Disini tidak membahas sekema rangkaian power supply switching, karena sudah banyak blog / web yang membahasnya
Power supply switching juga d kenal dengan adaptor switching, gacun, dsb...disadari atau tidak, power supply ini banyak dipakai di dalam kehidupan sehari-hari seperti adaptor charger HP, adaptor charger laptop, adaptor charger battery kamera, adaptor charger battery HT, adaptor printer, adaptor speedy, inverter dc to ac, mesin las inverter dsb
bila kita membuka kemasan power supply switching, sudah tidak terdapat travo step down konvensional berukuran besar
travo yang dipergunakan oleh power supply switching terbilang kecil di banding travo konvensional dengan output ampere yang sama
bandingkan adaptor charger nokia jadul dengan yang terbaru... ukurannya jauh lebih kecil dan lebih ringan, hal ini dikarenakan charger nokia jadul menggunakan travo konvensional, sedangkan yang terbaru menggunakan travo switching.
bila diperhatikan, travo switching mempergunakan inti ferrit ( serbuk besi dipadatkan ) sedangkan travo konvensonal mempergunakan susunan plat besi.
jumlah lilitan kawat tembaga travo switching jauh lebih sedikit dibandng travo konvensional
Kesalahan :
banyak sumber-sumber dari blog maupun web mengatakan, penggunaan lilitan kawat tembaga yang lebih sedikit tidak menimbulkan panas yang tinggi, karena pemberian arus pada lilitan tembaga dilakukan dalam waktu yang singkat, sehingga menekan timbulnya panas yang mengakibatkan tembaga melebur/putus
bila benar demikian, mengapa MCB meteran listrik tidak trip/turun, bukankah nilai resistansi lilitan menjadi sangat rendah bila lilitan dibuat lebih sedikit ??? (nilai resistansi rendah, arus yang mengalir menjadi lebih besar)
Penjelasan :
prinsip kerja travo adalah nilai induksi dari lilitanya, dikenal dengan satuan Herry
kita tidak dapat mengukur nilai resistansi travo secara langsung, misal menggunakan AVO meter, karena akan menunjukan nilai mendekati 0 Ohm karena yang di ukur adalah resistansi kawat tembaganya
induktor / lilitan travo memiliki nilai resistansi tertentu saat mendapatkan arus dalam bentuk gelombang atau pulsa (frekuensi) yang dikenal dengan reaktansi (resistansi yang disebabkan reaksi arus)
induktor akan memiliki nilai resistansi terendah pada arus dengan frekuensi rendah, dan memiliki nilai resistansi tertinggi pada arus dengan frekuensi tinggi
misal :
travo step down konvensional :
- Arus Sekunder : 500 mA
- Voltase Sekunder : 12V
- Daya Sekunder : 6W
- Voltase Primer : 220 Vac
- Frekuensi kerja : 50 Hz
dianggap eff travo = 100% maka :
- Arus Primer : 27.273 mA
didapat :
Resistansi Primer = 8,067 kOhm
Resistansi Sekunder = 24 Ohm
disini, panjang kawat tembaga untuk lilitan travo bukan di ukur berdasar nilai resistansi kawatnya, bila yang diukur resistansi kawat tembaga, akan membutuhkan kawat dengan panjang ber kilo-kilo meter untuk medapatkan resistansi 8,067 kOhm
misal :
- kawat tembaga yang dipergunakan awg 30 dengan resistansi kawat 338,53 Ohm / km
- untuk 8,067 kOhm diperlukan kawat tembaga sepanjang 23,83 km
- untuk 24 Ohm diperlukan kawat tembaga sepanjang 70 m
perhitungan resistansi kawat tembaga travo adalah reaktansi yang dipengaruhi jumlah lilitan berdasar frekuensi arus, permeabilitas bahan inti/core travo dan luas + tinggi inti/core travo
misal :
untuk mempermudah perhitungan di ilustrasikan permeabilitas relatif inti travo = 1000 (untuk perhitungan sebenarnya cek nilai inti yang dipergunakan)
- core berbentuk bulat dengan diameter : 2cm, tinggi 3cm
- Induksi pada reaktansi 8,067 kOhm @ 50 Hz = 25,678 H (Herry)
- jumlah lilitan tembaga yang dibutuhkan = 1397 lilitan
- panjang kawat tembaga primer yang dibutuhkan = 87,77 m
- Induksi pada reaktansi 24 Ohm @ 50 Hz = 76,394 mH (mili Herry)
- jumlah lilitan tembaga yang dibutuhkan = 76 lilitan
- panjang kawat tembaga sekunder yang dibutuhkan = 4,77 m
bandingka panjang kawat tembaga yang dihitung berdasar resistansi dan reaktansi, sangat jauh berbeda
kembali ke power supply switching !!!
