1. SMPS (Switching Mode Power Supply) Part 1 === Melanjutkan pembahasan kemarin, bahwa SMPS cara kerja nya agak "merepotkan" di banding power supply analog biasa. Secara umum cara kerja SMPS sebagai berikut : 1. Tegangan PLN 220 VAC di jadikan DC menjadi sekitar 300 VDC 2. Tegangan ini di masukkan ke trafo switching dengan cara di putus - sambung dengan kecepatan tinggi (dari sinilah istilah switching lahir). 3. Dengan trafo switching (dalam hal ini), di turunkan tetap dalam bentuk AC (atau DC berdenyut) 4. Tegangan AC di searahkan kembali dengan dioda dan capacitor. 5. Tegangan output DC agar tidak terus meninggi di berikan "umpan balik" ke bagian switching di primer sekaligus "protect" kalau tegangan melampaui batas nya (intinya adalah pengaturan/ regulator tegangan dengan cara SMPS). === Sehingga bagian bagian utama nya : 1. Penyearah tegangan 220 VAC 2. Rangkaian pemutus - sambung (switching) 3. Trafo Switching 4. Penyearah tegangan dari trafo switching 5. Umpan balik sebagai pengaturan tegangan dan pengaman (protect). === Kita akan bahas satu per satu. Kita mulai dari bagian penyearah tegangan 220 VAC Pada skema : 1. Tegangan AC PLN 220 AC, Sinus, di aman kan oleh fuse (kalau kalau nanti ada konslet), di filter oleh C1, R1, dan T1 sehingga sinyal noise dari luar tidak masuk, dan sinyal noise dari proses switching ini juga nggak keluar ke jala jala listrik PLN. 2. Tegangan AC tidak terlalu mengalami penurunan oleh T1, masuk ke Dioda Bridge, sehingga menjadi DC dan lebih sempurnakan DC nya oleh Capacitor C2. 3. Saat di hidupkan pertama kali arus pengisian C2 sangat besar, untuk mengurangi itu di seri kan sebuah NTC RT1, sehingga saat dingin hambatan nya besar, tetapi setelah beberapa lama NTC panas, R turun dan tegangan sepenuh nya di searahkan. 4. Pada saat ini tegangan DC sudah ada sebesar kira kira 300 VDC pada C2 5. VDR atau Varistor adalah pengaman tambahan, dengan catatan ground ding PLN kita baik, kalau tidak komponen komponen ini menjadi percuma fungsi nya, tetapi juga tidak mengganggu. === sampai titik ini teknis service dilakukan dengan teknik ukur tegangan, tetapi hati hati bagian ba gian ini adalah bagian HOT alias nyetrum, kewaspadaan sangat di butuhkan.
Langkah service adalah : 1. Ukur tegangan AC pada input trafo T1, jika Nol berarti sekering putus, tetapi sekering putus harus di cari sebab lain yang menyebabkan putus. 2. Lalu ukur tegangan setelah trafo T1 3. Ukur tegangan pada input dioda bridge 4. Ukur tegangan DC pada Cap (Jika tegangan DC tidak ada berarti Diode bridge putus atau NTC putus). 5. Ukur tegangan DC pada Cap, jika ada sekitar 300 V (280 V - 300V) berarti satu langkah service sdh dilakukan. ==== to be continued ====
Komentar Part 1 Pak Sarono : rangkaian di sekitar C12 itu berfungsi sebagai protect untuk membatasi tegangan output agar tidak naik terus, dia akan meng off kan fungsi switching dalam setiap waktu (orde mili detik), sehingga tegangan output tidak naik terus menerus. Ini rangkaian pengaman sekaligus menimbulkan resiko BAHAYA jika pengaman nya rusak. contoh pada skema ini jika R20 di lepas, sebagai bagian feed back pengamanan (protect), maka pengamanan hlang dan tegangan output naik TINGGI melewati WV nya kapacitor dan akibat nya Cap C9/C10/C11 akan meledak atau mana duluan yang meledak. yang kotak itu di samping C12 berbentuk seperti transistor 3 kaki kecil, tetapi sesungguh iya adalah IC 3 kaki .... nanti kita bahas lebih dalam
