Inverter dipakai untuk mengubah arus listrik DC dari aki menjadi arus listrik seperti PLN. Inverter ini bisa dipakai sebagai emergency listrik saat listrik PLN mati, atau bisa juga dipakai sebagai pengubah arus listrik DC dari pembangkit listrik tenaga matahari (solar cell).
Skema inverter di bawah ini hanya sebagai bahan eksperimen, bukan untuk pemakaian alat elektronik dengan watt besar.
Komponen-komponen elektronik yang diperlukan :
- Aki 12 Volt, contoh perhitungan keluarannya (output): aki 12 Volt 10AH artinya output maksimalnya hanya 120 watt selama 1jam, namun efisiensinya sekitar 40 - 60 watt selama 1jam. Solusinya jika ingin memperbesar keluaran, maka aki harus diparalel tujuannya supaya hambatan dalamnya menjadi kecil sedangkan arusnya meningkat. Pada eksperimen saya menggunakan 2 buah aki 12V 10AH dirangkai paralel, hasil outputnya lebih bagus bila dibanding menggunakan 1 buah aki 12V 20AH. Dioda 3 Ampere dan sekring (Fuse) 4 Ampere juga saya gunakan untuk membatasi arus DC sebelum masuk ke center tap (CT) trafo dan kemudian masuk ke colector transistor. Dalam memberi tambahan dioda dan sekring sebaiknya sesuaikan dengan kapasitas transistor yang dipakai, tujuannya supaya transistor tidak mati, selain itu juga sesuaikan dengan kebutuhan listriknya untuk peralatan apa dan berapa lama pemakaiannya. Semakin besar kapasitas dioda yang dipakai maka arus listrik dari aki yang diserap juga semakin besar dan tentunya aki akan cepat kehabisan setrom.
- Trafo step-up 12 V to 220 V dengan CT (center tap), kalo punya inverter bekas yang sudah mati, ambil saja trafonya. Bila susah mencari trafo step-up, bisa diganti trafo step down 220 V to 12 V minimal 5 Ampere (semakin besar amperenya semakin besar daya outputnya), tapi pemasangan input outputnya dibalik. Output dijadikan input, input dijadikan output. Dan usahakan trafo step-downnya ada CTnya atau kalau tidak, keluaran aslinya ada 3 kabel 0V, 6V, 12 V. Nantinya output 6V nya dijadikan sebagai CT. Bila ingin merakit trafo step up sendiri, gunakan rumus dari file berikut ini untuk menghitung jumlah lilitan trafo agar menghasilkan frekuensi 50hz - 60 hz.
- Transistor jenis NPN seri C3460 (6A), D1885 (5A) atau yang lain, transistor ini biasa dipakai pada transistor horizontal tabung monitor CRT, (alasan saya menggunakan transistor di atas karena mudah didapat di daerah saya) silahkan bereksperimen sendiri menggunakan transistor yang lain. Sebagai perbandingan kebanyakan inverter dipasaran menggunakan transistor NPN 2N3055 (15A), MJ15003G (20A) atau PNP MJ2955 (15A), MJ15004G (20A) atau Mosfet IRFZ44N (41A). Sebaiknya beri heatsink pada saat pemasangan transistor untuk mengurangi panas yang timbul. Bila tanpa menggunakan heatsink, usahakan arus yang masuk ke colector dan basis dibawah kapasitas maksimal colector dan basis transistor yang dipakai. Contoh data yang saya peroleh untuk transistor MJ15003G dan MJ15004G, kapasitas maksimal arus yang dapat melalui colector 20 Ampere, basis 5 Ampere dan colector 25 Ampere. Bila arus yang melewati colector 10 Ampere, basis 3 Ampere dan emitor 13 Ampere, transistor MJ15003G dan MJ15004G aman-aman saja tidak akan kepanasan meski tidak menggunakan heatsink. Perlu diketahui juga dalam memilih transistor yang dipakai perhatikan faktor disipasi (penyerapan) dayanya, semakin besar disipasi dayanya semakin cepat habis setrom akinya. Data yang saya peroleh transistor C3460 dan D1885 disipasi dayanya 100 - 110 watt, 2N3055 dan MJ2955 disipasi dayanya 180 watt, MJ15003G dan MJ15004G disipasi dayanya 210 - 225 watt. Untuk lebih jelas mengenai macam-macam transistor kunjungi website ini http://alltransistors.com/
- Resistor 1K - 5K ohm, idealnya pakai resistor di bawah 1K ohm tapi yang wattnya besar. Semakin kecil hambatannya, kuat arus yang masuk ke basis transistor semakin besar sehingga kuat arus keluarannya semakin besar pula, tetapi transistor akan cepat panas. Jangan pakai resistor di bawah 1 K biasa (watt kecil), gampang hangus/terbakar. Perhitungan dayanya (P) sebagai berikut: P = V x V/R, misal: resistor 1 K ohm dengan voltase aki 12 V, maka P = 12 x 12/1000 = 0,144 watt, artinya daya yang diserap resistor 1 K ohm sebesar 0,144 watt, oleh karenanya bisa menggunakan resistor 1 K ohm / 1/4 watt
- Kapasitor mika/metal film 8 uf 400 V, kapasitas yang lebih besar tegangan outputnya akan lebih besar. Kapasitor besar yang biasa dipakai untuk pompa air juga baik digunakan untuk rangkaian ini. Fungsi kapasitor untuk memfilter naik-turunnya arus input dan melindungi resistor dari panas berlebihan. Ingat jangan gunakan kapasitor elco, bisa meledak.
