Inverter DC to DC Simetris

Gambar 1

Terkadang kita memerlukan Catu Daya ganda dan simetris, yang harus menghasilkan tegangan positif dan negatif yang tinggi tegangannya sama, misalnya +12 Volt dan -12 Volt, padahal kita hanya mempunyai sumber tegangan 12V_DC, misalnya untuk memenuhi kebutuhan amplifier OCL di sebuah kendaraan (mobil). Untuk itu kita memerlukan rangkaian Inverter DC to DC simetris.

Di bagian awal, kita akan membahas rangkaian DC to DC Inverter, dan sebagai dasarnya adalah inverter dari 12V_DC menjadi +12V dan -12V seperti gambar rangkaian berikut ini.

Gambar 2: Inverter 12V_DC to +/- 12V_DC

Seperti rangkaian Inverter DC to AC di artikel sebelumnya, rangkaian ini terdiri dari sebuah Astable Multivibrator yang dalam hal ini digunakan IC CMos type CD4047BCM yang akan menghasilkan pulsa atau sinyal bentuk persegi dengan frekuensi 50Hz. Dan untuk menghasilkan frekuensi sebesar itu, nilai resistor R1 dan C1 harus disesuaikan. Untuk cara menentukan nilai R1 dan C1 tersebut, anda dapat membuka ulang artikel Inverter DC to AC.  Di rangkaian kali ini, kita gunakan R1 = 18k dan C1 = 220nF.

Berbeda dengan Inverter DC to AC yang menggunakan dua buah MOSFET N-Channel type IRFZ44 sebagai rangkaian saklar, maka sekarang kita gunakan MOSFET jenis P-CHANNEL dengan type IRF9530. Mengapa dipilih jenis N-Channel?

Alasannya adalah, karena kita akan menghasilkan:

• +12 Volt (tegangan positif)
• 0 Volt (sebagai Ground)
• -12 Volt (tegangan negatif)

dan Ground output Inverter dibuat sama dengan Ground untuk Akumulator.

Jika pada Inverter DC to AC di artikel sebelumnya, terminal CT transformator dihubungkan dengan +V_DD  atau +12V_DC akumulator, maka pada Inverter DC to DC Simetris kali ini, terminal CT transformator dihubungkan dengan Ground akumulator, atau tegangan negatif akumulator. Sedangkanan kaki Source kedua P-MOSFET dihubungkan ke +12V akumulator, seperti nampak di Gambar 2 di atas.

Tegangan AC output diambil dari kaki-kaki Drain dari kedua MOSFET. Tegangan ini kemudian disearahkan oleh penyearah jembatan atau Bridge Rectifier yang di dalamnya berisi empat buah diode. Maka output Bridge Rectifier akan menghasilkan tegangan +12V dan -12V yang diratakan oleh kapasitor-kapasitor C2 dan C3 yang masing-masing senilai 4700uF/50V. Sebagai Ground output, dihubungkan dengan CT transformator.

Di bawah ini hasil simulasi rangkaiannya.

Gambar 3: Hasil simulasi pengukuran

Perhatikanlah ketiga buah Voltmeter. Voltmeter paling kiri menampilkan besar tegangan akumulator yakni +12V_DC. Lalu dua buah voltmeter lainnya menampilkan tegangan output +12V dan -12V yang merupakan tegangan-tegangan searah atau DC.

Untuk menghasilkan tegangan yang lebih besar, semisal +32V dan -32V simetris, maka rangkaiannya menjadi sebagai berikut.

Gambar 4: Inverter 12V_DC to +32V_DC dan -32V_DC

Apa yang berbeda antara Inverter 12V_DC to +/-12V dengan Inverter 12V_DC to +/-32V?

Yang berbeda dari keduanya adalah bagian primer transformator.

Memang di kedua rangkaian, terminal CT transformator sama-sama dihubungkan dengan Ground akumulator, dan bahwa masing-masing kaki Drain Mosfet dihubungkan dengan terminal-terminal 12V transformator. Akan tetapi, tegangan AC outputnya disambungkan dengan terminal 32Volt transformator, karena di kedua titik inilah akan dihasilkan tegangan AC masing-masing sebesar 32 Volt terhadap terminal CT.

Jadi kedua rangkain memiliki jalur-jalur PCB yang sama atau identik, kecuali dalam hal menghubungkan penyearah jembatan dengan transformator.