√ Rangkaian Inverter DC ke AC ini Penjelasan Lengkapnya

Baca Cepat Buka

Finoo.id – √ Rangkaian Inverter DC ke AC ini Penjelasan Lengkapnya. Rangkaian inverter DC ke AC yang akan dibagikan kali ini merupakan suatu rangkaian sederhana yang berfungsi untuk mengubah arus DC (arus searah) dari sumber seperti baterai aki atau sel surya menjadi arus AC (arus bolak-balik).

Bagi para teknisi yang belum familiar dengan konsep inverter, dapat merujuk ke artikel sebelumnya yang menjelaskan pengertian dan cara kerja inverter.

Keluaran dari rangkaian ini dapat dihubungkan ke berbagai perangkat elektronik seperti TV, charger HP, komputer, notebook, dan sebagainya, dengan menggunakan baterai 12VDC yang dikonversi oleh rangkaian inverter menjadi tegangan 220 VAC.

Pada rangkaian inverter ini, saya akan membagikan sebuah desain inverter DC ke AC dengan daya 100 Watt, menggunakan trafo 5A jenis CT (pusat).

Sebelum melangkah ke tahap perakitan atau pembuatan rangkaian inverter, sebaiknya para teknisi memahami diagram blok dari rangkaian inverter di bawah ini. Hal ini akan membantu untuk memahami cara kerja rangkaian dan memudahkan dalam pengecekan jika terjadi masalah yang dapat mengakibatkan ketidakfungsian rangkaian.

Pengertian dan Fungsi Inverter DC to AC

Untuk memulai skema Inverter DC to AC, hal pertama yang perlu dipahami adalah definisi dari inverter itu sendiri.

Inverter merupakan suatu rangkaian elektronik daya yang berfungsi untuk mengubah atau mengonversi tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak-balik (AC). Oleh karena itu, rangkaian ini dinamakan inverter sesuai dengan fungsinya.

Dari penjelasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa inverter memiliki fungsi yang berkebalikan dengan konverter atau adaptor.

Saat ini, terdapat beberapa jenis inverter yang dibedakan berdasarkan penggunaannya. Salah satunya adalah inverter push-pull yang hanya mampu menghasilkan tegangan AC.

Selain itu, terdapat juga inverter yang mampu menghasilkan tegangan sinus murni tanpa melalui proses harmonisasi.

Tidak hanya mengubah arus listrik dari tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak-balik (AC) atau sebaliknya dengan efektivitas yang sama, inverter juga memiliki fungsi untuk mengatur dan menjaga kestabilan tegangan pada output listrik yang dihasilkannya.

Jenis – Jenis Inverter

Di bawah ini merupakan beberapa varian inverter yang dapat ditemui di pasaran:

1. Portable Inverter / Mobil

Portable Inverter atau Inverter Mobil, sesuai dengan namanya, merupakan jenis inverter yang dirancang khusus untuk digunakan di dalam kendaraan. Fungsinya sangat praktis ketika kita memerlukan tegangan AC untuk mengisi daya laptop, ponsel, dan perangkat lainnya saat berada di dalam mobil. Inverter mobil ini menjadi solusi yang efisien untuk menjawab kebutuhan daya listrik di perjalanan.

2. Solar Inverter

Solar Inverter digunakan untuk mengonversi tegangan DC yang berasal dari ACCU/baterai atau panel surya menjadi tegangan AC. Beberapa varian solar inverter bahkan dilengkapi dengan charger baterai, memungkinkan penggunaan mereka untuk mengisi daya baterai sekaligus. Hal ini membuat solar inverter menjadi komponen penting dalam sistem tenaga surya, memberikan konversi yang efisien dari sumber daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk perangkat-perangkat berbasis AC.

3. Interruptible Power Supply (UPS)

Interruptible Power Supply (IPS) merupakan suatu perangkat gabungan yang terdiri dari rectifier, inverter, dan stabilizer. Fungsi rectifier pada UPS adalah mengubah tegangan AC menjadi DC, yang selanjutnya digunakan untuk mengisi baterai. Inverter berperan dalam mengonversi tegangan DC dari baterai menjadi tegangan AC. Saat terjadi pemadaman listrik atau gangguan pada sumber daya, inverter memutuskan pasokan listrik dari baterai ke perangkat yang dihubungkan, menjaga kelangsungan daya listrik. Stabilizer pada UPS bertanggung jawab menjaga tegangan tetap stabil pada rectifier, sehingga proses pengisian baterai dapat berjalan dengan optimal.

4. Variable Speed Drive

Berbeda dengan UPS yang dilengkapi dengan baterai, variable speed drive fokus pada gabungan antara rectifier dan inverter tanpa kehadiran baterai. Rectifier pada variable speed drive berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi DC, sedangkan inverter mengonversi tegangan DC menjadi AC. Variable speed drive digunakan untuk mengatur kecepatan motor listrik, memberikan fleksibilitas dalam mengontrol dan mengoptimalkan konsumsi energi pada sistem-sistem yang mengkalianlkan motor listrik. Kelebihan utama variable speed drive adalah kemampuannya dalam menyesuaikan kecepatan motor sesuai dengan kebutuhan, sehingga dapat meningkatkan efisiensi energi pada aplikasi tertentu.