- Dioda 1N5406 (3A) atau seri yang lain sesuaikan dengan kapasitas transistor yang dipakai. Fungsinya untuk menahan arus yang masuk ke emitor dioda, dan memberi arus panjar mundur pada basis transistor sekaligus melindungi transistor supaya tidak terlalu panas.
- Rangkaian filter frekuensi pada output yang terdiri dari resistor dan kapasitor non polar (mika/keramik). Nilai hambatan resistor 1000 ohm dan kapasitor 0,37 uf atau resistor 10Kohm dan kapasitor 0,037 uf
Komponen di atas sudah saya ganti berdasarkan eksperimen saya, namun skema rangkaian inverter tetap sama dengan gambar di bawah.
Skema inverter sederhana DC 12 Volt to AC 220 Volt
Untuk meningkatkan tegangan keluaran, rangkaian inverter di sebelah kiri trafo masing-masing komponen dibuat rangkap 2 atau lebih sesuai kebutuhan tegangan outputnya (hati-hati tegangannya meningkat signifikan sampai ribuan Volt). Meskipun tegangan outputnya sangat tinggi tetapi sesudah diberi beban, tegangan akan turun drastis (drop), ini masalah klasik dalam membuat inverter menggunakan transistor dan trafo. Jadi silahkan bereksperimen sendiri untuk mendapatkan tegangan ideal 220 V dengan beban yang dipakai. Saran saya sebaiknya dalam memakai beban untuk percobaan pertama kali, gunakan beban yang kecil dulu misal lampu 5 watt kemudian bertahap dinaikkan sedikit demi sedikit sambil dilihat voltage dropnya sampai tegangannya +-220 Volt.
Tapi tidak semua peralatan elektronik cocok dengan listrik dari inverter ini karena frekuensi listrik yang terlalu tinggi dari transistornya lebih dari 60 hz frekuensi normal listrik PLN dan juga bentuk gelombang arus listriknya yang tidak sinusoidal tetapi mendekati zigzag.
Setiap 1 transistor terhubung dengan 1 dioda, 1 resistor dan 1 kapasitor.
Berikut skema rangkaian inverter rangkap 4 :
Transistor bisa dikombinasi dual menggunakan dua transistor NPN dan satu dioda dimana salah satu transistor mempunyai kapasitas lebih tinggi, misalnya D1885 dikombinasi dual dengan 2N3055/MJ15003G tujuannya untuk menghasilkan arus output yang lebih besar dengan arus input yang kecil tetapi aman untuk kerja kedua transistor itu sendiri. Transistor dual kombinasi ini setara dengan satu transistor NPN dengan kapasitas yang lebih besar.
Bisa juga dibuat komplementer menggunakan satu transistor NPN, satu transistor PNP yang kapasitasnya lebih besar dan satu dioda, misalnya komplementer D1885 dengan MJ2955/MJ15004G tujuannya untuk menghasilkan arus output yang lebih besar dengan arus input yang kecil tetapi aman untuk kerja kedua transistor itu sendiri. Transistor komplementer ini setara dengan satu transistor NPN dengan kapasitas yang lebih besar.
Tujuan utama mengkombinasi atau mengkomplementer dua transistor adalah untuk memperpanjang / memperlama setrom aki karena hanya menggunakan arus inputan yang kecil, selain itu transistor awet dipakai karena arus input yang kecil jauh dibawah kapasitas maksimal transistor tersebut.
Gambar skema transistor kombinasi dual dan komplementer
0 komentar: