Penyearah Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor

Garis besar:

Kapasitor sebagai Filter
Penyearah Gelombang Penuh

• Penyearah Gelombang Penuh yang Disadap Tengah
• Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

Perbedaan Center Tapped dan Bridge Rectifier
Kesimpulan

Kapasitor sebagai Filter

Kapasitor adalah perangkat reaktif yang reaktansinya bervariasi berdasarkan frekuensi yang diterapkan, dan ini berarti pengaruh kapasitor pada sinyal akan didasarkan pada frekuensi. Karena filter juga sangat melibatkan frekuensi, itulah sebabnya kapasitor digunakan pada filter. Selain itu, kapasitor adalah komponen pasif karena tidak memerlukan energi untuk beroperasi dan karenanya digunakan dalam rangkaian filter pasif.

Biasanya, kapasitor menjadi rangkaian terbuka ketika terisi penuh dan biasanya reaktansi pada frekuensi yang lebih tinggi rendah, sehingga kapasitor bertindak sebagai hubung singkat sehingga memungkinkan frekuensi tinggi lewat. Sebaliknya, ketika frekuensi rendah, reaktansi kapasitor tinggi sehingga frekuensi rendah sulit dilewati. Riak dan transien lainnya seringkali memiliki frekuensi yang cukup rendah, itulah sebabnya kapasitor memblokirnya.

Penyearah Gelombang Penuh

Seperti disebutkan di atas, penyearah adalah rangkaian yang mengubah suplai AC menjadi DC dengan bantuan dioda. Rangkaian penyearah dapat dirancang dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan dua dioda dan yang lainnya dengan membuat jembatan empat dioda.

Penyearah Gelombang Penuh yang Disadap Tengah

Rangkaian penyearah gelombang penuh dua dioda memerlukan trafo, maka berikut rangkaian rangkaian penyearah gelombang penuh dua dioda :

Dioda dihubungkan melintasi beban R _L dan bila titik A mempunyai polaritas positif terhadap titik C, maka dioda D ₁ akan melakukan karena akan menjadi bias maju. Namun bila titik B berada pada potensial positif terhadap titik C maka dioda D ₂ memungkinkan aliran arus, dan inilah cara kerja penyearah gelombang penuh. Sebagai akibat dari perilaku ini, separuh negatif dari suplai AC terpotong, dan bentuk gelombang DC murni dihasilkan pada output.

Dengan kata lain, dioda pertama bekerja dalam setengah siklus positif suplai AC dan dioda kedua dalam kondisi bias terbalik. Sedangkan pada setengah siklus negatif, dioda kedua bekerja dan dioda pertama tetap mendapat bias mundur.

Penyearah Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor

Output DC yang diterima dari penyearah gelombang penuh masih mengandung beberapa riak yang mempengaruhi kualitas sinyal. Nah, untuk menyaring riak-riak tersebut biasanya digunakan kapasitor yang dihubungkan secara paralel dengan beban yang dihubungkan. Sekarang catu daya dihidupkan dan kapasitor mulai mengisi daya ketika Dioda D ₁ berada dalam bias maju yang berada pada setengah siklus positif. Pada setengah siklus negatif, kapasitor mulai kosong namun tidak habis sepenuhnya.

Output dari penyearah memiliki komponen AC dan DC dan seperti yang kita ketahui kapasitor memblokir arus searah. Jadi, semua komponen AC pada keluaran penyearah akan melewati kapasitor, meninggalkan sinyal DC murni untuk beban:

Bentuk gelombang terakhir untuk keluaran penyearah dengan kapasitor adalah:

Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

Penyearah jembatan gelombang penuh terdiri dari empat dioda yang disusun dalam bentuk jembatan. Namun, tidak memerlukan trafo center tap sehingga lebih murah dibandingkan jenis lainnya. Keluaran penyearah jembatan hampir sama dengan penyearah gelombang penuh center tap, rangkaian penyearah jembatan gelombang penuh diberikan dibawah ini:

Di sini dioda-dioda dirangkai seri satu sama lain, dan kedua dioda akan bekerja pada setiap setengah siklus, pada setengah siklus positif dioda D ₁ dan D ₂ akan menjadi bias maju, dan dua lainnya akan berada dalam kondisi non-konduktor. Namun, pada setengah siklus negatif, dua dioda lainnya D ₃ dan D ₄ akan berada dalam bias maju.

Penyearah jembatan gelombang penuh memiliki penurunan tegangan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penyearah gelombang penuh transformator sadapan tengah karena terdapat dua dioda dalam keadaan penghantar untuk setiap siklus. Selain itu, tegangan balik puncak penyearah jembatan sama dengan tegangan transformator pada sisi sekunder, sehingga dapat digunakan dalam aplikasi tegangan tinggi. Karena cara kerja kedua jenis rangkaian penyearah ini sama, maka bentuk gelombang keluarannya pun akan sama.

Penyearah Jembatan dengan Filter Kapasitor

Seperti penyearah gelombang penuh transformator center-tapped, kapasitor pada penyearah jembatan dihubungkan secara paralel dengan beban. Kapasitor ini juga dikenal sebagai kapasitor penghalus, karena memblokir arus DC dan memungkinkan komponen sinyal AC melewatinya:

Fungsi filter kapasitor pada penyearah jembatan sama dengan fungsi penyearah gelombang penuh yang disadap tengah, dan faktor riak untuk kedua jenis tersebut sama. Oleh karena itu, bentuk gelombang akan sama setelah kapasitor penghalus dihubungkan ke penyearah jembatan. Perlu dicatat bahwa jika kita memilih kapasitor dengan kapasitansi lebih tinggi maka faktor riak akan semakin berkurang tetapi tegangan pelepasan akan meningkat.

Perbedaan Antara Penyearah Gelombang Penuh Center Tap dan Penyearah Jembatan

Meskipun kedua rangkaian bekerja dengan cara yang sama dan tetap menghasilkan keluaran yang serupa, ada beberapa perbedaan kecil di antara keduanya:

Kesimpulan

Kapasitor adalah perangkat pasif penyimpan muatan yang digunakan untuk berbagai aplikasi, salah satunya adalah penyaringan transien apa pun pada keluaran rangkaian. Dalam rangkaian penyearah, kapasitor digunakan untuk menyaring riak pada keluarannya yang pendeknya komponen AC. Karena kapasitor selalu menghalangi arus DC, maka hanya komponen AC yang dapat melewatinya yang kemudian akan mengalir ke ground.

Penyearah gelombang penuh dibagi lagi menjadi dua jenis, satu dengan transformator center-tapped dan yang lainnya memiliki jembatan empat dioda. Jadi, kapasitor dengan kedua rangkaian penyearah gelombang penuh akan mempunyai perilaku yang sama.