√ Cara Merangkai Banyak Elco Untuk Power Supply Power Amplifier

Baca Cepat Buka

Finoo.id – √ Cara Merangkai Banyak Elco Untuk Power Supply Power Amplifier. Banyak pertanyaan yang beredar seputar Elco untuk pasokan daya pada power amplifier, khususnya yang berdaya medium hingga besar. Berapa mikrofarad yang dibutuhkan oleh Elco? Berapa voltase Elco yang diperlukan, dan berapa jumlah Elco yang dibutuhkan? Ini adalah pertanyaan umum yang masih sering diajukan hingga saat ini.
Benar, pertanyaan-pertanyaan ini sangat masuk akal dan memang perlu dipahami ketika kita membicarakan tentang power amplifier, karena pasokan daya merupakan salah satu blok penting dalam suatu power amplifier yang berkaitan erat dengan TR final dan speaker, dan memiliki dampak signifikan terhadap kualitas audio.

Kegunaan Elco Pada Power Supply Untuk Kebutuhan Power Amplifier

Elco merupakan singkatan dari elektrolit kondensator, yaitu jenis kapasitor dengan konduktor dari bahan elektrolit. Terdapat berbagai jenis kapasitor, termasuk yang dikenal sebagai kapasitor milar, keramik, kertas, mika, dan lain sebagainya. Istilah “kondensator” merujuk pada kapasitor. Jenis Elco biasanya digunakan untuk kapasitor yang memiliki polarisasi atau kutub negatif dan positif, serta memiliki nilai 1 mikrofarad ke atas.

Fungsi umum Elco adalah menyimpan energi dalam bentuk listrik. Namun, secara khusus, kapasitor memiliki beberapa fungsi berdasarkan tujuan penggunaannya, antara lain sebagai kopling antar rangkaian, pemilihan panjang gelombang radio, penghemat tegangan, starter pada motor listrik 1 fase, dan filter. Dalam sebuah catu daya (Power Supply), kapasitor berperan sebagai filter untuk mengurangi tegangan ripple.

Tegangan AC dari trafo yang diubah menjadi tegangan DC dengan rectifier (dioda penyearah) masih memiliki tegangan ripple atau riak AC yang besar, sehingga dapat dikatakan sebagai tegangan DC yang belum murni. Tegangan ripple yang besar setelah proses penyearahan ini tidak menjadi masalah besar jika digunakan untuk menggerakkan motor listrik DC. Namun, pada aplikasi audio, efek dari tegangan ripple dapat menyebabkan suara berdengung pada audio (semakin besar tegangan ripple, semakin besar suara berdengung yang dihasilkan perangkat audio). Untuk mengurangi tegangan ripple ini, peran Elco sebagai filter diperlukan dalam rangkaian catu daya.

Jika perangkat audio masih mengeluarkan suara berdengung, ini menandakan bahwa tegangan ripple masih cukup besar. Oleh karena itu, mungkin perlu menambah kapasitas Elco untuk mengurangi tegangan ripple. Semakin kecil tegangan ripple, semakin baik untuk audio karena tegangan akan lebih bersih, mendekati arus DC murni seperti yang dihasilkan oleh baterai.

Contoh cara menghitung kapasitor untuk menurunkan tegangan ripple :

Vr = Iload Tp/C
Vr = tegangan ripple
Iload = arus beban
Tp = Periode gel sinus dari jala-jala dengan frekwensi 50Hz – 60Hz
C = kapasitansi

Dalam rumus di atas dijelaskan bahwa semakin besar arus beban, maka tegangan ripple juga semakin besar. Sebaliknya, jika kapasitansi C semakin besar, maka tegangan ripple akan semakin kecil.

Sebagai contoh, dengan tegangan jala-jala 220V dan frekuensi 50Hz, untuk menyuplai beban sebesar 0.5 A. Untuk menghitung nilai kapasitor yang diperlukan agar catu daya dapat menghasilkan tegangan ripple tidak lebih dari 0.75 Vpp, di mana tegangan ripple sebesar 0.75 Vpp dianggap sudah mendekati DC murni.

Untuk menghitung Tp:

Tp = 1/f = 1/50 = 0.02 det.

0.02 det berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah gelombang penuh, maka tentu frekwensi dua kalilipatnya. Sehingga Tp = 1/2 = 0.01 det. Sehingga untuk menghitung kapasitor :

C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF

Selain berfungsi sebagai filter untuk mengurangi tegangan ripple dalam catu daya, Elco juga dapat berperan dalam menghemat daya karena kemampuannya menyimpan arus listrik. Sebagai contoh, semakin tinggi daya output yang dihasilkan oleh power amplifier, semakin besar daya yang diserap dari trafo catu daya. Pada saat ini, arus pada trafo dapat mengalami penurunan, menyebabkan gangguan pada suara audio. Dengan kemampuan Elco untuk menyimpan arus, saat daya menghisap tegangan lebih banyak dari trafo, Elco dapat menutupi kekurangan tersebut. Jadi, sebenarnya semakin besar Elco, semakin baik, terutama untuk kebutuhan power amplifier. Namun, perlu dipertimbangkan juga dari segi ekonomi, karena semakin besar Elco, harganya pun akan semakin mahal.

