DEFINISI POWER SUPPLY DC
Power Supply DC adalah perangkat elektronik yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Tegangan AC dari sumber PLN sebesar 220/240 Volt - 50/60 Hz diubah menjadi tegangan DC yang besarnya sesuai kebutuhan, misalnya menjadi 5 Volt, 9 Volt, 12 Volt, dan 24 Volt. Dalam posting ini akan menjelaskan cara kerja rangkaian power supply DC stabil 5 Volt dan 12 Volt positif dan negatif sekaligus.
Banyak sekali peralatan listrik dan elektronik yang membutuhkan power supply DC agar peralatan tersebut bisa bekerja misalnya lampu LED, pompa celup DC, kipas pendingin, dan mini drill DC. Kapasitas power supply yang dipakai tergantung kebutuhan peralatan-peralatan tersebut.
Di dalam rangkaian power supply DC terdapat kumpulan komponen elektronika yang saling terhubung sedemikian rupa sesuai dengan fungsi masing-masing. Komponen-komponen inti yang biasa dipakai di antaranya:
- Trafo / Transformator Step Down
- Dioda
- Resistor
- Transistor
- IC Regulator
- Condensator/ Capasitor
- Saklar / Switch
- LED / Light Emiting Diode Indicator (optional)
- FUSE / Sikring
 |
| Rangkaian Power Supply Tanpa Trafo |
Berdasarkan komponen pembangun dan cara kerjanya, ada dua jenis power supply DC yaitu power supply linier dan switching. Power supply linear menggunakan transformator step-down dan IC regulator untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC stabil. Rangkaiannya sederhana tetapi bentuk fisiknya cukup besar. Semakin besar arus output yang dibutuhkan, maka ukuran fisik trafo akan semakin besar. Semakin besar tegangan output DC yang dibutuhkan, maka ukuran fisik komponen condensator semakin besar pula.
Power supply switching lebih canggih karena menggunakan sistem kerja swithing. Ukuran komponen secara keseluruhan jauh lebih kecil tetapi harganya lebih mahal. Pada posting ini hanya membahas power supply linier yang menggunakan trafo CT step-down dan IC regulatot positif dan negatif. Sebelum menjelaskan cara kerja sistem, ada baiknya terlebih dahulu mengetahui fungsi dari setiap komponen yang akan dipakai pada rangkaian tersebut.
TRAFO
Trafo atau transformator adalah komponen yang berfungsi menurunkan tegangan AC (Trafo Step-Down) dan menaikan tegangan AC (Trafo Step-Up). Cara perhitungannya bisa dilihat di posting sebelumnya.
Trafo atau transformator adalah komponen yang berfungsi menurunkan tegangan AC (Trafo Step-Down) dan menaikan tegangan AC (Trafo Step-Up). Cara perhitungannya bisa dilihat di posting sebelumnya.
DIODA
Dioda adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk melalukan arus forwad dan menahan arus reverse. Forward berarti kaki anoda terhubung dengan polaritas positif dan kaki katoda terhubung dengan polaritas negatif. Reverse berarti sebaliknya, yakni kaki anoda terhunung dengan bagian polaritas negatif dan kaki katoda terhubung dengan bagian polaritas positif.
Dioda adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk melalukan arus forwad dan menahan arus reverse. Forward berarti kaki anoda terhubung dengan polaritas positif dan kaki katoda terhubung dengan polaritas negatif. Reverse berarti sebaliknya, yakni kaki anoda terhunung dengan bagian polaritas negatif dan kaki katoda terhubung dengan bagian polaritas positif.
Dalam rangkaian power supply DC ini menggunakan gabungan empat buah dioda yang disebut dengan dioda bridge. Dioda ini berfungsi sebagai penyearah yakni mengubah arus AC (bolak-balik) menjadi arus DC (searah).
RESISTOR
Resistor, tahanan atau hambatan adalah komponen pasif elektronika yang berungsi untuk menahan arus listrik. Semakin besar resistansi sebuah resistor, maka akan semakin kecil arus yang dialirkan dari komponen tersebut, demikian juga sebaliknya.
Resistor, tahanan atau hambatan adalah komponen pasif elektronika yang berungsi untuk menahan arus listrik. Semakin besar resistansi sebuah resistor, maka akan semakin kecil arus yang dialirkan dari komponen tersebut, demikian juga sebaliknya.
Condensator atau kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungi sebagai filter, coupling, dan penyimpan tengangan. Dalam rangkaian power supply DC ini, condensator berfungsi sebagai filter yang bisa mengurangi dan menyaring riple tegangan AC.
TRANSISTOR
Transistor adalah lomponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat arus, penguat tegangan, dan sebagai saklar. Dalam rangkaian power supply DC ini akan berfungsi sebagai penguat arus tetapi sudah terintegrasi di dalam IC regulator.
Transistor adalah lomponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat arus, penguat tegangan, dan sebagai saklar. Dalam rangkaian power supply DC ini akan berfungsi sebagai penguat arus tetapi sudah terintegrasi di dalam IC regulator.
IC Regulator adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penstabil tegangan DC. Besar-kecilnya tegangan yang distabilkan tergantung tipe komponen ini. Demikian juga dengan besar-kecilnya arus output dari IC regulator ini.
