logo blog
Blog Elektronika Spot
Pastikan untuk tidak melewatkan artikel yang mungkin anda ingin simak dengan melihat :Daftar Isi
Terima kasih atas kunjungan Anda, semoga bermanfaat.

DC-Regulator Sederhana Dengan Tegangan Variabel 3V-12V, Arus 5A-10A

Advertisement

dc regulator 5A
Rangkaian DC-regulator (catu daya teregulasi) yang tidak rumit tetapi mampu menghasilkan arus hingga 10A dengan tegangan stabil 3V, 4,5V, 6V, 7,5V, 9V, dan 12V.
Rangkaian ini cocok untuk digunakan sebagai power-supply berbagai perangkat elektronik yang biasa menggunakan baterai dengan cukup baik karena mempunyai derau dan faktor ripple yang rendah, tegangannya pun relatif stabil.
Bagi para praktisi dan hobbyst elektronika rangkaian DC-regulator ini cukup berguna sebagai power-supply untuk keperluan test rangkaian yang sedang dibuat.

Dasarnya adalah rangkaian IC regulator LM317 yang ditambahkan transistor daya sebagai penguat arus keluaran.
Sejak beredarnya banyak IC regulator tegangan termasuk LM317, membuat rancangan sebuah DC-regulator menjadi lebih mudah karena tidak banyak pernak-pernik tambahan yang rumit.
IC LM317 adalah IC regulator tegangan positif yang mempunyai arus output maksimal sebesar 1,5A.
Dengan arus keluaran sebesar itu (1,5A max) sebenarnya tidak perlu lagi menghitung seberapa besar arus basis bagi transistor daya jika hanya untuk menghasilkan arus keluaran sebesar 5A atau 10A, sebab masih terdapat toleransi yang longgar dari arus yang mampu dihasilkan oleh LM317. Sembarang transistor daya dengan berbagai besaran hFE pun dapat saja dipasang di bagian akhirnya selama kemampuan arusnya memenuhi persyaratan.
Namun demikian tidak ada salahnya untuk tetap dikemukakan di sini tentang perhitungan arus keluaran agar lebih jelas, yaitu :

Iout = IbT x hFET

Iout adalah arus keluaran regulator, IbT adalah arus basis transistor dan hFET adalah besarnya faktor penguatan arus transistor.
Di sini IbT adalah juga arus output yang dihasilkan oleh IC1 (LM317) karena basis transistor terangkai langsung dengan bagian output IC1 (pin 2). Dari persamaan di atas arus basis bagi transistor daya dapat diketahui :

IbT = Iout / hFET.

Jika transistor yang digunakan adalah type 2N3055 dengan hFE sebesar 20, maka arus basis-nya agar arus keluaran regulator mencapai 5A adalah sebesar : IbT = 5 / 20 = 0,25A.
Untuk arus keluaran hingga 10A arus basis akan dua kali dari itu, dan ini masih tetap berada di bawah arus maksimal yang mampu dihasilkan oleh IC1, yaitu 1,5A.

Rangkaian DC-regulator 3-12V dengan LM317 plus.

dc-regulator 5A - 10A

Daftar komponen :
R1 = 3k6 (3k3 + 330 disambung seri)
R2 = 200Ω (100Ω + 100Ω disambung seri)
R3a = 1k
R3b = 470Ω
R3c = 270Ω
R3d = 180Ω
R3e = 100Ω
R4 = 680Ω/0,6W
R5, R6 = 0,1Ω/7W
R7 = 300Ω/2W
C1, C2 = 100µF/25V
C3 = 470µF/25V
D1 = 1N4002
T1, T2 = 2N3055 / TIP3055
IC1 = LM317
Fuse = sikring 5A untuk versi 5A atau 10A untuk versi 10A
Sw1 = Rotary-switch 6 posisi

Pada gambar di atas diperlihatkan dua versi rangkaian DC-regulator. Gambar bagian (A) adalah rangkaian untuk versi 5A dan gambar bagian (B) adalah rangkaian untuk versi 10A. Perbedaan antara versi 5A dengan versi 10A terdapat pada penggunaan transistor daya, yaitu satu transistor daya untuk versi 5A dan dua transistor daya untuk versi 10A (tersusun paralel).
Dua resistor tambahan dipasang di emitor setiap transistor untuk mengupayakan agar kedua transistor itu akan bekerja seimbang bersama-sama ketika mengeluarkan arus yang besar.

