Bengkeltv.id – Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS) dan Komponen Lengkapnya. Banyak dari kita mungkin sering mendengar istilah Switch Mode Power Supply (SMPS), tetapi apakah kita benar-benar mengerti apa itu? Apakah hanya sekumpulan kata teknis yang sulit dimengerti ataukah memiliki makna dan manfaat yang nyata dalam kehidupan sehari-hari? Artikel ini hadir untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut.
Switch Mode Power Supply, atau yang biasa kita kenal dengan singkatan SMPS, adalah komponen penting yang sering kita temui dalam perangkat elektronik seperti komputer, televisi, dan masih banyak lagi. Namun, meskipun keberadaannya sangat umum, pengetahuan mengenai fungsi, cara kerja, dan manfaat SMPS seringkali tidak banyak diketahui oleh banyak orang.
Dalam artikel ini, kita akan membahas secara mendalam tentang pengertian Switch Mode Power Supply, bagaimana prinsip kerjanya, apa saja komponen-komponennya, dan bagaimana peranannya dalam dunia teknologi. Mari kita mulai perjalanan pengetahuan ini dengan memahami pengertian dasar dari SMPS.
Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS)
Power Supply Mode Beralih (Switch Mode Power Supply/SMPS) adalah jenis power supply yang menggunakan prinsip switching untuk mengubah arus listrik AC (Arus Bolak-Balik) menjadi arus listrik DC (Arus Searah). Efisiensi yang dihasilkan jauh lebih tinggi daripada power supply konvensional.
SMPS bekerja dengan menggunakan transistor sebagai saklar dan induktor sebagai penyimpan energi untuk menghasilkan output tegangan yang stabil dan akurat. SMPS memiliki beberapa keunggulan, seperti ukuran yang lebih kecil, bobot yang ringan, dan konsumsi energi yang rendah.
Oleh karena itu, SMPS sering digunakan dalam perangkat elektronik modern seperti komputer, laptop, televisi, dan perangkat lainnya.
Fungsi SMPS
Setelah memahami Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS), pemahaman yang baik mengenai fungsi SMPS sangat penting bagi insinyur dan desainer kelistrikan. Hal ini dikarenakan SMPS digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi kelistrikan modern, termasuk dalam perangkat komputer, peralatan industri, dan peralatan elektronik lainnya.
Dengan memahami prinsip kerja SMPS, para desainer kelistrikan dapat menciptakan sistem kelistrikan yang lebih efisien, hKalianl, dan ekonomis. Prinsip kerja Rangkaian Power Supply SMPS dapat dilihat pada gambar berikut:
Rangkaian SMPS melaksanakan beberapa fungsi penting:
- Konversi – mengubah tegangan AC input menjadi tegangan DC output.
- Konversi Tegangan – mengubah tegangan DC input menjadi tegangan DC output yang sesuai dengan kebutuhan.
- Filter – mengurangi atau menghilangkan gelombang tegangan tak stabil (ripple) pada keluaran.
- Regulasi Tegangan – menjaga agar tegangan keluaran tetap stabil terhadap perubahan tegangan masukan dan perubahan beban.
- Isolasi – memisahkan sirkuit listrik input dan output untuk mencegah kenaikan potensial dan menghindari risiko bahaya listrik.
- Proteksi – menyediakan perlindungan terhadap over-voltage output dan melindungi power supply dari kerusakan akibat kesalahan.
Bagian-bagian Pokok Pada Sebuah Rangkaian SMPS
Masih dalam pembahasan mengenai Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS). Untuk meningkatkan kinerjanya secara maksimal, SMPS memiliki beberapa komponen utama. Berikut ini penjelasan mengenai komponen-komponen tersebut:
1. Bagian Penyearah dan Filtering
Pada bagian ini, tegangan listrik AC 220V diubah menjadi tegangan DC menggunakan jembatan dioda dan tiga kapasitor penyaring besar, termasuk satu kapasitor 480V680uF dan dua kapasitor 250V2200uF. Tujuan dari komponen ini adalah untuk meratakan sinyal listrik sebelum diproses lebih lanjut.
2. Bagian Pencacah atau Power-Switching
Pada bagian ini, tegangan DC dicacah menggunakan “power switch on-off” untuk menghasilkan sinyal pulsa DC dengan frekuensi tinggi. SMPS pada mesin las Inverter biasanya bekerja pada frekuensi sekitar 50-60Hz. IC K2611, IRFZ24N, dan IRF9Z24N dapat digunakan sebagai power switch.
3. SMPS Controller Driver
Bagian ini bertanggung jawab dalam menghasilkan pulsa PWM (Pulse Width Modulation) dan menggunakan IC PC817 sebagai pengemudi sinyal untuk pencacah. Rangkaian ini juga mencakup osilator dan PWM sebagai pembangkit pulsa-pulsa PWM.
Beberapa rangkaian SMPS tidak menggunakan pengendali dan pengemudi SMPS. Oleh karena itu, transistor power switching dirancang agar dapat bekerja dengan cara “ber-osilasi sendiri”.
4. Trafo Switching
Tegangan DC yang telah dicacah memiliki karakteristik seperti tegangan AC, sehingga dapat melewati transformator atau induktor untuk mengubah tegangannya. Pada rangkaian ini, digunakan transformator E25 15:15.
