Macam² Thyristor

1.SCR kepanjangan dari S ilicon C ontrolled R ectifier. SCR berfungsi sebagai saklar arus searah. Struktur SCR terbentuk dari dua buah junction PNP dan NPN.Untuk memudahkan analisa, SCR dapat digambarkan sebagai dua transistor yang NPN dan PNP yang dirangkai sebgai berikut:

SCR mempunyai 3 kaki yaitu Anoda (A) , Katoda(K) dan Gate (G) . Dalam kondisi normal Antara Anoda dan Katoda tidak menghantar seperti dioda biasa. Anoda dan Katoda akan terhubung setelah pada Gate diberi trigger minimal sebesar 0.6Volt lebih positif dari Katoda. SCR akan tetap menghantar walaupun trigger pada Gate telah dilepas. SCR akan kembali ke kondisi tidak menghantar setelah Masukan tegangan pada Anoda dilepas.

2.DIAC

kepanjangan dari Diode Alternating Current. DIAC tersusun dari dua buah dioda PN dan NP yang disusun berlawanan arah. DIAC memerlukan tegangan breakdown yang relatif tinggi untuk dapat menembusnya. Karena karakteristik inilah DIAC umumnya dipakai untuk memberi trigger pada TRIAC .

3.TRIAC

kepanjangan dari Triode Alternating Current. TRIAC dapat digambarkan seperti SCR yang disusun bolak-balik. TRIAC dapat melewatkan arus bolak-balik. Dalam pemakaiannya TRIAC digunakan sebagai saklar AC tegangan tinggi (diatas 100Volt). TRIAC bisa juga disebut SCR bi-directional. Untuk memberi trigger pada TRIAC dibutuhkan DIAC sebagai pengatur level tegangan yang masuk.

Penyearah Komponen Non-Ideal

    Pada bagian sebelumnya kita telah mempelajari penyearah dengan menganggap semua komponen dalam keadaan ideal. Pada kenyataannya beberapa hal perlu diperhatikan, misalnya efek dari hambatan kumparan. Faktor ini berpengaruh terhadap besarnya tegangan DC maupun tegangan riak keluaran. Besarnya arus konduksi sesaat diode adalah :

dimana

V t   = tegangan sesaat transformator hubung-terbuka

V D = tegangan diode (= 0,8 volt)

V o  = tegangan keluaran (pada kapasitor)

R     = hambatan kumparan

Nampak jelas bahwa saat arus beban meningkat, Vo harus mengalami penurunan untuk menaikkan arus diode. Ini juga berarti bahwa diode akan berkonduksi lebih lama. Sekarang Vo tidak lagi mencapai harga puncak transformator (lihat gambar memperlihatkan isyarat keluaran untuk variasi arus diode).

Penyearah Setengah Gelombang Dengan Beban Dan Tapis Kapasitor

Pada gambar 8.8-a kita menambahkan sebuah kapasitor sebagai tapis pada penyearah setengah gelombang. Pada setengah periode positif (1), diode berpanjar maju dan arus mengalir dari B menuju A melewati C, beban dan diode. Kapasitor C akan dengan cepat terisi seharga tegangan puncak masukan, pada saat yang sama arus juga mengalir lewat beban. Arus awal yang mengalir pada diode biasanya berharga sangat besar
kemudian berikutnya akan mengalami penurunan (lihat gambar).

Gambar : Penyearah setengah gelombang dengan tapis kapasitor: a) Rangkaian dasar dan b) bentuk isyarat masukan, tegangan diode, tegangan keluaran, arus beban dan arus diode.Pada saat masukan negatif (2) diode berpanjar mundur. Pada kondisi ini diode

    tidak berkonduksi dan tegangan pada C akan dilucuti melalui hambatan RL . Hasilnya berupa arus pelucutan yang mengalir lewat C dan RL . Dengan demikian walaupun diode dalam kondisi tidak berkonduksi, resistor RL tetap mendapatkan aliran arus pengosongan kapasitor tersebut. Akibatnya, tegangan pada RL akan tetap terjaga pada harga yang relatif tinggi.

    Proses pengosongan C terus berlanjut sepanjang periode negatif. Menjelang akhir setengah periode negatif terjadi penurunan keluaran dengan harga VRL terendah sebelum akhirnya periode positif berikutnya datang. Kemudian diode akan berpanjar maju lagi dan C mengalami proses pengisian lagi. Dalam proses pengisian ini diperlukan arus diode (Id ) yang lebih rendah. proses di atas akan terus berulang pada periode positif dan negatif berikutnya.