Pin untuk pengaturan tegangan keluaran/output pada LM317 terdapat pada pin 1 (adjust).
Perbandingan nilai dari resistor-resistor pembagi tegangan pada pin 1 akan menentukan besarnya tegangan keluaran.
Dengan nilai-nilai resistansi yang tertera tegangan keluaran akan dapat dipilih sesuai tegangan standar yang umumnya diperlukan, yaitu 3V, 4,5V, 6V, 7,5V, 9V dan 12V.
Di sini sengaja digunakan saklar putar (rotary-switch) 6 posisi untuk memudahkan dalam memilih tegangan keluaran yang dibutuhkan, tinggal arahkan saja posisi saklar ke tegangan yang diinginkan maka regulator sudah siap untuk digunakan.
Menggunakan potentiometer untuk memilih tegangan keluaran terasa kurang praktis, sebab sebelum regulator digunakan harus dilakukan penyetelan tegangan keluaran terlebih dahulu sambil mengukur besar tegangan keluaran itu dengan Volt-meter DC. Sedangkan tegangan keluaran yang dibutuhkan untuk berbagai keperluan umumnya sudah standar, yaitu pada angka-angka yang telah disebutkan di atas.

Dalam pengaturan tegangan keluaran, resistor yang dibuat variabel adalah R2+R3 dan bukan R1 sebagaimana banyak rancangan DC regulator dengan LM317 yang telah dibuat orang. Ini dimaksudkan agar apabila kontak-kontak pada Sw1 suatu saat mengalami permasalahan (kondisi kontak memburuk karena faktor usia atau karena yang lainnya), efeknya adalah tegangan keluaran hanya akan drop (turun mengecil). Jika yang dibuat variabel adalah R1 maka apabila kontak-kontak pada Sw1 suatu saat bermasalah efeknya adalah tegangan keluaran akan membesar hingga mendekati harga Vin maksimal (sekitar 24V), dan itu bisa merusakkan perangkat elektronik jika sedang tersambung kepada regulator dengan seketika!
Cara yang ditempuh ini mudah-mudahan akan lebih baik dan dapat lebih menjamin keamanan bagi perangkat elektronik yang disambungkan kepada regulator.
Berkaitan dengan itu disarankan agar menggunakan rotary-switch berkwalitas bagus, atau senantiasa menyemprot bagian kontak pada rotary-switch dengan “contact-cleaner” secara berkala ketika regulator telah dibuat dan telah digunakan.

Tentang komponen dan perakitan DC-regulator.
Untuk R1 sampai dengan R3 yang terbaik adalah menggunakan resistor bertoleransi kecil, misalnya 1%. Namun jika sulit mendapatkan resistor bertoleransi kecil, tidak terlalu bermasalah menggunakan resistor dengan toleransi standar 5%.
R7 perlu dipasang untuk mengalirkan sedikit arus keluaran dari IC1 untuk menjaga kestabilan, begitu pula dengan R4.
Hal yang perlu diketahui sehubungan dengan ini dalam rancangan DC-regulator menggunakan LM317 adalah bahwa IC harus mengeluarkan arus minimal sebesar 10mA agar pengaturan tegangan melalui pin 1 beroperasi secara normal. Dengan dipasangnya resistor 300Ω (R7) IC1 akan masih mempunyai arus output sebesar 10mA meskipun tegangan keluaran adalah yang terendah, yaitu 3V.
T1 dan T2 memerlukan heatsink (keping pendingin) yang cukup karena akan panas ketika regulator digunakan mulai dari 2A atau lebih. Kedua transistor dilekatkan pada heatsink dengan dilapisi isolator mika terlebih dahulu agar tidak terjadi kontak elektrik antara kolektornya dengan heatsink yang biasanya dihubungkan ke ground.
IC1 juga memerlukan heatsink. Ketika regulator mengeluarkan arus yang cukup besar IC akan ikut panas.

Perlu dikatakan bahwa secara perhitungan regulator ini memang mampu mengeluarkan arus hingga 5A (dengan satu transistor daya) atau 10A (dengan dua transistor daya); di antara pertimbangannya adalah dengan melihat karakteristik SOAR (Safe Operating Area) dari transistor daya yang digunakan. Namun karena banyaknya transistor daya yang beredar tidak memenuhi syarat sebagaimana yang tercantum di dalam datasheet-nya, maka sebaiknya regulator ini tidak digunakan untuk konsumsi arus yang mendekati bilangan maksimal. Regulator akan cukup aman untuk penggunaan yang mengkonsumsi arus 3A (untuk versi 5A) atau 6A (untuk versi 10A). Batasi saja pemakaian arus dengan fuse 3,5A atau 7A.
Solusi lainnya untuk permasalahan ini adalah dengan menambahkan satu lagi transistor daya diparalel-kan bersama dengan transistor daya yang sudah ada agar tidak terlalu banyak timbul panas.