2. SMPS (Switching Mode Power Supply) Part 2 (masih) Bagian Pemutus - Sambung (Switching) === "Biang Keladi" dari rangkaian SMPS ini adalah IC KA3842 : 1. IC ini memiliki 8 kaki 2. Kaki 7 = +Vcc dan Kaki 5 = minus (GND), antara kaki 7 dan 5 di dalam nya ada dioda zener 36 V, sehingga apabila tegangan sumber lebih dari 36 V, dia akan membatasi pada tegangan 36 V. Pada titik ini merupakan kelebihan juga titik lemah IC ini, pada kebanyakan kerusakan KA3842 ini justru dioda zener nya shorT, sehingga jika di ukur bolak - balik dengan ohm meter kaki 5 dan 7 menunjuk angka hampir NOL ... (ini "rahasia" service yang saya buka kepada teman teman semua). 3. "Denyut Jantung" atau sinyal Clock di bangkitkan oleh sumber tegangan tetap kaki 8 = 5V
(stabil) dan R 12 = 10K dan C 7 = 2n2 dan kaki 4 nya IC KA3842. Cara kerja nya "mirip" dengan IC 555 (pada kaki 6 dan 7). Cara kerja denyut jantung atau clock nya ini membuat fungsi osilator pembangkit gelombang kotak internal dengan frekeunsi yang di tentukan oleh R12 dan C7. 4. Bentuk gelombang pada kaki 4 IC berbentuk gelobang gigi gergaji, dengan frekuensi = F = 1,8 (R12 x C7). tetapi karena R dan C punya toleransi, maka hitungan agak berbeda sedikit dengan praktek. 7. Pada percobaan saya : menghasilkan frekuensi = 68 KHz dengan besar tegangan pada kaki 4 sebesar 1,8 Vpp. 8. Walaupun pada kaki 4 IC berbentuk tegangan "gigi gergaji" tetapi pada internal IC sudah di bentuk menjadi gelombang kotak yang cukup sempurna (tentu nya, walau saya tidak dapat mengukur di dalamnya). 9. Tegangan output pada kaki 6 IC, tetapi ini tidak akan keluar kalau kita tidak "men set" dahulu kaki lain yang bisa mematikan output nya yaitu kaki 1 dan kaki 2 (serta kaki 3)... kelak kita bahas lebih lanjut. 10. Saya tidak akan bahas sampai ke rumus rumus, karena sasaran saya adalah service dan modifikasi, bukan ke design.... tetapi kalau mau lebih dalam bisa di pelajari lebih lanjut. === Apa yang bisa di tarik kesimpulan ? antara lain : 1. Adanya dioda zener di kaki 7 dan 5 merupakan kelebihan sekaligus kekurangan IC ini, jangan heran menservice nya menjadi cepat dengan hanya menggunakan o hm meter. (walau bisa jadi rusak di bagian lain). 2. Dalam praktek kita bisa mengukur tegangan clock di kaki 4 dengan osiloskop atau AVO meter pada posisi "output" walaupun kita tahu bahwa AVO meter tidak sensitif pada frekeuensi 68 KHz. 3. Sinyal juga bisa diukur dengan osiloskop atau AVO meter posisi output pada kaki 6 IC untuk mencek kerja atau tidak nya IC. 4. Dalam praktek bagian ini adalah bagian HOT HOT HOT .... alias SETROOM, karenanya sebaiknya extra hati hati atau tegangan masuk jangan langsung PLN tetapi menggunakan ISOLATION TRANSFORMER. === Selamat Berpraktek ....