Microfarad(ΜF) Yang Dibutuhkan Untuk Power Supply Untuk Power Amp

Mikrofarad (μF) adalah ukuran kapasitas dari suatu kondensator. Kapasitas kondensator dapat diukur dalam satuan seperti Piko (pF), nano (nF), mili (mF), mikro (μF), Farad (F), hingga superkapasitor yang mencapai kilo Farad (kF) bahkan hingga Yotafarad (YF). Meskipun kita tidak akan membahas secara mendalam mengenai satuan kapasitor, yang jelas, setiap nilai kapasitor dalam rangkaian elektronik digunakan sesuai dengan fungsi dan kebutuhannya.

Dalam konteks artikel ini, kita akan mengambil contoh Elco dalam satuan mikrofarad (μF), sesuai dengan umumnya yang dibutuhkan untuk audio.

Khusus untuk catu daya (power supply), jumlah Elco yang diperlukan bergantung pada kebutuhan tegangan rangkaian yang disuplai. Power amplifier memerlukan tegangan yang semakin besar sesuai dengan daya yang harus dihasilkan.

Apa konsekuensinya jika Elco tidak mencukupi kebutuhan? Seperti yang dijelaskan sebelumnya, daya keluaran yang lebih besar akan menarik tegangan dari trafo. Akibatnya, arus dan tegangan akan mengalami penurunan signifikan ketika daya mencapai titik output yang lebih tinggi. Hasilnya, kualitas audio dapat terganggu, mengalami distorsi, atau bass terasa kurang mantap meskipun trafo dan final sudah memiliki kapasitas yang memadai.

Berapa jumlah Elco yang dibutuhkan? Sebenarnya, ini melibatkan penggunaan rumus khusus yang melibatkan daya maksimal, berbagai rumus, dan perhitungan. Saya masih kurang memahami secara detail bagaimana cara menghitungnya sesuai dengan teori. Tetapi, pada dasarnya, semakin besar Elco, semakin baik, hanya saja kita perlu mempertimbangkan aspek harga.

Semakin besar Elco, tentu harganya akan semakin mahal, dan volume fisiknya juga akan meningkat. Oleh karena itu, keputusan sebaiknya kembali kepada kebutuhan kita. Supaya tidak mengalami kesulitan finansial karena penggunaan Elco yang berlebihan dan tidak seimbang dengan kebutuhan power amplifier serta keterbatasan ruang di dalam kotak amplifier, berikut adalah beberapa solusi.

Bukanlah suatu perhitungan yang menggunakan rumus, melainkan berdasarkan pengalaman dan perkiraan ilmiah:

Power amplifier dengan daya 30 watt hingga 60 watt memerlukan Elco power supply sebesar 4000 μF.
Power amplifier dengan daya 60 watt hingga 150 watt memerlukan Elco power supply sebesar 10000 μF.
Power amplifier dengan daya 150 watt hingga 300 watt memerlukan Elco power supply sebesar 15.000 μF.
Power amplifier dengan daya 300 watt hingga 800 watt memerlukan Elco power supply sebesar 20.000 μF.
Power amplifier dengan daya 800 watt hingga 1500 watt memerlukan Elco power supply sebesar 40.000 μF.

Jika Anda ingin menggunakan jumlah yang lebih banyak dari itu, tidak masalah, toh biaya ditanggung oleh Anda sendiri.

Catatan: Jumlah tersebut adalah untuk pasokan satu sisi tegangan, karena power amplifier kelas A/B biasanya membutuhkan tegangan simetris, maka Anda perlu mempertimbangkan sisi yang lain, atau dikalikan dengan 2.

Sementara itu, jumlah Volt tergantung pada tegangan yang dihasilkan oleh trafo. Misalnya, jika tegangan AC dari trafo adalah 32 volt, maka voltase elco minimal yang dibutuhkan adalah 50 volt. Mengapa 50V dan bukan 32 volt? Karena kita perlu memberikan toleransi agar Elco lebih aman. Asumsinya, tegangan AC dari trafo akan naik ketika berubah menjadi tegangan DC setelah melewati penyearah. Jika voltasenya terlalu rendah, Elco bisa menjadi panas, dan jika terlalu tinggi, bisa meledak. Kita tidak yakin apakah tegangan dari trafo akan naik atau turun, sehenceknya perlu memberikan margin keselamatan.

Cara Merangkai Banyak Elco Didalam Sebuah Power Supply

Jika kita memiliki sejumlah besar Elco, kita dapat menghubungkannya satu sama lain untuk mendapatkan kapasitas yang diperlukan. Penggabungan Elco dapat dilakukan secara paralel atau seri, tergantung pada kebutuhan. Merangkai beberapa Elco juga dapat menjadi solusi untuk mengatasi keterbatasan ruang di dalam kotak amplifier, karena semakin besar nilai Elco, semakin besar pula bentuknya. Dengan menggunakan Elco berukuran kecil, kita dapat menjaga agar kotak amplifier tetap cukup.