Untuk unit trafo dan dioda-dioda penyearah bisa digunakan rangkaian berikut ini :

unit power supply

Komponen tambahan :
R8 = 2k7
C4 = 6800µF ... 10000µF/35V
D2, D3 = Dioda 6A (versi 5A) atau dioda 12A (versi 10A)
D4 = Led indikator merah
Trf1 = Transformator 2x18V CT, 5A atau 10A
Sw2 = Switch on-off (terserah pilihan)

Tentang unit transformator dan dioda-dioda penyearah tidak dibahas lagi di sini. Bagi yang lebih serius ingin mengerti tentang itu bisa mengikuti ulasannya secara khusus di :
Penyearahan gelombang penuh dengan kondensator perata .

Update :
Agar proyek praktek ini lebih lengkap, berikut disertakan rancangan PCB-nya. File gambar layout PCB beserta tata-letak komponen dalam ukuran aktual dapat diunduh di link ini : PCB DC Regulator 5A-10A LM317 .

Silakan diunduh file-nya untuk keperluan pembuatan PCB.
Sambungan-sambungan perkabelannya kira-kira akan seperti ini :

rancangan_dc_regulator_5a_10a_lm317

Gambar yang diperlihatkan adalah gambar tampak atas untuk versi 10A. Untuk versi 5A, T2 dan R6 tidak perlu dipasang sedangkan R5 di-jumper (disambungkan) langsung dengan kawat atau kabel.
Sebagai bagian akhir, perlu disampaikan bahwa kabel-kabel yang digunakan haruslah kabel-kabel yang cukup tebal (standar 5A atau 10A), kecuali kabel-kabel untuk sambungan ke Sw1. Dan perlu juga disampaikan bahwa fuse tidak boleh diganti dengan yang diluar ketentuan apalagi menyambungkannya secara langsung dengan beberapa serabut kabel.
Cara seperti itu adalah cara “barbar” yang lebih banyak merugikannya dari pada menguntungkan.
Rangkaian DC-regulator ini memang belum dilengkapi dengan proteksi otomatis terhadap hubung-singkat. Karena itu proteksi dilakukan dengan penggunaan sikring.
Jika menginginkan versi lain DC-regulator yang telah dilengkapi dengan proteksi terhadap hubung-singkat silahkan ikuti ulasannya di :
DC regulator dengan tegangan yang bisa dipilih dan tahan terhadap terjadinya hubung singkat .

Keep happy soldering!

Enter your email address to get update from Admin .
Print PDF
Next
« Prev Post
Previous
Next Post »

25 komentar

Maaf gan mau tanya, sy mau rakit seperti rangkaian di atas yang versi 5A tapi dengan Transfomator 12V 5A. Komponen apa saja yang harus diuah?

Balas

Aduh sayang sekali, tegangan trafonya kurang tuh. Setidaknya 15V/5A. Kalau trafo yg disebutkan itu dipaksakan digunakan, hasil peregulasiannya akan tidak sempurna.

Balas

gan... saya ada trafo 5A 32 V, apakah ini masih mampu gan?
saya lihat rangkaian agan hanya sampai 18v.. thanks gan...

Balas

Wah kalau 32V nggak bisa tuh. Setelan rangkaian dan komponen-komponennya cuma untuk trafo 17-18V.

Balas

Gan, kalau untuk rangkaian powersupply dengan out sampai 24 volt bagaimana ya? Thanks

Balas

Ya, mungkin nanti saya buatkan juga, mudah2an tidak ada halangan. Rangkaian ini hanya sampai 12V karena keperluan tegangan DC biasanya hanya sampai segitu.

Balas

Pada skema rangkaian diatas , berapa nilai Vin dc min dan dc max nya .
Tengkyu

Balas

Vin DC minimal 17V masih bisa berfungsi, meskipun di rangkaian di atas nominalnya 18V.
Vin DC maksimalnya 25V (dalam keadaan regulator tanpa beban).

Balas

untuk skema diatas agar dapat menggunakan Vin 12v dengan Vout 5v komponen apa saja yang harus diubah? dan untuk meningkatkan kapasitas hingga 50A apakah bisa hanya dengan menambahkan rangkaian 2N3055 dengan total 10 transistor secara paralel?