Komentar Part 2 :
3. SMPS (Switching Mode Power Supply) Part 3 Bagian Pemutus - Sambung (Switching) === Bagian ini di bahas panjang karena rangkaian utama nya memang pada bagian ini : 1. Pada bahasan terdahulu sudah di perkenalkan isi nya IC KA3842 yang kelak akan mengeluarkan si nyal blok yang akan di berikan pada MOSFET Q1 melalui kaki 6 IC. 2. Pada gambar tampak bahwa IC mendapat tegangan sumber dari 300 V melalui R7 dan R8 masing masing bernilai 75 K (sekaligus koreksi nilai di skema mestinya 75 K), seri nilia total 150 K ohm . Dari tegagan sumber 300 V di turunkan oleh R7 dan R8 menjadi sekitar 16 V pada kaki 7 IC, terhadap kaki 5 (Hot Ground). 3. Kaki 8, kaki 4, R 12=10K, dan C7 =2n2, membangkitkan gelombang gigi gergaji yang di internal akan menjadi gelombang kotak dengan frekuensi 68 KHz 4. Gelombang kotak ini diberikan lewat R 10 ohm ke gate MOSFET Q1. 5. Dengan demikian maka D-S akan putus - sambung dengan frekuensi 68 KHz, sehingga arus dari +Vcc 300 V mengalir putus sambung melalui lilitan primer Trafo Switching. 6. Arus ini melalui R 2 = 0,47 ohm/2W, sehingga menimbulkan tegangan "kecil" saja di R2 yang kelak akan di umpan balik ke kaki 3 IC melalui R5 = 1K, tegangan ini men "sensor" arus yang mengalir di lilitan primer trafo switching. 7. Tegang output DC yang keluar pada output "akhir" juga akan di umpan balik melalui Optocoupler U1 PC817, yang di ambil adalah "pulse" nya yang akan di berikan pada kaki 2
dan 1 IC ... 8. Sejauh ini umpan balik ke IC melalui kaki 3, 2 dan 1 IC. 9. Ada sekunder trafo yang di manfaatkan tegangannya untuk memberikan tegangan DC melalui R13, D6 dan C5 ini akan "bekerja sama" dengan tegangan sumber dari + Vcc 300 V. === Agak sulit menerangkan lebih jauh cara kerja lebih lengkap kalau hanya melalui bfacebook, tetapi paling tidak memberikan gambaran umum cara kerja nya. === sebagai catatan : 1. Jika R7 atau R8 putus : maka rangkaian switching OFF 2. Jika R13, atau D6 putus : switching nya mau tidak mau atau istilah lapangannya "ndut ndut an" 3. Jika R5=1K, naik harga nya atau "melar" atau putus maka feed back hilang, pengaman hilang, maka akan rusak borongan : FET jebol, R3 terbakar, IC bisa jebol, R2 putus dan sekering utama ikut putus, Dioda salah satu dari dioda bridge juga ikut putus. 4. Jika Opto cooupler putus maka feed back tidak ada , tegangan output akan naik terus menerus dan Cap disekunder trafo switching jadi meledak dan biasanya dioda penyearah ikut jebol... nanti kita bahas bagian output nya. 5. Rusak "borongan" pada system swiching power supply adalah hal "biasa", karena nya keterampilan test komponen dalam kondisi off dengan ohm meter Rx1 sangat di butuhkan. === Ralat skema : R3 = 10 ohm - 1/4 watt, R7=R8=75K/2W Komentar Part 3 :
4. PC 817 (Opto Coupler) Switching Mode Power Supply Part 4
=== Pada pembahasan kali ini kita akan mengenalkan komponen optocoupler yang banyak sekali di terapkan pada power supply yang menggunakan teknology switching (SMPS). 1. Opto = Cahaya (optic), Coupler = Penghubung, jadi menghubungkan dengan metode cahaya. 2. Ada bagian di SMPS, yang nyetrum (HOT) dan yang nggak nyetrum (COLD). 3. Ground juga hati - hati : Ground untuk bagian HOT = hot ground dan Ground untuk bagian tidak nyetrum (cold ground), kedua nya tidak boleh berhubungan langsung. 4. Isi nya optocoupler adalah diode LED dan Transistor photo, keduanya terhubung secara cahaya tetapi tidak terhubung secara listrik, sehingga kalau pun kedua komponen terhubung salah satu ke HOT dan yang lain ke COLD, maka kedua nya terpisah secara setroom.
