Pengertian Dan Rangkaian Penyearah Gelombang


Penyearah Gelombang – Seperti yang kita ketahui bahwa hampir semua peralatan elektronika yang ada di sekitar kita terutama yang berhubungan dengan listrik PLN pasti mempunyai rangkaian power supply.

Pada bagian power supply ini terdapat salah satu blok yang biasa disebut sebagai rectifier. Dalam hal ini rectifier memiliki peran yang sangat penting supaya rangkaian nantinya bisa bekerja secara optimal. Lalu apa yang dimaksud dengan rectifier? Untuk lebih jelasnya silahkan simak pembahasan selengkapnya di bawah ini.

Baca juga: Jenis Gelombang Elektromagnetik

Pengertian Penyearah Gelombang (Rectifier)

Rectifier atau dalam bahasa Indonesia disebut sebagai penyearah gelombang merupakan salah satu bagian dari rangkaian catu daya (power supply) yang memiliki fungsi untuk mengubah sinyal AC (Alternating Current) menjadi sinyal DC (Direct Current). Rangkaian penyearah gelombang atau rectifier ini biasanya menggunakan dioda sebagai komponen utamanya.

Hal tersebut karena dioda mempunyai sifat khusus yang dimana hanya akan melewatkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik yang berasal dari arah sebaliknya. Jika sebuah komponen dioda telah dialiri oleh arus bolak-balik (AC), maka dioda ini nantinya hanya akan melewatkan setengah gelombang, dan untuk setengah gelombangnya lagi akan di blokir. Supaya lebih jelasnya lagi silahkan Anda perhatikan gambar berikut ini:

Jenis-Jenis Rectifier (Penyearah Gelombang)

Rectifier atau penyearah gelombang pada umumnya terbagi dalam dua jenis, yaitu half wave rectifier (penyearah setengah gelombang) dan full wave rectifier (penyearah gelombang penuh). Berikut ini adalah penjelasan selengkapnya mengenai kedua jenis penyearah gelombang tersebut:

Half Wave Rectifier (Penyearah Setengah Gelombang)

Half wave rectifier atau penyearah setengah gelombang bisa dibilang merupakan penyearah gelombang yang paling sederhana. Hal ini karena jenis penyearah ini hanya menggunakan 1 buah dioda sebagai komponen utama untuk menyearahkan gelombang AC.

Cara kerja penyearah setengah gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang AC dari transformator. Ketika transformator memberikan output sisi positif dari gelombang AC, dioda berada dalam posisi forward bias sehingga sisi positif dari gelombang AC nantinya akan dilewatkan.

Namun jika transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang AC maka dioda akan berada dalam posisi reverse bias, sehingga sinyal  sisi negatif tegangan AC akan ditahan atau tidak dilewatkan seperti yang bisa Anda lihat pada gambar sinyal output penyearah setengah gelombang di bawah ini.

Sedangkan formulasi yang digunakan pada half wave rectifier atau penyerah setengah gelombang adalah sebagai berikut.

Full Wave Rectifier (Penyearah Gelombang Penuh)

Pada umumnya, ada dua cara yang digunakan untuk dapat membentuk full wave rectifier atau penyearah gelombang penuh. Kedua cara ini sebenarnya masih menggunakan dioda sebagai komponen penyearahanya. Hanya saja jumlah dioda yang digunakan tidak sama, yaitu dengan menggunakan 2 dioda dan 4 dioda.

Perlu diketahui bahwa penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda diharuskan untuk menggunakan transformator CT, sedangkan untuk penyearah 4 dioda tidak harus menggunakan transformator CT.  Penyearah gelombang penuh 4 dioda ini biasa disebut dengan full wave bridge rectifier.

  • Penyearah Gelombang Penuh 2 Dioda

Seperti yang sudah disinggung sebelumnya bahwa penyearah gelombang penuh 2 dioda membutuhkan transformator khusus yang disebut dengan transformator CT (Centre Tapped).

Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda biasa Anda lihat pada gambar berikut ini.

 

Pada gambar di atas, bisa dilihat bawah Transformator CT akan memberikan output atau keluaran tegangan yang berbeda fasa 180° dengan melalui kedua output sekundernya. Jika terminal output yang ada pada D1 memberikan sinyal puncak negatif, maka terminal output pada D2 akan langsung memberikan sinyal puncak negatif. Dalam kondisi seperti ini, D1 sedang berada dalam posisi forward sedangkan D2 dalam posisi reverse. Dengan begitu, sisi puncak positif akan lewatkan melalui D1.

