Penyalaan SCR

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa dapat mengoperasikan rangkaian SCR pada sumber DC dan sumber AC. 2. Mahasiswa dapat menganalisa arus dan tegangan yang terdapat pada bagian bagian SCR.

B. TEORI DASAR

Silicon Control Rectifier (SCR) merupakan salah satu jenis thyristor yang prinsip kerjanya mirip dengan dioda namun dilengkapi gate untuk mengatur besarnya fasa yang dilalukan. SCR adalah komponen semikonduktor yang terbentuk dengan struktur empat lapis PNPN (Positif-Negatif-Positif- Negatif) dengan tiga lapisan sambungan PN. SCR memiliki tiga terminal yaitu anoda, katoda dan gate dan gate.. Sambungan PN ( PN PN junction) junction) berturut-turut dari anoda diberi simbol J1, J2 dan J3. Tegangan penyalaan pada SCR dapat diubah – ubah sesuai dengan besarnya arus yang diberikan pada gerbang (gate) dari SCR tersebut. Makin besar arus yang diberikan , makin besar pula tegangan penyalaanya. Hal ini dapat dilihat pada karaktristik tegangan versus arus untuk untuk SCR pada Gambar berikut ini.

Gambar Simbol SCR dan karakteristik SCR

1

Abdul Hamdi Mustapa | 17630/2010

Gambar PNPN susunan SCR

Dari gambar di atas dapat dipelajari sistem operasi SCR. Apabila tegangan anoda lebih positif dari katoda, sambungan J1 dan J3 pada kondisi forward bias dan J2 pada kondisi reverse bias. Pada kondisi ini SCR masih dalam kondisi memblokir tegangan maju. Agar arus dapat mengalir dari anoda ke katoda, maka diberikan tegangan antara gate terhadap katoda. Jika pada katoda tegangan lebih positif dari anoda, sambungan J2 terbias maju sedangkan J1 dan J3 terbias mundur. Hal ini seperti dioda-dioda yang terhubung seri dengan tegangan balik bagi keduanya. SCR akan berada pada kondisi reverse blocking dan arus bocor reverse (current reverse) akan mengalir melalui divais. SCR dapat dihidupkan dengan meningkatkan tegangan maju VAK diatas VBO, tetapi kondisi ini bias merusak komponen. SCR adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar kontrol yang terdiri dari empat gandengan bahan semi-konduktor P-N-P-N

Gambar 1. Gandengan SCR Ujung P pada gambar di atas berfungsi sebagai anoda dan ujung N berfungsi sebagai katoda, sedangkan gandengan P yang lain sebagai gate SCR akan mengalirkan arus bila gate diberi trigger/sinyal dengan sudut penyalaan tertentu.


2

Gambar 2. Bentuk gelombang penyalaan SCR dengan sudut penyalaan 0˚, 90˚.

Rangkaian penyalaan SCR dikenal ada dua macam dengan sumber DC dan sumber AC. Adapun secara gambar rangkaian seperti gambar berikut (gambar 3 dan gambar 4)

Gambar 4a. Trigger sumber AC Gambar 3. Trigger sumber DC

Gambar 4b. Trigger sumber AC dengan R variabel

Gambar 4c. Trigger Resistor Kapasitor

C. ALAT DAN BAHAN

1. Sumber daya AC/power supply (0-12 volt);

3

2. Osciloscope;


3. Multimeter; 4. Dioda silicon; 5. Tahanan 100 Ω, 1 kΩ, 12 Ω; 6. SCR (Silicone Controlled Rectifier) 7. Transformator step-down; 8. Potensio 50 kΩ; 9. Saklar, push button; 10. Lampu beban 11. Miliamper DC 12. Papan rangkaian dan kabel penghubung.

D. GAMBAR RANGKAIAN

Gambar 5. Trigger DC

Gambar 6. Trigger sumber AC dengan R variabel

2


Gambar 7. Trigger sumber AC dengan R variabel ditambah dengan kapasitor 47 μF

E. LANGKAH KERJA

SCR dengan sumber daya DC 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan seperti pada gambar 3 diatas. 2. Hidupkan CRO dan kalibrasi, kemudian hubungkan ke rangkaian percobaan sesuai dengan gambar di atas. 3. Amati lampu sebelum SCR ditrigger. 4. Lakukan pentriggeran SCR melalui gate G, dengan cara menekan Switch/tombol SW. Kemudian amati lampunya. 5. Ukur dan amati drop tegangan pada lampu dan SCR. 6. Untuk merubah kondisi SCR dari keadaan bekerja ke kondisi off (mati) dilakukan dengan beberapa cara: a. Menurunkan tegangan sumber perlahan-lahan sampai melewati tegangan VBR (tegangan breakover). b. Memutus sesaat tegangan anoda. c. Memberikan tegangan balik pada anoda. 7. Berdasarkan langkah kerja no. 5a amati dan catat perubahan tegangan sumber dan drop tegangan pada beban serta arus beban. 8. Putuskan rangkaian dengan sumber tegangan dan ganti dengan percobaan berikutnya berdasarkan karakteristiknya berdasar data yang anda peroleh.