Diagram Dasar Rangkaian Iverter DC to AC

Di bawah ini merupakan skema dasar dari sebuah inverter, baik itu untuk rangkaian inverter DC to AC dengan daya 500 watt, 1000 watt, maupun 3000 watt. Hal yang sama berlaku juga untuk cara kerja UPS:

Penjelasan dari tiap blok yaitu :

1. Baterai

Kapasitas baterai memiliki peran krusial dalam menentukan durasi penggunaan inverter. Pada umumnya, UPS menggunakan baterai kering dengan tegangan 12 Volt DC 7AH. Arus dari baterai bukan hanya berfungsi sebagai pasokan utama bagi seluruh rangkaian, tetapi juga sebagai sumber arus listrik yang akan mengalami konversi ke bentuk arus listrik seperti yang biasa ditemui pada sumber listrik PLN.

2. Sirkuit Pemacu MOSFET

Blok ini mencakup osilator yang menghasilkan sinyal multivibrator tidak stabil yang diteruskan ke penguat MOSFET. Pemilihan MOSFET dilakukan karena dibandingkan dengan transistor silikon konvensional seperti contohnya 2N 3055, jenis FET (Field-Effect Transistor) lebih unggul dalam hal penguatan dan efisiensi daya. Fungsi utama bagian ini adalah sebagai saklar elektronik.

3. Transformator Step Up

Pada tahap ini, tegangan ditingkatkan melalui penyampaian sinyal dari MOSFET. Transformator inverter yang digunakan harus berjenis CT (pusat). Proses ini memungkinkan tegangan keluaran mencapai level yang sesuai dengan kebutuhan, tergantung pada desain dan aplikasi spesifik.

4. Daya AC

Bagian ini merupakan keluaran dari transformator inverter, dengan tegangan berkisar antara 220 hingga 230 Volt. Tegangan ini dapat langsung dihubungkan ke beban listrik yang memerlukan pasokan daya, membentuk sumber daya listrik yang dapat digunakan untuk mengoperasikan berbagai perangkat listrik.

Skema Rangkaian Inverter 100 Watt

Skema Inverter memiliki peran krusial sebagai lkaliansan dalam perancangan inverter agar dapat beroperasi secara efektif. Terdapat tiga jenis skema inverter yang umumnya digunakan, yakni:

1. Skema Inverter Gelombang Kotak

Skema ini menghasilkan gelombang output yang berbentuk kotak atau persegi. Meskipun merupakan jenis inverter yang sederhana, namun memiliki kekurangan karena gelombang outputnya cenderung tidak optimal. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja dan efisiensi penggunaan listrik, terutama pada perangkat sensitif yang membutuhkan gelombang listrik yang lebih halus.

2. Skema Inverter Gelombang Sinus

Inverter gelombang sinus menghasilkan gelombang output yang menyerupai gelombang sinus murni, seperti halnya sinyal yang dihasilkan oleh sumber listrik PLN. Jenis inverter ini dianggap lebih efisien dalam penggunaan listrik dan lebih cocok untuk perangkat listrik yang memerlukan gelombang listrik yang bersih dan stabil.

3. Skema Inverter Gelombang Modified Sinus

Skema ini menghasilkan gelombang output yang merupakan modifikasi dari gelombang sinus murni. Meskipun tidak sehalus gelombang sinus, inverter dengan skema gelombang modified sinus masih dianggap lebih hemat dalam penggunaan listrik dibandingkan dengan inverter gelombang kotak. Hal ini membuatnya menjadi pilihan yang baik untuk berbagai aplikasi, terutama pada perangkat yang memerlukan daya listrik yang cukup bersih namun dengan efisiensi yang tinggi.

Inverter gelombang sinus dan modified sinus cenderung lebih populer karena kemampuannya dalam memberikan efisiensi penggunaan listrik yang lebih baik, serta lebih sesuai untuk berbagai perangkat elektronik modern. Sebaliknya, inverter gelombang kotak kadang-kadang dihindari karena outputnya yang kurang optimal untuk beberapa keperluan khusus.

Prinsip Kerja Inverter DC to AC

Secara garis besar, prinsip kerja inverter sangat sederhana dan seragam. Inverter DC ke AC berfungsi untuk meningkatkan arus DC melalui rangkaian internalnya. Tegangan AC yang dihasilkan, tinggi atau rendah, bergantung pada jumlah putaran kumparan sekunder dan primer.

Ada beberapa metode untuk membuat inverter dari DC 12V ke AC 220V, salah satunya melibatkan penggunaan Transistor Output Inverter yang mampu menghasilkan daya hingga 35W untuk penerangan. Namun, untuk memperkuat arus AC, MOSFET dapat ditambahkan lebih banyak pada skema inverter DC ke AC.

Dalam skema di atas, rangkaian dibagi menjadi tiga bagian, yakni Osilator, Transformator, dan Amplifier. Osilator berfungsi sebagai sumber frekuensi AC 50Hz dan dapat dirancang menggunakan Multivibrator Astabil yang mampu menghasilkan gelombang kotak 50Hz. Komponen R1, R2, R3, R4, C1, C2, T2, dan T3 membentuk bagian osilator ini.