5. Loop Umpan Balik
Untuk menjaga agar tegangan keluaran tetap stabil, digunakan rangkaian loop umpan balik yang menghubungkan tegangan keluaran B+ ke bagian primer. Rangkaian ini digunakan untuk mengendalikan PWM.
6. Rangkaian Komparator atau Pembanding
Pada bagian Sumber Daya Daya Mode Switching ini, digunakan rangkaian komparator pada bagian sekunder untuk mendeteksi perubahan tegangan keluaran B+. Komparator bekerja dengan membandingkan tegangan keluaran B+ dengan tegangan “referensi” (biasanya tegangan dioda zener 6.8V).
Keluaran komparator berupa arus yang kemudian diumpan balikkan ke bagian primer melalui sebuah photocoupler. Penggunaan photocoupler bertujuan untuk mengisolasi ground bagian primer dan sekunder, sehingga menghindari risiko bahaya listrik.
Keunggulan SMPS
Setelah mengetahui dan memahami Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS), hampir semua power supply saat ini menggunakan SMPS. Hal ini disebabkan oleh sejumlah keunggulan yang dimiliki oleh regulator switching dibandingkan dengan regulator linear, antara lain:
1. Ukuran Kecil dan Bobotnya Ringan
Pada regulator linear, diperlukan trafo 50 Hz yang memiliki inti besi yang cukup berat. Semakin tinggi daya atau watt yang dibutuhkan, semakin besar pula berat dan ukuran trafonya. Sementara itu, SMPS menggunakan frekuensi di atas 20 kHz. Saat frekuensi switching semakin tinggi, ukuran trafo dan kapasitor filternya menjadi lebih kecil.
2. Pemakaian Listriknya Lebih Efisien
Regulator switching dianggap menghasilkan lebih sedikit panas. Dengan demikian, daya listrik yang hilang juga lebih sedikit. Hal ini akan meningkatkan efisiensi penggunaan listrik secara keseluruhan.
3. Range Tegangan yang Masuk Lebih Besar
SMPS memiliki toleransi rentang tegangan masukan yang lebih lebar. Meskipun tegangan masukan bervariasi antara DC 150-300V (atau tegangan AC antara 90-265V), regulator switching tetap mampu memberikan tegangan keluaran yang stabil.
Kekurangan SMPS
Selain memiliki keunggulan, SMPS juga memiliki beberapa kekurangan sebagai berikut:
1. Rangkaian Sangat Kompleks
SMPS memiliki rangkaian yang lebih kompleks dibandingkan dengan power supply konvensional karena menggunakan teknologi switching. Hal ini membuat perbaikan dan perawatan menjadi lebih sulit, serta memerlukan keahlian khusus untuk mengatasi masalah yang muncul.
2. Amplitudo yang Tinggi
SMPS menggunakan proses switching untuk menghasilkan tegangan keluaran yang stabil. Namun, proses ini juga dapat menghasilkan gelombang dengan amplitudo yang tinggi. Hal ini dapat menyebabkan noise pada peralatan elektronik lain yang terhubung ke dalam jaringan listrik yang sama. Selain itu, amplitudo tinggi juga dapat berdampak buruk pada kinerja peralatan tersebut.
3. Membangkitkan EMI (Electromagnetic Interference)
SMPS dapat membangkitkan EMI yang dapat merusak kinerja peralatan elektronik lain yang terhubung ke dalam jaringan listrik yang sama. EMI juga dapat mengganggu sistem komunikasi, jaringan nirkabel, dan dapat berdampak negatif pada kesehatan manusia jika terpapar dalam jangka waktu yang lama.
Untuk mengatasi masalah ini, SMPS biasanya dilengkapi dengan filter EMI yang efektif. Namun, penambahan filter ini juga dapat menambah kompleksitas dan biaya dari sistem SMPS.
Penutup
Sebagai penutup, penting untuk memahami bahwa Switch Mode Power Supply (SMPS) telah menjadi komponen esensial dalam berbagai sistem elektronik yang kita gunakan setiap hari. Dengan efisiensi dan fleksibilitasnya yang tinggi, SMPS terus memimpin dalam teknologi pasokan listrik dan mengambil alih sektor ini dari pendahulunya, pasokan listrik linier. Berkat desainnya yang kompak dan ringan, SMPS telah meredefinisi cara kita mengelola dan memanfaatkan listrik.
Namun, meski SMPS memiliki banyak kelebihan, sangat penting untuk memiliki pemahaman mendalam tentang bagaimana komponen ini bekerja, guna memaksimalkan efisiensi dan mencegah kerusakan. Seiring berjalannya waktu, kita dapat mengharapkan inovasi dan perkembangan lebih lanjut dalam teknologi SMPS, yang akan memungkinkan kita untuk menggunakan energi kita dengan cara yang lebih efisien dan efektif.
Di era digital ini, pemahaman tentang SMPS bukan hanya sekedar pengetahuan tambahan, melainkan sebuah kebutuhan. Demikianlah ulasan dari bengkeltv.id mengenai Pengertian Switch Mode Power Supply (SMPS), semoga informasi yang telah disampaikan dapat membantu kalian.
