akan mensuplai baterai. Setelahproses pengisian, baterai mencapai titik matiatas baterai, maka akan teriadi V2<Vlsehingga tegangan output pada IC akanbenrbah menjadi 0 dan akibatnya baterai tidakakan terisi atau terjadi pemuh,rsan suplaiterhadap baterai. Pengisian dan pengosonganbaterai ini akan terjadi terus menerus terjadipada nilai tegangan baterai antara 10,5 Vmenuju 13,5 V. Kondisi ini diindikasikan olehlampu LED yang menyala, dan apabila lampuLED mati maka terindikasi bahwa baterai

J

Gambar ll. Skema Diagram UPS(Un i nterrupti b I e P ow er S upply)

:

Gambar 12. Penyearah Terkendali Penuh

BCR (Battery Charger Regulttor). BCR atauRangkaian Histerisis Pengatur Siklus

I

196

Pengisian Baterai adalah rangkaiankomparator tegangan yang dapatmembandingkan besar tcgangan masukan(Gambar l3). Pada rangkaian BCR initegangan referensi input ke baterai dalamrangkaian sebesar 12 Volt. Penggunaantegangan referensi ini berfungsi untukmenentukan titik mati atas rangkaian bekerjadan titik mati bawah rangkaian bekerja ataulebih dikenal sebagai IryD (High VoltageDisconecte{ dan L\aD (Low VoltageDisconected)-

Pada perencanaan penentuan nilai IIVD harussesuai dengan nominal baterai yang terpasang,sedangkan untuk nilai LVD berfungsi sebagaisaklar otomatis unhrk menghidupkan kinerjarangkaian histerisis. Nilai VHVp adalah sebesar13,5 V, sedangkan untuk nilai Vlyp sebesar10,5 V.

Penyearah Terkendali Penuh. Adapunskema rangkaian perancangan rangkaianpenyearah terkcndali penuh sepertiditunjukkan pada Gambar 12.

t;-_'l

Page 7: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Jurnal Teknik Energi, Vol 3 No t April 2013

sudah mencapai titik mati atas baterai danterjadi pemutusan pengisian baterai oleh suplaisecara otomatis.

IIASIL DAl\[ PEMBAHASAN

Jenis baterai yang digunakan pada rancang bangunpenyearah terkendali dan BCR yaitu be{enisakumulator l2V, l0 A-h.

Berdasarkan rangkaian pada Gambar 13, data hasilpengamatan pada tanggal 20 Juni 2011,diperliha&an pada Tabel 2. Pengukuran tegangandilakukan pada kaki komponen sebelum masukbaterai (+) dan ground (-), sedangkan pengukuranarus dilakukan pada kaki dioda sebelum masuk kebaterai.

Tabel 2. Data Pengujian Kinerja BCR padaSaat Pen an Baterai

Gamhar 16. Gralik'iengujian Kinerja BCRpada Saat Pengisian Baterai

KISIMPULAN

ISSN: 2089 - 2527

i,

Penggunaan penyearah terkendali penuh padasistem UPS berfungsi mengubah tegangan ACdari sumber (PLN) menjadi DC yangkeluarannya dapat diatur dari 0-12 Volt untukselanjutnya menjadi input pada rangkaianBCR.BCR berfungsi sebagai penghubung danpemutus arus pengisian baterai 12 Volt. TitikLVD pada rangkaizm ini sebesar 10.5 Vsedangkan titik HVD sebesar 13.5 V. Lamapengisian pada baterai sekitar 3 jam 40 menit.

! ,.r

Gambar 15. Grafik Pengisian Baterai

Gambar i5 menunjukkan karakteristikpengisian pada baterai 5 Ah. Denganmenggunakan rangkaian BCR ini makadidapatkan tegangan pengisian yang cukupstabil, yaitu l2 Volt dengan lama pcngisiansekitar 3 jam 40 menit ( 14 jam ).

Ip (A) vb (v) T (metrit)t2 2.50 10.71 10

t2 2.35 2D

r0.7310.88

t2 2.05 10.99 l0 10.99l2 1.80 I1.07 40 r l.07t2 11.19 50 I l.l9t2 1.45 I l.l5 11.35t2 1.30 t1.52 70 11.52t2 l.l5 11.68

t2 1.00 11.72t2 0.95 I1.75t2 0.80 t1.79 1t.79t2 0.75 I1.82 r20 lt.ri2

I l.E4 l]0 l].84t2 0.60 140 l1.87t2 0.55 I l.E9 r50 I1.89t2 0.50 I1.90 160 11.90

t t.92 t70 11.92t1. 0.,10 I80 I1.93t2 0.-15 190 I 1.94t2 200 I1.96t2 0.25 2t0 I | .91t2 0.20 11.98 220 I t.98

197

Dari data pengujian (Gambar 16) dapatdijelaskan bahwa BCR bekerja dengan baikpada saat pengisian. Pada saat awal pengisian,baterai dalam keadaan kosong dan lampuindikator pun menyala, yang menandakanbaterai terisi dengan baik. Pada saat pengujiandata diambil setiap l0 menit sekali. Perubahanyang terjadi pada tegangan dan arus tidakmengalami perubahan yang signifikan danrelatif konstan. Ams yang terukur pada setiappertambahan waktu, nilainya semakin kecil.Itu menandakan bahwa baterai mulai penuhterisi. Lampu indikator pada BCR mulai reduppada menit ke 200 dan pada menit ke 220lampu indikator mati. Hal ini mcnandakanbahwa baterai tclah tcrisi penuh.

DAFTAR PUSTAKA

Malvino, Albcrt Poul. 1984. Prinsip-PrinsipE I e kr o ni ka.l akarta:Erlangga.

Sutanto, Ir.Jusmin. 2005. PengantarElektronika Daya. Bandung:Politeknik Negeri Bandung, JurusanTeknik Energi.

Rasid, Warsito, 2001Singh, 1998

rr f o.6s

t 0.ri8

I l.60

T r L7,I rr.7s

ll87

t2 foa5

l60t Eo -frr68

fo:ol rL%ftLr?

TeoI roo

I uo

11.93

frL%

Page 8: RANCANG BANGUN PENYEARAH TERKENDALI UPS …

Zu.hal. 1995. DasarElektonikaPT.Gramedia.

Tenaga Listrik DanDaya. lakarta :

http://www.nubielab.com. DetecTor danKontrol IC TCA 785. - discoveringthe art and technology.

wwvr'.datasheetcatalo g.com

r98