Menguasai Rangkaian Inverter: Panduan Membangun di Rumah yang Komprehensif

Penerapan berbagai sumber daya listrik seperti penyimpanan baterai DC bersama dengan inverter semakin umum. Selain itu, sumber daya inverter menawarkan supply daya tambahan atau ekstra yang hebes mengikuti pertumbuhan perangkat switching elektronika daya. 

Namun, baca terus untuk memahami cara memaksimalkan manfaat rangkaian inverter dan untuk mengetahui segalanya tentangnya. Secara signifikan, Anda akan mengetahui cara membuatnya di rumah dengan mudah.

Gambar komponen dioda elektronik

Arti Rangkaian Inverter

Rangkaian inverter mengonversi arus listrik Langsung (DC) ke Arus Bolak-balik (AC) untuk menyediakan daya ke jaringan listrik atau sistem mandiri. Dalam kata lain, ini adalah perangkat yang mengubah DC (Direct Current) ke AC (Alternating Current). 

Bagaimana Rangkaian Inverter Bekerja?

Ia sangat mudah; rangkaian konverter secara berkelanjutan mengonversi Arus Bolak-balik ke Arus Langsung melalui rectifikasi. Dalam kata lain, magnitudo dan arah gelombang berubah secara teratur seiring waktu karena Arus Bolak-balik adalah gelombang sinus. 

Jadi, dioda membantu melewatkan listrik untuk mengonversinya ke arus langsung, namun tidak dalam arah terbalik.

Jika Arus Langsung melewati dioda, hanya arah maju yang akan melewatkan listrik sehingga puncak positif muncul. Ini berarti setengah siklus lain akan sia-sia karena tidak negatif menuju puncaknya. 

Oleh karena itu, struktur dioda dibuat seperti jembatan untuk melewati puncak negatif melalui arah maju. Untuk ini, namanya full-wave rectification karena mengubah puncak gelombang negatif dan maju.

Sementara itu, rectifikasi full-wave saja tidak dapat membuat gelombang halus sementara jejak tegangan berombak dan fluktuasi arus bolak-balik akan tetap ada. 

Jadi, untuk membersihkan, kapasitor akan diisi dan diculurkan berulang kali. Oleh karena itu, menyelaraskan dan mengubah gelombang mendekati Arus Langsung.

Selanjutnya, rangkaian inverter sederhana ini akan mengeluarkan AC dengan frekuensi dan tegangan yang bervariasi. Proses konversi AC/DC akan melakukan switching pada transistor daya seperti Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) sambil mengubah interval OFF/ON untuk menghasilkan gelombang pulsa dengan lebar yang beragam. 

Setelah itu, ia menggabungkannya ke dalam gelombang quasi-sinus yang dikenal sebagai PWM (Pulse Width Modulation).

Komputer secara otomatis mengontrol lebar pulsa. Misalnya, beberapa komputer satu-chip yang ditetapkan mengontrol motor, yang mencakup produk yang sudah terinstal fungsi PWM. 

Akibatnya, dapat dilakukan untuk menghasilkan frekuensi gelombang sinus palsu yang berbeda sambil mengontrol kecepatan rotasi motor dengan menentukan parameter yang diinginkan. 

Di sisi lain, penting untuk ditambahkan bahwa jumlah pulsa arus mengklasifikasi rangkaian rectifier dan jumlah pulsa inverter, yang mengalir ke sisi Arus Langsung dari tegangan input AC.

Selanjutnya, rangkaian rectifier yang terkait dapat berupa rectifier 12-pulsa, rectifier 18-pulsa, atau bahkan lebih. Sementara itu, rangkaian rectifier bekerja dalam mode inversi saat dikontrol.  

Konfigurasi diagram di atas sekarang populer dalam supply daya Arus Bolak-balik dengan aplikasi kecepatan yang dapat disesuaikan. Sementara itu, jika inverter tambahan bergabung bersama, inverter 18-langkah diperoleh dengan tiga inverter lain.

Bentuk Gelombang Output Rangkaian Inverter

Inverter mungkin menghasilkan modified sine wave, output square wave, dan pulse width modulated wave, pulsed sine wave, output voltage waveform, atau bahkan sine wave berdasarkan desain rangkaian. Jenis inverter populer membuat quasi-square waves atau square waves. 

Ukuran kemurnian gelombang sinus adalah total harmonic distortion (THD). Misalnya, square wave duty cycle 50 persen mirip dengan gelombang sinus 48 persen THD. 

