page2
Terlihat bahwa konfigurasi di atas terdiri dari satu mosfet
(M), lima kapasitor (C1-C5) dan lima dioda (D1-D5). Vin
merupakan
sumber
tegangan
yang
akan
digunakan
pada
rangkaian tersebut. Pada penelitian ini,
power supply
yang
menjadi sumber tegangan rangkaian tersebut.
B.
Prinsip Kerja Multilevel Boost Converter
Pada
multilevel
boost
converter
terdapat
dua
kondisi
operasi pada rangkaian yaitu kondisi
switch on
dan kondisi
switch off
. Keadaan saat
switch on
ditunjukkan pada Gambar
2.
Saat
switch
keadaan
on
,
induktor
akan
terhubung
ke
tegangan masukan (Vin), (Gambar 2(a)). Jika tegangan di C5
lebih
besar
dari
tegangan
di
C4,
maka
C5
menjepit
tegangan
di
C4
melalui
D4
dan
M
(gambar
2(b)).
Bersamaan dengan itu, jika jumlah nilai tegangan dari C3
dan C5 lebih besar dari jumlah tegangan C2 dan C4 maka
C3 dan C5 menjepit tegangan di C2 dan C4 melalui D2 dan
M (gambar 2(c)) [8].
Gambar. 2.
Kondisi
Switch On
Keadaan pada saat
switch off
ditunjukkan pada Gambar
3. Ketika
switch off
, arus induktor menyalakan D5 dan itu hal
tersebut
mengakibatkan
semua
dioda
menyala.
Selama
keadaan
off
, arus induktor menyalakan D5 untuk mencharge
C5 (Gambar 3(a)). Ketika tegangan yang melalui C4 lebih
besar daripada tegangan yang melalui C3, D3 dalam kondisi
konduksi
membuat
kapasitor
C3
dan
C5
dalam
kondisi
mengisi muatan (Gambar 3(b)). Dengan cara yang sama,
tegangan
induktor
ditambah
dengan
tegangan
masukan
(Vin), C4, dan C2 menjepit tegangan di C1, C3, dan C5
melalui D1 (Gambar 3(c)) [7].
Gambar. 3.
Kondisi
Switch Off
C.
Tegangan Keluaran Multilevel Boost Converter
Berdasarkan kondisi
switch on
dan kondisi
switch off
maka
dapat
diturunkan
persamaan
untuk
memperoleh
tegangan keluaran
multilevel boost converter
[9], [10].
(1)
dimana
Vo
= Tegangan keluaran (V)
Vi
= Tegangan masukan (V)
N
= Jumlah tingkat converter
D
=
Duty cycle
Pada
penelitian
ini,
penentuan
jumlah
tingkat
level
converter didasari dengan parameter yang terlihat pada Tabel
I.
TABEL I.
P
ARAMETER PENYUSUN
MULTILEVEL BOOST CONVERTER
Parameter
Nilai
Tegangan
Input
24 V
Tegangan
Output
230 V
Duty Cycle
0,7
Dengan menggunakan persamaan dan parameter yang
tersedia, maka didapatkan jumlah tingkat level konverter
yang terlihat pada persamaan 2[11].
(2)
Dari hasil perhitungan yang didapatkan, N bernilai 2,875
sehingga dapat dibulatkan menjadi 3. Sehingga penelitian
dilakukan pada
multilevel boost converter
tingkat 3.
D.
Bentuk Fisik dari Multilevel Boost Converter
Pada gambar 4, terlihat bentuk fisik dari
multilevel boost
converter
.
Induktor
yang
digunakan
merupakan
induktor
jenis inti udara. Untuk komponen kapasitor, menggunakan
kapasitor
jenis
elektrolit.
Papan
sirkuit untuk rangkaian
multilevel
boost
converter
di
desain
di
aplikasi
Altium
Designer
. Alasan papan sirkuit cukup luas disebabkan oleh
lebar jalur dari tiap-tiap komponen yang di desain yaitu
sebesar 10 mm.
Gambar. 4.
Tampilan Fisik
Multilevel Boost Converter
Berikut dibawah ini merupakan komponen-komponen
yang digunakan untuk menyusun
multilevel boost converter
pada penelitian yang dilakukan.