power supply switching tidak mempergunakan frekuensi jala-jala listrik, tetapi membangkitkan frekuensi arusnya sendiri.
frekuensi power supply switching berkisar 125 kHz (125.000 Hz) bisa kurang atau lebih tergantung disain travo yang akan dipergunakan
mengapa jumlah lilitan kawat tembaga travo switching lebih sedikit dibanding travo konvebsional ???
misal :
untuk mempermudah perhitungan di ilustrasikan permeabilitas relatif inti travo = 1000 (untuk perhitungan sebenarnya cek nilai inti yang dipergunakan )
- core berbentuk bulat dengan diameter : 2cm, tinggi 3cm
- Induksi pada reaktansi 8,067 kOhm @ 125 kHz = 10,271 mH (mili Herry)
- jumlah lilitan tembaga yang dibutuhkan = 28 lilitan
- panjang kawat tembaga primer yang dibutuhkan = 1,76 m
- Induksi pada reaktansi 24 Ohm @ 125 kHz = 30,558 uH (micro Herry)
- jumlah lilitan tembaga yang dibutuhkan = 1,5 lilitan
- panjang kawat tembaga sekunder yang dibutuhkan = 9,4 cm
perhatikan nilai reaktansi pada travo konvensional dan travo switching.... bernilai sama pada masing-masing lilitan primer dan sekunder, tetapi kebutuhan panjang dan lilitan kawat tembaga travo switchng jauh lebih sedikit
jadi penggunaan jumlah kawat tembaga yang sedikit pada travo power supply switching tidak akan menyebabkan MCB meteran listrik trip/turun, karena arus yang diserap travo switching sama dengan arus yang diserap oleh travo konvensional dan bukan merupakan kerja ekstrim bagi lilitan tembaganya
pada ukuran travo yang sama dan jumlah lilitan kawat tembaga yang sama, power supply switching mampu memberikan arus (ampere) yang jauh lebih besar, dan tentu menyerap daya listrik PLN / sumber listrik yang banyak pula.
untuk melakukan pembuatan power supply switching, hal-hal yang perlu diperhatikan :
- bahan inti / core travo, untuk frekuensi tinggi core besi tidak dapat dipergunakan, diperlukan core ferrit karena waktu simpan induksi magnet singkat, sehingga respon terhadap frekuensi tinggi lebih baik
- ukuran /diameter kawat tembaga, pilih ukuran sesuai ampere yang bekerja di kawat tembaga
- ukuran /diameter kawat tembaga mempengaruhi karakteristik frekuensi kerja, semakin besar kawat tembaga, respon frekuensi semakin rendah, sehingga pemilihann ukuran kawat tembaga harus disesuaikan dengan frekuensi kerjanya (baca datasheet kawat tembaga)
- pertimbangkan efisiensi travo (daya hilang), jadi daya yang dibangkitkan oleh lilitan primer harus lebih besar dari rencana daya lilitan sekunder (eff travo berkisar 65%-80%)
Catatan :
Cara mengulung travo sangat beragam, cara diatas bukanlah baku, dan ditulis hanya untuk pembuktian mengapa travo switching memiliki lilitan kawat tembaga lebih sedikit dibanding travo konvensional bukan memberikan cara mengulung travo.
walaupun cara ini sudah berhasil dicoba untuk melakukan voltase step up untuk menghasilkan loncatan listrik (spark) berdaya besar yang mampu membakar kayu, melelehkan kaca dan membakar kabut minyak solar