Sementara itu, jaringan distribusi listrik komersial hanya kurang dari 3 persen THD pada bentuk gelombang di titik koneksi konsumen. Lebih banyak lagi, Standar IEEE 519 menyarankan kurang dari 5 persen THD untuk sistem yang terhubung ke jaringan listrik.

Namun, dua desain utama banyak untuk membuat tegangan stopkontak rumah dari sumber daya DC voltase lebih rendah. Nomor satu menggunakan switching boost converter dalam menghasilkan DC voltase lebih tinggi kemudian mengonversinya ke AC. 

Pada saat yang sama, desain kedua mengonversi Arus Langsung ke Arus Bolak-balik pada level baterai sambil menggunakan trafo frekuensi jaringan dalam membuat output tegangan.

Gambar sistem sel surya vektor/isometrik

Cara Membangun Rangkaian Power Inverter

Komponen yang Dibutuhkan

Komponen utama adalah;

• R1, R2= 100 Ohm./ 10 watt wire-wound.
• T1, T2 = power transistor 2N3055.
• R3, R4= 15 Ohm/ 10 watt wire-wound.
• Transformer= 9- 0- 9 Volt / 5 Amps.
• Heat sink aluminium= dipotong sesuai ukuran yang diperlukan
• Baterai mobil= 12 Volt/ 10AH.
• VentilasiDengan inverter sederhana, Anda dapat mengontrol kecepatan rotasi.  lemari logam= sesuai ukuran seluruh rangkaian
• Primary coil/10-0-10V, 750 mA- secondary coil

Komponen dasar lainnya  meliputi;

• Baterai 12v.
• Transistor 2N2222.
• Resistor.
• Datasheet 2N2222.
• Datasheet IRF630.
• Baterai asam, baterai tunggal, dan baterai tambahan
• Power transformer.
• Aluminum heat.
• 9-0-9V, 5 AMP

Langkah Membangun Rangkaian Power Inverter

Langkah Pertama 

Pertama, dapatkan lembar aluminium, potong atau bagi lembar menjadi dua bagian sekitar 5×5 inci. Sementara melakukannya, lubangi lubang yang akan sesuai dengan power transistor. Sementara itu, perhatikan bahwa lubang harus sekitar 3mm diameter. 

Selain itu, buat atau lubangi lubang yang sesuai untuk membuatnya kokoh dan sederhana dalam pemasangan pada lemari inverter.

Langkah Kedua 

Selanjutnya, bawa resistor dan hubungkan dalam mode cross-mode menggunakan lengan transistor, sama seperti rangkaian yang ditampilkan di bawah ini.

Langkah Ketiga 

Hal lain adalah memperbaiki transistor dengan kuat pada heat sink menggunakan baut atau mutter. 

Langkah Keempat 

Setelah itu, hubungkan resistor, heat sink, dan rangkaian transistor melalui rangkaian sekunder trafo.

Langkah Kelima 

Terakhir, letakkan rangkaian trafo dan PCB lengkap di lemari logam yang memiliki ventilasi yang baik. Pasang titik output/input dan fuse holder di samping lemari dan hubungkan.

Sekarang inverter siap. Inverter dapat membantu sebagai kasus untuk perumahan Rangkaian Inverter. Selain itu, perhatikan bahwa output tegangan, frekuensi, dan input tegangan, level tegangan, dan penanganan daya umum bergantung pada desain perangkat tertentu. Akibatnya, Anda perlu mempertimbangkan semuanya sebelum konstruksi rangkaian.

Cara Mengujinya

Pemeriksaan operasional rangkaian Anda sebelum digunakan secara besar-besaran adalah perlu. Untuk menguji perangkat, bawa koneksi lampu 50-60 watt menggunakan soket output inverter. Setelah itu, masukkan baterai (12 volt) menggunakan soket input inverter. 

Lampu akan menyala dengan jelas dan terang, menunjukkan bahwa koneksi rangkaian Anda benar dan output inverter siap untuk melanjutkan ke lapangan. Namun, jika lampu tidak menyala, Anda harus memeriksa kembali koneksi Anda.

Inverter bereaksi lebih cepat daripada generator normal untuk mempengaruhi perubahan sekitar frekuensi jaringan. Oleh karena itu, inverter Anda perlu sinkron dengan frekuensi jaringan.

Catatan;

• Pertama-tama, ketahui bahwa trafo yang meningkatkan tegangan dari primary ke secondary adalah step-up transformer. Step-up transformer mengubah daya arus rendah, tegangan tinggi menjadi daya arus tinggi, tegangan rendah.