SCR dengan sumber AC

3

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 6 diatas.


2. Hidupkan CRO dan kalibrasi, kemudian hubungkan kerangkaian sesuai dengan batas ukur yang diinginkan. 3. Berikan trigger melalui gate G dengan cara menekan saklar SW dan kemudian amati arusnya, dan besar drop tegangan dan gambar bentuk gelombang output dan inputnya. 4. Atur potensio pada posisi 0, ¼, ½, ¾, dan 1 untuk semua beban . 5. Ukur tegangan beban, arus beban, sesuai dengan beban masukan dalam table pengamatan. 6. Setelah selesai lepaskan alat-alat percobaan dan ganti dengan percobaan lainnya.

SCR sebagai pengendali 1. Rakitlah alat dan bahan sesuai gambar 7. 2. Hidupkan CRO dan kalibrasi, kemudian hubungkan dengan rangkaian percobaan 3. Amati gambar yang ada di layar CRO, tegangan sumber, tegangan beban (output), dan tegangan gate. 4. Atur sudut penyalaan trigger pada 0˚ dengan mengatur R potensio. 5. Kemudian atur sudut penyalaan untuk α=30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚. 6. Ukur tegangan dan arus sesuai dengan tabel pengamatan. 7. Setelah selesai lepaskan rangkaian dengan sumber tegangan , dan kumpulkan alat dan kembalikan ke tempat semula. 8. Buatlah laporan hasil praktikum sementaranya.

F. HASIL PENGAMATAN

Tabel pengamatan I

No.

Rangkaian penyalaan SCR

Tegangan

Beban





sumber

(Ω)

(A)

(volt)

1.

Trigger sumber DC

6 volt

-

1,05

1

2.

Trigger sumber AC

12 volt

100

0,56

4,6

3.

Trigger sumber AC dengan

12 volt

100

0,56

4,5

12 volt

100

0,56

4,5

R variable 4.

Trigger Resistor-Capasitor


4

Tabel pengamatan II

α

Beban Ohm (Ω)

Tegangan (volt)

Arus

(Sudut

Sumber

Beban

penyalaan)

(AC)

(DC)

0˚

7

5

450

30˚

7

4,7

470

45˚

7,5

4,3

420

60˚

8

4

410

90˚

8,5

2,5

300

135˚

11,5

0,9

170

180˚

14

0

0

100

(mA)

G. ANALISA PERCOBAAN

Pada praktikum membuat rangkaian penyearah dengan penyalaan SCR, ketika sudut penyalaan potensio dibuat semakin besar maka tegangan sumber yang masuk ke rangkaian juga bertambah nilainya. Akan tetapi dengan kenaikan sudut penyalaan membuat tegangan pada beban dan arus DC dalam rangkaian menjadi semakin kecil. Pada sudut penyalaan 180˚, tegangan beban menjadi 0, dan arus pada rangkaian juga menjadi 0.

H. KESIMPULAN

Dari hasil percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa, dengan menggunakan SCR (Silicone Controlled Rectifier) kita dapat mengatur penyalaannya dengan ditambah dengan menghubungkan kaki gatenya dengan sebuah potensio yang merupakan sebuah tahanan variabel yang dapat diatur besaran nilai resistansinya sesuai dengan yang diinginkan. Untuk mengamati besar sudut penyalaan SCR tersebut dapat diamati dengan bantuan Osciloscope. Dengan melihat tegangan yang ada pada beban rangkaian


5

tersebut. Semakin besar sudut penyalaannya maka, tegangan beban dan tegangan gatenya pun akan semakin menurun, sedangkan arus bebannya jga menurun. Sesuai dengan penambahan nilai resistansi pada potensio.

Referensi:

Aswardi. (2008). Kumpulan Labsheet Labor Dasar & Pengukuran Listrik Praktikum Elektronika Daya. Padang: Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang. E-lab UI. (2010). Modul Praktikum Rangkaian Elektronika. Depok. Departemen Teknik Elektro. Fakultas Teknik Universitas Indonesia. ………,… (……). Bobbyfiles, Thrystor, Dioda, Triac, Diac. (http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=Dioda+thrystor.doc&source=we b&cd=1&cad=rja&ved=0CC8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fbobbyfiles.file s.wordpress.com%2F2008%2F01%2Fthyristor.doc&ei=oZaAUYO0OcfhrA f0z4HoDQ&usg=AFQjCNFe2ZQPVrKg1F926VjZ0iRUS5fGg&bvm=bv.45921128,d.bmk ) online, diakses 20 Mei 2013, pukul 20.17 WIB

6


Penyalaan SCR

Recommend Documents