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.