6. Dioda led ketika di beri tegangan memancarkan cahaya, sementara transistor hambatan kolektor - emitor nya akan drop (turun) ketika di beri cahaya. 7. Dengan cara nomor 6 di atas, maka ketika LED tidak di beri cahaya hambatan C-E Tr akan sangat besar, pada pengukuran saya lakukan sebesar 200 Mega ohm, pada saat diode LED di beri cahaya hambatan C-E nya menjadi hanya sekitar 90 ohm. 8. Perubahan hambatan ini bersifat ekstrim / digit (bukan analog), sehingga nggak bis a di andalkan untuk perubahan misalkan LED di beri tegangan sedikit demi sedikit dengan harapan hambatan C-E berubah sedikit demi sedikit, tidak bisa demikian. 9. Dengan sifat tersebut kelak komponen ini di gunakan untuk kontrol agar tegangan SMPS dapat stabil pada angka tertentu .... bagaimana bisa demikian kelak kita akan bahas lebih lanjut ... 10. Cara membaca kaki nya adalah : dilihat dari atas, ada tanda bintik itu adalah kaki 1, di baca berlawanan arah jarum jam sampai ke kaki 4, dalam hal ini (type PC817) kaki 1 = anoda, 2= katoda, 3 = emitor, 4 = kolektor 11. Mengetest nya bisa dilakukan sederhana : kasih tegangan 5 V pada LED lewat resistor R = 1K, kemudian ukur hambatan antara C-E nya Tr. maka harus ada perubahan hambatan yang besar dari Mega Ohm ke puluhan Ohm. === to be continued ...
5. SMPS (Switching Mode Power Supply) Part 5
Bagian Pengatur (sekaligus "pemati" SMPS sesaat) === Bagian ini berfungsi untuk mematikan fungsi SMPS sehingga tegangan DC yang keluar dapat di batasi agar tidak naik terus menerus. 1. Tanpa Rangkaian ini tegangan DC output akan naik, naik terus menerus sehingga melebihi tegangan kerja Cap C9, C10, C11 dan akan meledak, bisa meledak 1 atau lebih (mana yang dahulu saja). 2. Rangkaian ini di bentuk oleh R18, R19, RV1, IC TL 431, R20 dan LED nya optocoupler. Jika ingin main "petasan" lepas saja R20 sehingga bagian ini tidak memberikan feed back ke optocoupler, maka salah satu Cap di atas akan meledak. 3. Rangkaian ini akan mematikan sesaat IC SMPS (IC KA 3842) sehingga tegangan output yang akan naik , tidak jadi naik, begitu seterusnya. Berapa tegangan output di tentukan oleh nilai R18, R19, dan RV1. === Kita perlu memahami kerja IC TL431 (shunt regulator) ini yang kemudiannya akan menggerakkan LED dari optocoupler. 1. IC ini berkaki 3, seperti TR kecil, sehingga kalau kita tidak teliti bisa jadi kita menduga ini adalah TR, padahal BUKAN. 2. IC ini berisi OPAMP dan transistor, kita abaikan isi n ya yang penting kita paham cara kerja nya. 3. IC ini (shunt regulator) ini ibarat sebuah dioda zener yang bisa di program dengan tegangan yang SANGAT presisi pada pengukuran yang saya lakukan tegangan reference pada IC ini adalah 2,512 V ke presisian nya sampai 1/1000 Volt !!! 4. Jika IC kita rangkai seperti gambar c, maka akan di dapat tegangan presisi sebesar 2,512 V. Saya mentest dengan memberikan tegangan battery dari 5V s.d. 18 V, tegangan pada K-A tetap 2,512 V .... tetap sampai 1/1000 Volt nya !! 5. Jika Kita rangkai pembagi tegangan (gambar d) dan kita berikan pada kaki Reff (reference), maka tegangan "zener nya" sebesar Vz = (R18/R19 + 1 ) x Vref = (7K2/1K5 + 1 ) x 2,512 = 14,57 V
Komentar Part 5 :