Balas

Untuk Vin 12V dan Vout 5V, perubahannya cukup mendasar, meliputi R1, R2 dan R3. Dan jika ingin arus hingga 50A, tidak bisa hanya ditambahkan transistor2 2N3055 karena hFE transistor tsb hanya 20 sedangkan kemampuan arus LM317 maks. hanya 1A.
Jika menginginkan sebuah regulator dgn kriteria Vin 12V, Vout 5V dan arus 50A, bisa dibuat skema lainnya, yaitu dgn menggunakan 7805 dan menggunakan sembilan atau sepuluh 2N3055.
Nanti akan saya posting. Tapi dicoba/ditest sendiri ya?

Balas

Rumus perhitungannya bagaimana gan untuk menentukan nilai R2
Terima Kasih

Balas

Untuk LM317 dgn konfigurasi di atas, besarnya tegangan output di pin 2 ditentukan oleh :
Vo = 1,25 [1 + R1 / (R2+R3)] + [Iadj x R1].
Iadj adalah arus yg mengalir di pin 1, besarnya (tipikal) sekitar 50uA.
Nah, silakan utak-atik rumus di atas untuk mendapatkan R2.

Balas

Ini mas saya agak mlenceng dengan artikel ini, saya mau tanya gimana cara agar input menuju basis sekitar 9-12volt,sememtara pada kolektor dan juga emitor tersebut mengalirkan voltase sekitar 18-24 volt,,, ini alat saya gunakan untuk sensor music led rgb dimana dalam sensor tsb... Sensor music, in cma 12 dan out nya 12 kebawah tergantung intensitas nya,,, jadi dar masing2 rgb tsb saya mau umpan kan ketransistor tetapi beban led nya 24 volt, mohon bantuannya terimakasih

Balas

Pak, apakah LM317 mampu dibebani Arus hingga 20Ampere? tentu dengan menambah lebih banyak Transistor, semisal TR3055 ditambah jadi 6 atau 8 biji.

Balas

Ya, bisa. Di setiap emitor 3055 tambahkan sebuah resistor 0,1 Ohm/5W...10W.

Balas

Pak, ada gak skema rangkaian tuk mengatur kecepatan motor DC dari 1v ke 3v, dengan Vin 12v? terima kasih sebelumnya..

Balas

Ya, ada. Kontak saya melalui Contact Us, atau kontak melalui e-mail langsung, nanti saya kirim skema rangkaiannya.

Balas

Pak,
Rangkaian DC regulator di atas, untuk input nya apa bisa menggunakan adaptor 19v 3.5a

Balas

Bos, mau tanya rumusnya gimana cari R3 nya biar volt bisa dihasilkan ada altwrnatif lainya. Misal out V nya di 13,8 atau 15 v. Yerimakasih sebelumnya.

Balas

Silakan klik link datasheet-nya, ada rumus tegangan keluaran sebagai referensi.
Untuk skema di atas :

Vout = 1,25 x (1 + R1/(R2+R3)) + IadjR1

Untuk IadjR1 ambil saja bilangan 100uA. Hasil dari perhitungan itu dikurangi lagi 0,7V karena adanya transistor daya tambahan di tingkat output.

Balas

Pak,mau tanya. Berapa konsumsu Arus Stanby (mAh) ketika tanpa Beban ya. Maksih.

Balas

Arus diam yg mengalir ada pada sirkit keluaran IC (R7) dan keluaran regulator (R4). Pada tegangan output 3V arus ini ada sebesar 10mA (arus pada R7) ditambah 4,4mA (arus pada R4), jumlahnya 14,4mA.
Pada tegangan 12V arus diam keseluruhan sekitar 59mA.

Balas

mohon bantuan untuk regulator/pengatur putaran motor dc 220 volt, 50/60 hz

Balas

Permisi pak ., saya mau tanya . transistor yg di paralelkan apakah harus dengan jenis yg sama ?? jika sya pakai tip3055 di paralelkan dengan 2n3055 apkah masih aman untuk di gunakan untuk 10A ?? mhon jwbannya pak . terimakasih

Balas

Untuk Ary : Transistor yg diparalelkan harus jenis yg sama. Sebaiknya TIP3055 diparalelkan dengan TIP3055. Jika yg dipakai 2N3055, paralelkan dengan 2N3055 juga. Ini untuk menghindari perbedaan perubahan kondisi transistor akibat panas.
Dua transistor 3055 masih aman untuk 10A, jika yg digunakan adalah transistor berkwalitas dengan disertai keping pendingin yg lebar.

Balas

Silakan komentar dengan IDENTITAS YANG JELAS dan tidak menyertakan live-link atau spam.

Copyright © 2013. Elektronika Spot - All Rights Reserved | Template Created by Kompi Ajaib Proudly powered by Blogger