• Lebih banyak lagi, Anda harus tahu bahwa Switching loss adalah bagian besar dari seluruh inverter losses pada switching frekuensi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, switching frequency optimization adalah penting untuk mengurangi THD dan switching losses di sekitar perangkat daya. 

• Akibatnya, dengan 5-kW three-phase PWM inverter, validitas metode kontrol gate yang diusulkan dan media optimasi dievaluasi menggunakan digital gate drive ICs.

Klasifikasi Rangkaian Inverter

Klasifikasi inverter mencakup jenis berdasarkan sumber, output, dan jenis beban. Mereka adalah;

Rangkaian Inverter—Fitur Output

• Sine Wave Inverter
• Square Wave Inverter
• Modified Sine Wave Inverter

Rangkaian Inverter—Sumber Inverter

• Voltage Source Inverter
• Current Source Inverter

Rangkaian Inverter—Tipe Beban

• Single Phase Inverter

1. Half-Bridge Inverter
2. Full-Bridge Inverter

• Three Phase Inverter;
  Ini dapat bekerja dalam dua mode tergantung pada derajat gate pulse. Mereka adalah-

180-degree mode; waktu konduksi dalam mode operasi ini untuk thyristor adalah 180 derajat. 120-degree mode; mode operasi ini, di sisi lain, mengonduksi hanya dua thyristor pada satu waktu.

• Output Level Number

1. Regular Two-Level Inverter
2. Multi-Level Inverter

Rangkaian Inverter—Klasifikasi lain adalah:

Micro-Inverters- Ini adalah inverter kecil untuk panel surya individu. 

CMOS Inverter- (Complementary Metal-oxide Semiconductor) CMOS menawarkan fungsi logika. Ini adalah komponen utama rangkaian terpadu. CMOS inverter adalah field-effect transistor yang terdiri dari gate logam pada semikonduktor. Untuk ini, CMOS inverter ada dalam beberapa perangkat elektronik sambil menawarkan data tentang rangkaian kecil.

Aplikasi Umum Rangkaian Inverter

Aplikasi utama rangkaian inverter meliputi;

1. Rangkaian Inverter–Uninterruptible Power supply

UPS, uninterruptible power supply, menggunakan inverter dan baterai untuk menyediakan daya AC jika daya utama tidak tersedia atau terjadi kegagalan daya. Misalnya, UPS yang terhubung ke komputer desktop untuk mencegah shutdown tiba-tiba pada kegagalan daya.

2. Rangkaian Inverter–Di kompresor pendingin

Selanjutnya, Anda dapat menggunakan inverter untuk mengontrol kecepatan motor kompresor untuk mendorong aliran refrigerant variabel selama pendinginan.

Di sisi lain, AC inverter atau rangkaian inverter AC menyesuaikan kecepatan kompresor untuk mengontrol laju aliran gas (refrigerant), sehingga mengonsumsi daya dan arus yang rendah.

3. Rangkaian Inverter–Kontrol kecepatan motor listrik

Di sisi yang sama, mereka membantu menyesuaikan kecepatan rotasi motor. Dengan inverter sederhana, Anda dapat mengontrol kecepatan rotasi. Inverter mengubah frekuensi dan tegangan di bawah Variable Voltage Variable Frequency (VVVF). 

4. Rangkaian Inverter–Surya

Inverter surya adalah komponen sistem fotovoltaik yang untuk sistem off-grid dan grid-connected. Dalam kata lain, jenis inverter ini memiliki fungsi unik yang dibuat untuk array fotovoltaik.

5. Rangkaian Inverter—Jaringan Listrik    

Juga, aplikasi utama lain dari inverter adalah pada konsumsi daya dan jaringan. Pembuatan grid-tied inverter adalah untuk menyumbangkan daya ke sistem distribusi daya listrik.

sistem sel surya dengan inverter hybrid

Kesimpulan

Dalam rangkuman, langkah-langkah di atas telah menunjukkan bahwa Anda dapat membuat rangkaian inverter di rumah dengan komponen dan input tegangan yang tepat. Di sini, kami telah memberikan prosedur yang mudah untuk membuat inverter dan garis besar komponen yang diperlukan untuk membangunnya. 

Selain itu, disarankan untuk menguji inverter Anda setelah membangun untuk memastikan keefektifannya. Juga, perhatian Anda harus pada desain inverter, output daya atau daya output.

Sementara itu, jika Anda pikir langkah-langkah desain dasar ini cukup kompleks atau ingin menjelajahi desain yang lebih lanjut, klik di sini untuk mendapatkan klarifikasi lebih lanjut atau mendapatkan dukungan.