Analisa Rangkaian Filter RC

Filter Input RC

Rangkaian filter input RC dan sinyal outputnya Resistor R dan kapasitor C diisi muatannya secara bergantian oleh masing-masing diode 1 dan diode 2 saat konduksi (di forward bias). Sesuai dengan polaritas dari tegangan input DC, yang diisi hingga puncak tegangan input resistor R yang dihubungkan pada C menggambarkan arus dari pencatu dan harga dari R menentukan besarnya arus yang digambarkan. Selama diode penyearah tetap di reverse bias pada ukuran siklus input yang besar, maka arus pada beban pada keadaan sesungguhnya dicatu oleh C yang membuang muatan melalui R. 

Rangkaian filter capasitor dan sinyal outputnya dari penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh model center tap ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan Filter RC

Gambar 2. Gambar bentuk gelombang tegangan input dan output

Gambar 3. Rangkaian penyearah gelombang penuh model center tap dengan Filter RC

Gambar 4. Gambar bentuk gelombang tegangan input dan output

sedangkan persamaan- persamaan yang digunakan untuk menganalisa filter RC baik untuk penyearah gelombang penuh maupun penyearah setengah gelombang sebagai berikut:

Untuk menentukan besarnya ripple factor dari penyearah setengah gelombang yaitu: 

Ripple factor untuk frekuensi 50Hz 

r = √2(1+R/RL)/(3𝜔CR) 

   = 0,075 (1+R/RL)/(fCR) 

Kalau frekuensinya 50 Hz 

r = 0,0015 (1+R/RL)/(CR) 

Ripple factor 

r = Vr/Vdc *100 % 

Sedangkan untuk menentukan besarnya ripple factor dari penyearah gelombang penuh yaitu: 

Ripple factor 

r = (1+R/RL)/(3𝜔CR) 

Untuk menentukan tegangan ripple dan tegangan ripple maksimum adalah 

Vr max = Vrp-p/2

Sedangkan 

Vr = Vr max /√2 

Besarnya tegangan DC berlaku untuk penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh sebagai berikut : 

Vdc = Vs max – Vrp-p/2 

Dimana: 

r = ripple factor 

Vr = tegangan ripple dalam satuan Volt

Vr max = tegangan ripple maxsimum dalam satuan Volt 

Vr p-p = tegangan ripple peak to peak dalam satuan Volt 

Vs max = tegangan sekunder maxsimum dalam satuan Volt 

Vdc = tegangan DC dalam satuan Volt

Contoh Soal

Sebuah rangkaian penyearah setengah gelombang di beri filter RC mempunyai ripple factor 6,3% diberi beban 120 ohm dan tahanan filter 10 ohm, sedangkan diode penyearah yang digunakan silikon dengan tahanan bulknya 1,2 ohm. Trafo step down dengan angka transformasi 0,1 dan sumber satu fasa menggunakan jala-jala PLN. 

a. Gambar lengkap rangkaian penyearah + filter RC 

b. Tentukan nilai kapasitor yang harus dipasang, tegangan DC menggunakan PD II 

c. Tentukan tengangan ripple, tengangan ripple maximum dan tenganan ripple peak to peak. 

Jawaban

a. Gambar lengkap rangkaian penyearah + filter RC

Gambar 5. Gambar rangkaian penyearah + filter RC

b. Nilai kapasitor yang harus dipasang, tegangan DC menggunakan PD II

    C = √2(1+R/RL)/3ωrR

        = √2(1+10/120)/3.3,314.0,063.10

        = 1,53/593,46

        = 0,0025 μF

    Vpmax = 311,13 V

    Vp = 311,13/√2 = 220 V

    Vsmax = 0,1 x 311,13

                 = 31,11 V

    Vs = 31,11/√2 

          = 22 V

    6,3% = Vr/Vdc x 100%

    Vr     = 0,063 Vdc

    V’smax = (Vsmax-VF)

                  = (31,11 – 0,7)

                  = 30,41 V

    Vdc = V’smax – Vrmax

            = 30,41 - √2 0,063 Vdc

            = 30,41 – 0,089 Vdc

    Vdc = 30,41 / 1,089

            = 27,9 V

c. Tengangan ripple, tengangan ripple maximum dan tenganan ripple peak to peak

    Vr = r.Vdc

          = 0,063 x 27,9

    Vr = 1,75 V

    Vrmax = √2 Vdc

                 = √2 x 1,75

                 = 2,48 V

    Vpp = 2 x 2,48 

             = 4,97 V

Share this post