Sebaliknya, jika terminal output transformator pada D1 memberikan sinyal puncak negatif maka sudah pasti terminal output yang ada pada D2 nantinya memberikan sinyal puncak positif. Dalam kondisi seperti ini, D1 berada pada posisi reverse sedangkan D2 pada posisi forward.  Sehingga untuk sinyal puncak positif akan dilewatkan dengan melalui D2.

Supaya lebih jelas, bisa Anda lihat pada gambar output penyearah gelombang penuh di bawah ini.

Sedangkan formulasi yang digunakan pada full wave rectifier atau penyearah gelombang penuh adalah sebagai berikut:

  • Penyearah Gelombang Penuh 4 Dioda

Penyearah gelombang penuh dengan menggunakan 4 dioda ini merupakan salah satu jenis rectifier yang paling banyak digunakan pada rangkaian power supply. Hal ini karena cara kerjanya yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan jenis penyearah yang lainnya. Penyearah gelombang penuh 4 dioda ini juga biasa disebut dengan bridget rectifier atau penyearah jembatan.

Berikut ini adalah gambar dari penyearah gelombang penuh 4 dioda yang tidak menggunakan transformator CT.

Cara kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 dioda di atas dimulai ketika output transformator mengeluarkan tegangan sisi sinyal positif, maka D1 dan D2 akan berada dalam posisi forward bias sedangkan D2 dan D3 akan berada dalam posisi reverse bias. Sehingga level tegangan sisi puncak positif ini nantinya akan dilewatkan melalui D1 menuju D4.

Sementara itu, jika output transformator mengeluarkan tegangan sinyal negatif maka D2 dan D4 akan berada pada posisi forward bias, dan untuk D1 dan D2 berada pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi negatif akan dialirkan melalui D2 dan D4. Supaya lebih jelas, silahkan Anda lihat pada grafik output di bawah ini.

 

  • Penyearah Gelombang yang Dilengkapi dengan Kapasitor

Supaya tegangan penyearah gelombang AC bisa benar-benar rata dan menjadi tegangan DC,  maka dibutuhkan filter kapasitor yang dipasang di bagian output rangkaian penyearah seperti yang bisa Anda lihat pada gambar di bawah ini.

Pada rangkaian di atas, kapasitor memiliki fungsi untuk menekan riple yang terjadi dalam proses penyearahan gelombang AC. Jika sudah dilengkapi dengan filter kapasitor maka output dari rangkaian penyearah gelombang ini dipastikan akan berubah menjadi tegangan DC atau Direct Current. Adapun formulasi yang bisa digunakan adalah sebagai berikut ini:

Sedangkan untuk nilai riple tegangan ada bisa dirumuskan sebagai berikut ini:

Baca juga: Jenis Gelombang Listrik (Waveform)

Rangkaian Rectifier Harus Menggunakan Filter Kapasitor

Bentuk sinyal dari arus output penyearah gelombang penuh jembatan akan sama dengan penyearah gelombang penuh dua dioda. Namun perlu diketahui bahwa semua output masih terdapat banyak tegangan riak atau ripple akibat masih adanya gelombang AC yang masih berbentuk sinus (bagian puncak positif). Sedangkan bentuk gelombang DC murni seperti baterai adalah berbentuk garis lurus.

Untuk mengurangi riak yang diakibatkan dari masih adanya arus AC, maka diperlukan sebuah filter kapasitor elektrolit (Elko) untuk menyaring dan menekan tegangan ripple agar output DC yang dihasilkan semakin baik.

Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa perbedaan bentuk gelombang sebelum menggunakan filter kapaitor dan sesudah menggunakan filter kapasitor. Bantuk gelombang sesudah menggunakan filter kapasitor terlihat semakin rata, namun masih ada tegangan riak, dan belum benar-benar lurus seperti tegangan DC murni (baterai).

Semakin besar nilai kapasitor maka tegangan riak akan semakin kecil. Namun demikian agar rangkaian power supply dapat optimal dan bebas dengung, diperlukan rangkaian tambahan seperti regulator tegangan yang akan menyaring tegangan DC semakin bersih.

Leave a Comment