PENGERTIAN, KARAKTERISTIK DAN SIMULASI PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
Penyearah Setengah Gelombang (half wave rectifier) adalah sistem penyearah yang menggunakan satu blok dioda tunggal (bisa satu dioda atau banyak dioda yang diparalel) untuk mengubah tegangan dengan arus bolak-balik (AC) menjadi tegangan dengan arus searah (DC). Keluaran dari penyearah ini memiliki riak lebih besar dari penyearah gelombang penuh.
Penyearah sistem setengah gelombang kurang baik diaplikasikan pada frekuensi rendah seperti jala-jala listrik rumah tangga dengan frekuensi 50Hz. Hal ini disebabkan rangkaian akan membuang satu siklus sinyal AC dan mempunyai riak (ripple) yang besar pada keluaran tegangan DC-nya sehingga membutuhkan kapasitor yang besar.
Prinsip kerja Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang
Rangkaian ini adalah memanfaatkan karakteristik dioda yang hanya bisa dilalui arus satu arah saja. Disebut penyearah setengah gelombang karena penyearah ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal AC. Rangkaian penyearah setengah gelombang banyak dipakai pada power supply dengan frekuensi tinggi seperti pada power supply SMPS dan keluaran transformator Flyback Televisi.
Karakteristik Penyearah Setengah Gelombang
Perhitungan tegangan DC keluaran dari penyearah setengah gelombang mengacu pada kondisi saat fasa on dan off pada gelombang output. Pada saat fase positif, dioda menghantar sehingga tegangan keluaran saat itu sama dengan Vmax dari sinyal input. Kemudian saat fase negatif, dioda tidak menghantar sehingga tegangan keluaran pada fase ini sama dengan nol.
Berdasarkan kondisi diatas maka dapat dirumuskan bahwa besarnya tegangan output dari rangkaian penyearah adalah Vmax dibagi dengan cosphi. Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari salah satu siklus sinyal AC. Atau sebesar
0.318Vmax. Dan jika dihitung dengan nilai RMS menjadi 0.318 kali akar 2 sama dengan 0.45Vrms.
Kekurangan dan Kelebihan Penyearah Setengah Gelombang
Penyearah setengah gelombang memiliki kelebihan dari segi rangkaian yang sangat simpel dan sederhana. Karena menggunakan satu dioda maka biaya yang dibutuhkan untuk rangkain lebih murah.
Kekurangan dari penyearah setengah gelombang adalah keluarannya memiliki riak (ripple) yang sangat besar sehingga tidak halus dan membutuhkan kapasitor besar pada aplikasi frekuensi rendah seperti listrik PLN 50Hz. Kelemahan ini tidak berlaku pada aplikasi power supply frekuensi tinggi seperti pada rangkaian SMPS yang mempunyai duty cycle diatas 90%.
Kekurangan lainnnya adalah kurang efisien karena hanya mengambil satu siklus sinyal saja. Artinya siklus yang lain tidak diambil alias dibuang. Ini mengakibatkan keluaran dari power supply yang menggunakan penyearah ini memiliki daya yang lebih kecil.
Simulasi Penyearah Setengah Gelombang
Untuk melakukan simulasi pada rangkaian penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh, banyak software yang sudah dapat anda pergunakan, seperti National instrument, Proteus dan lainnya. tetapi pada artikel ini saya melakukan simulasi penyearah setengah gelombang dengan menggunakan simulator rangkaian elektronik dari proteus.
Berikut video simulasi penyearah setengah gelombang.
Untuk download project proteusnya ada pada link dibawah ini.