LED atau Light Emiting Diode adalah sebuah lampu DC yang berfungsi sebagai indikator. Pemasangannya tidak boleh terbalik seperti halnya dioda. Jika terbalik, maka LED tidak akan menyala.
Saklar berfungsi sebagai penghubung dan pemutus arus listrik. Jenis dan tipenya cukup beragam. Lebih jelasnya, silakan dilihat di posting sebelumnya.
Fuse atau sikring berfungsi sebagai pengaman agar alat utama yang terhubung tidak rusak jika suatu saat terjadi tegangan atau arus berlebih akibat suatu kerusakan, salah pemakaian atau karena adanya petir yang bisa menyebabkan tegangan kejut yang tinggi.
 |
| Rangkain Power Supply DC (bagian kiri) |
 |
| Rangkaian Power Supply DC (bagian kanan) |
Kedua gambar di atas (bagian kiri dan kanan) adalah rangkaian power supply linier DC 5 Volt dan 12 Volt positif dan negatif. Menggunakan trafo step-down untuk menurunkan tegangan AC dari PLN dan menggunakan IC regulator untuk menstabilkan tegangan DC.
Rangkaian di atas akan menghasilkan tegangan DC stabil bagian positif (+5 Volt dan +12 Volt) dan tegangan DC stabil bagian negatif (-5 Volt dan -12 Volt). Tegangan output tersebut diukur dari titik 0 Volt.
CARA KERJA RANGKAIAN POWER SUPPLY DC
Pada saat saklar SW1 ON (terhubung), maka tegangan input AC 220-240 Volt 50/60 Hz dari PLN akan terhubung ke trafo step-down T1 melalui fuse F1. Jika terjadi arus berlebih yang mengalir pada trafo T1 misalnya karena ada petir, maka F1 akan putus seketika sehingga trafo tidak rusak.
Setelah melalui komponen trafo CT, maka tegangan 220-240 Volt AC tersebut akan diturunkan menjadi 12VAC samapi 16VAC (tergantung besarnya tegangan PLN). Terdapat dua output dari trafo CT tersebut yakni bagian atas CT dan bagian bawah CT. Keduanya dihubungkan pada dioda bridge BR1 untuk disearahkan.
Bentuk gelombang listrik sebelum dan sesudah melalui trafo bisa dilihat pada Oscilloscope XSC1 di bawah. Warna merah adalah bentuk gelombang sebelum melalui trafo T1 dan warna biru adalah bentuk gelombang setelah melalui trafo T1.
 |
| Bentuk Gelombang AC sebelum dan Setelah Melalui Trafo |
Dioda bridge BR1 akan mengubah tegangan AC menjadi DC tetapi belum stabil dan masih ada sedikit ripple AC. Output positif dari dioda BR1 dihubungkan ke condensator C1 dan C3, sedangkan output negatif dari dioda BR1 dihubungkan ke condensator C2 dan C4. Keempat condensator ini berfungsi sebagai filter untuk menghilangkan ripple AC.
Output DC dari condensator masih belum stabil meskipun ripple-nya sudah turun. Oleh karena itu, maka dihubungkan dengan IC regulator. RG1 7812 yang akan menstabilkan bagian positif menjadi tegangan DC 12 Volt. Adapun IC regulator RG2 7912 akan menstabilkan bagian negatif menjadi tegangan DC -12 Volt.
Output dari IC regulator RG1 akan dihubungkan ke condensator C5 dan C7 untuk difilter kembali, kemudian dihubungkan ke IC regulator RG3 7805 yang akan menhasilkan tegangan DC stabil +5 Volt. Tegangan ini kemudian difilter kembali oleh condensator C9 dan C11.
Output dari IC regulator RG2 akan dihubungkan ke condensator C6 dan C8 untuk difilter kembali, kemudian dihubungkan ke IC regulator RG4 7905 yang akan menghasilkan tegangan DC stabil -5 Volt. Tegangan ini kemudian difilter kembali oleh condensator C10 dan C12.
Bentuk gelombang tegangan DC stabil dari IC Regulator 7812 dan output dari IC regulator 7805 dapat dilihat pada gambar oscilloscope di bawah. Warna merah adalah bentuk gelombang output IC 7812 sedangkan warna biru adalah bentuk gelombang output IC 7805.
 |
| Bentuk Gelombang Tegangan DC Stabil dari Output IC Regulator |
Untuk menjaga keamanan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan saat menggunakan Power Supply DC diantaranya:
- Gunakan power supply yang sesuai dengan kebutuhan.
- Jangan mengunakan power supply yang tidak stabil atau diperkirakan rusak. Caranya bisa dengan melihat kondisi fisik atau lebih akurat bisa diukur menggunakan multimeter.
- Jangan menyimpan power supply di tempat yang terlalu panas atau lembap karena bisa merusak komponen yang ada di dalamnya terutama saat tidak dipakai
- Jangan menyentuh bagian power supply yang terhubung dengan arus listrik. Sebaiknya matikan terlebih dahulu sumber listrik atau dengan mencabut colokan (steker) yang terhubung ke PLN jika akan membersihkan bagian luar power supply tersebut.