Setiap transistor menghasilkan arus balik berbentuk gelombang kotak (square wave). Nilai C1, R1, dan R2 digunakan untuk menentukan frekuensi gelombang kotak yang dihasilkan oleh Multivibrator Astabil. Rumus yang digunakan untuk menghitung frekuensi ini dapat diterapkan.

Arus balik dari Osilator diperkuat oleh power MOSFET T4 dan T1, kemudian arus yang diperkuat tersebut dialirkan ke transformator step up CT. Proses ini memungkinkan peningkatan tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan output AC yang sesuai dengan kebutuhan, menciptakan inverter yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi listrik.

Hal Yang Haru Diperhatikan Dalam Merakit Inverter

Sebelum kalian merakit inverter sederhana ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan agar proses perakitan dan penggunaan berjalan dengan lancar:

Tegangan AC dan Karakteristik Gelombang Output:
Harus diingat bahwa tegangan AC yang dihasilkan oleh inverter ini tidak sama dengan tegangan PLN yang memiliki output berbentuk gelombang sinus. Oleh karena itu, inverter ini tidak cocok untuk digunakan pada beban yang memiliki komponen seperti trafo, pemanas, motor listrik, atau peralatan lain yang membutuhkan gelombang sinus. Penting untuk memahami karakteristik output inverter agar dapat menghindari penggunaan yang tidak sesuai.
Jenis dan Kapasitas Baterai:
Baterai B1 dapat menggunakan jenis baterai kering atau basah dengan tegangan 12V dan kapasitas 6AH-7AH. Penggunaan kapasitas ampere yang lebih besar akan mempengaruhi lamanya waktu penggunaan inverter. Oleh karena itu, pemilihan baterai harus disesuaikan dengan kebutuhan daya dan durasi penggunaan yang diinginkan.
Pendingin untuk Mosfet:
Pastikan Mosfet Q1 dan Q2 dilengkapi dengan pendingin alumunium untuk mencegah overheating. Hal ini diperlukan karena Mosfet dapat menghasilkan panas saat beroperasi. Pendinginan yang efektif akan memastikan kinerja yang stabil dan mencegah kerusakan pada komponen.
Pilihan Trafo (T1):
Pemilihan trafo T1 untuk inverter dapat menggunakan trafo 5A jenis CT/center tap dengan tegangan input 9-0-9 Volt pada bagian primer dan 230 Volt pada bagian sekunder. Alternatif lain adalah menggunakan tegangan 12-0-12, namun perlu diingat bahwa tegangan yang dihasilkan mungkin akan berbeda dan memerlukan sedikit modifikasi pada rangkaian.
Realistis terhadap Performa:
Perlu diingat bahwa inverter ini benar-benar merupakan inverter sederhana. Oleh karena itu, sebaiknya tidak diharapkan untuk memberikan performa atau keluaran yang setara dengan inverter yang lebih kompleks. Pemahaman ini dapat membantu dalam mengatur ekspektasi terkait dengan kemampuan dan batasan inverter ini.

Untuk kebutuhan daya yang lebih besar, seperti menjadi sumber daya cadangan saat terjadi pemadaman listrik di rumah, disarankan untuk menggunakan inverter yang sudah jadi, seperti yang ditunjukkan pada contoh di bawah ini.

Berapa harga inverter 5000 watt ini? Saat artikel ini diposting, harga inverter ini berkisar antara 5 hingga 10 juta, tergantung pada jenis sinyal AC yang dihasilkan.

Untuk inverter yang mampu menghasilkan output gelombang sinus murni, mirip dengan pasokan listrik dari PLN, sehingga dapat digunakan untuk semua perangkat listrik di rumah, harganya akan cenderung lebih tinggi.

Baca Juga :

Penutup

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa rangkaian inverter DC ke AC merupakan solusi yang efektif untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik, memungkinkan kita menggunakan berbagai perangkat listrik di berbagai situasi.

Dengan pemahaman tentang prinsip-prinsip dasar dan komponen-komponen utama, kita dapat merancang atau memilih inverter yang sesuai dengan kebutuhan spesifik kita.

Penting untuk selalu memperhatikan faktor-faktor seperti kapasitas baterai, jenis gelombang output, dan kebutuhan daya agar inverter dapat berfungsi secara optimal.

Meskipun inverter sederhana dapat menjadi solusi yang praktis, untuk kebutuhan daya yang lebih besar, terutama sebagai backup saat terjadi pemadaman listrik, inverter yang sudah jadi dengan kapasitas daya yang lebih tinggi mungkin lebih sesuai.

Seiring perkembangan teknologi, teruslah mencari solusi inovatif dan efisien dalam penerapan rangkaian inverter DC ke AC.

Semoga artikel finoo.id ini dapat memberikan pemahaman lebih lanjut tentang cara kerja dan penggunaan inverter, serta menjadi panduan yang berguna bagi para pembaca yang tertarik dengan dunia teknologi listrik.