Dalam merangkai Elco, kita perlu memahami prinsip dasarnya, sebagai contoh dalam satuan mikrofarad (μF), sebagai berikut:

Elco dirangkai secara paralel = Kapasitas (μF) bertambah, tegangan tetap (Volt).
Elco dirangkai secara seri = Kapasitas (μF) berkurang, tegangan bertambah (Volt).

Hanya terdapat dua hasil yang dapat kita peroleh dari merangkai Elco secara seri atau paralel. Dengan memahami prinsip ini, kita juga dapat menambah kapasitas, sebagai contoh dalam satuan μF, dan menambah voltase dengan menggunakan kombinasi seri dan paralel.

Contoh Merangkai Banyak Elco Untuk Power Supply

1. Cara merangkai ELCO Pararel untuk Menambah Kapasitansi atau microfarad

Saya memiliki 8 buah Elco berkapasitas 1000μF/50V, namun saya memerlukan Elco dengan kapasitas 4000μF/50V untuk catu daya simetris saya dengan tegangan trafo (-32Vac) dan (+32Vac). Karena saya hanya membutuhkan kapasitor sebesar 4000μF dan tegangan trafo adalah 32Vac, maka saya dapat menghubungkan 4 buah Elco 1000μF/50V secara paralel. Dengan cara ini, hasil akhir setelah dihubungkan akan menjadi 4000μF/50V. Mengingat tegangan simetris, maka setiap 4 buah Elco akan saya gunakan di setiap sisi tegangan.

2. Cara Merangkai ELCO, Seri dikombinasi Pararel

Dalam situasi di mana saya memiliki 8 buah Elco, masing-masing dengan kapasitas 10.000μF/25V, namun saya ingin menggunakannya untuk catu daya simetris (-42Vac) dan (+42Vac), saya akan mengambil 4 buah Elco. Dari 4 buah tersebut, saya akan menghubungkan masing-masing 2 Elco secara seri, kemudian menghubungkannya secara paralel.

Seperti yang terlihat pada skema di atas, total kapasitasnya akan menjadi 10.000μF/50V. Karena catu daya simetris, saya memerlukan 4 Elco untuk setiap sisi tegangan, sehingga total saya membutuhkan 8 buah Elco.

2x Elco 10.000μF/25V dihubungkan secara seri = 5000μF/50V ==> kemudian dihubungkan secara paralel dengan 2x Elco 10.000μF/25V sisanya yang sudah dihubungkan secara seri juga = 5000μF/50V. Hasilnya, 5000μF/50V dihubungkan secara paralel dengan 5000μF/50V = 10.000μF/50V.

Jadi, totalnya, setelah saya rangkai seperti pada skema di atas, kapasitas dan tegangannya berubah menjadi 10.000μF/50V, sesuai dengan kebutuhan catu daya saya yang memerlukan Elco dengan tegangan 50V.

Misalnya Merangkai Elco Lebih Dari 2 Buah, Yaitu 3 Buah Elco.

Topologi Seri: Karena dalam rangkaian seri, voltase tetap, namun μF mengalami penurunan. Misalnya, jika terdapat 3 Elco seukuran 1000μF/16V yang dihubungkan secara seri, maka μF-nya akan berkurang menjadi jumlah awalnya (1000) dibagi dengan jumlah Elco (3), menghasilkan total kapasitas sebesar 300,333μF/48V.

Topologi Paralel: Sebaliknya, dalam rangkaian paralel, μF-nya bertambah sementara voltase tetap. Jika terdapat 3 Elco seukuran 1000μF/16V yang dihubungkan secara paralel, maka μF-nya akan bertambah menjadi jumlah awalnya (1000) dikalikan dengan jumlah Elco (3), menghasilkan total kapasitas sebesar 3000μF/16V.

Baca Juga :

Penutup

Dalam mengakhiri artikel Finoo.id ini dengan kata kunci “Cara Merangkai Banyak Elco Untuk Power Supply,” kita dapat menyimpulkan bahwa pemilihan dan pengaturan Elco dalam power supply merupakan langkah penting untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Dengan memahami prinsip-prinsip topologi seri dan paralel, kita dapat mencapai kapasitas dan tegangan yang sesuai dengan kebutuhan catu daya, sekaligus mempertimbangkan keterbatasan ruang dan ekonomi.

Merangkai banyak Elco tidak hanya menghasilkan catu daya yang handal, tetapi juga memberikan solusi kreatif untuk mengatasi kendala ruang di dalam kotak amplifier.

Dengan mengikuti langkah-langkah yang telah dijelaskan, kita dapat mengoptimalkan kinerja power supply, menghindari gangguan pada kualitas audio, dan memastikan bahwa Elco yang digunakan sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan.

Semoga artikel finoo.id ini memberikan wawasan dan panduan yang bermanfaat bagi pembaca dalam menjalankan proyek merangkai Elco untuk power supply.

Dengan pemahaman yang baik, Anda dapat menciptakan catu daya yang efisien dan handal untuk mendukung kinerja perangkat audio Anda. Selamat merangkai dan menjalankan proyek Anda!