    Efektivitas kapasitor sebagai tapis tergantung pada beberapa faktor, diantaranya

adalah :

1. Kapasitas/ukuran kapasitor

2. Nilai beban RL yang dipasang

3. Waktu

Ketiga faktor tersebut mempunyai hubungan

T = R * C

    dimana T adalah waktu dalam detik, R adalah hambatan dalam ohm dan C adalah kapasitansi dalam farad. Perkalian RC disebut sebagai “konstanta waktu” merupakan ukuran seberapa cepat tegangan dan arus tapis (kapasitor) merespon perubahan pada masukan. Kapasitor akan terisi sampai sekitar 62,2% dari tegangan yang dekenakan selama satu konstanta waktu. Demikian saat dikosongkan selama satu konstanta waktu, maka tegangan kapasitor akan turun sebanyak 62,2%. Untuk mengisi kapasitor sampai penuh diperlukan waktu sekitar 5 kali konstanta waktu.

    Tapis kapasitor seperti pada gambar diatas akan terisi dengan cepat selama periode positif pertama. Namun kecepatan pengosongan C akan sangat tergantung pada harga RL . Jika Rl berharga rendah proses pengosongan akan berlangsung dengan cepat, sebaliknya jika RL berharga besar proses pengosongan akan berlangsung lebih lambat.

    Tapis yang baik adalah jika proses pengosongan berlangsung lambat sehingga VRL mengalami sedikit perubahan. Tapis-C akan bekerja dengan baik jika RL berharga relatif tinggi. Jika RL berharga rendah, yaitu jika penyearah mengalami pembebanan yang terlalu berat, maka tegangan “riak” (ripple) akan lebih nampak pada keluarannya.

Penyearah Keluaran Ganda

    Pada berbagai sistem elektronik diperlukan sumber daya dengan keluaran ganda sekaligus, positif dan negatif terhadap referensi (tanah). Salah satu bentuk rangkaian penyearah gelombang penuh keluaran ganda diperlihatkan pada gambar 8.5. Perhatikan bahwa keluaran berharga sama tetapi mempunyai polaritas yang berkebalikan.Diode D1 dan D2 adalah penyearah untuk bagian keluaran positif. Keduanya dihubungkan dengan ujung transformer. Diode D3 dan D4 merupakan penyearah untuk keluaran negatif. Titik keluaran positif dan negatif diambil terhadap CT sebagai referensi atau tanah.

    Misalkan pada setengah periode titik atas transformer berharga positif dan bagian bawah berharga negatif. Arus mengalir lewat titik B melalui D4, L2 R , L1 R , D1 dan kembali ke terminal A transformator. Bagian atas dari L1 R menjadi positif sedangkan bagian bawah L2 R menjadi negatif. Pada setengah periode berikutnya titik atas transformer berharga negatif dan bagian bawah berharga positif. Arus mengalir lewat titik A melalui D3, L2 R , L1 R , D2 dan kembali ke terminal B transformator. Bagian atas dari L1 R tetap akan positif sedangkan bagian bawah L2 R berpolaritas negatif. Arus yang lewat L1 R dan L2 R mempunyai arah yang sama menghasilkan tegangan keluaran bagian atas dan bagian bawah pada L1 R1 dan L2 R2 .

Penyearah Gelombang Penuh Model Jembatan

     Penyearah gelombang penuh model jembatan memerlukan empat buah diode. Dua diode akan berkondusi saat isyarat positif dan dua diode akan berkonduksi saat isyarat negatif. Untuk model penyearah jembatan ini kita tidak memerlukan transformator yang memiliki center-tap. Seperti ditunjukkan pada gambar 8.4, bagian masukan AC dihubungkan pada sambungan D1-D2 dan yang lainnya pada D3-D4. Katode D1 dan D3 dihubungkan dengan keluaran positif dan anode D2 dan D4 dihubungkan dengan keluaran negatif(tanah).

    Misalkan masukan AC pada titik A berharga positif dan B berharga negatif, maka diode D1 akan berpanjar maju dan D2 akan berpanjar mundur. Pada sambungan bawah D4 berpanjar maju dan D3 berpanjar mundur. Pada keadaan ini elektron akan mengalir dari titik B melalui D4 ke beban , melalaui D1 dan kembali ke titik A. Pada setengah periode berikutnya titik A menjadi negatif dan titik B menjadi positif. Pada kondisi ini D2 dan D3 akan berpanjar maju sedangkan D1 dan D4 akan berpanjar mundur. Aliran arus dimulai dari titik A melalui D2, ke beban, melalui D3 dan kembali ke titik B. Perlu dicatat di sini bahwa apapun polaritas titik A atau B, arus yang mengalir ke beban tetap pada arah yang sama.

    Rangkaian jembatan empat diode dapat ditemukan di pasaran dalam bentuk paket dengan berbagai bentuk. Secara prinsip masing-masing bentuk mempunyai dua terminal masukan AC dan dua terminal masukan DC.