Tugas Elektronika Daya

1.      What is heat sink ?

Jawab :

Heatsink adalah logam dengan design khusus yang terbuat dari alumuniun atau tembaga (bisa merupakan kombinasi kedua material tersebut) yang berfungsi untuk memperluas transfer panas dari sebuah prosesor. Perpindahan panas terjadi menggunakan aliran udara di dalam casing. jadi metode pendinginan ini tidak cukup efektif, karena sangat bergantung kepada aliran udara di dalam casing. jika aliran udaranya teranggu, maka bisa dipastikan prosesor akan kepanasan.

Gambar 1. Contoh Heat sink

2.      What is electrical analog of heat transfer from power semiconductor device ?

Jawab :

Heatsink bekerja selama proses penghasilan panas pada komputer bekerja, jika perangkat tersebut tidak bekerja/ menghasiklan panas maka heatsink tidak akan bekerja, Heatsink akan menerima panas dari processor misalnya dari permukaan yang bersentuhan dengan processor lalu panas tersebut akan menyebar keseluruh bagian heatsink dengan sama rata besarnya melalui sirip-sirip. Panas yang telah menyebar tadi harus dibuang, yang berfungsi untuk membuang panas adalah fan, fan akan menyemburkan udara keseluruh bagian heatsink dan membuang seluruh panas yang ada pada sirip-sirip tersebut

3.      What are the precaution to be taken in mounting a device on heat sink ?

Jawab : Device sebaiknya dipasang dengan baik di atas heatsink sehingga panas dari perangkat bisa menyebar ke seluruh bagian heatsink dengan sama rata besarnya melalui sirip-sirip.

4.      What is the heat pipe & cooling fan ?

Jawab : Heatpipe yaitu pipa tembaga kecil untuk transfer panas dengan menggunakan konsep kapilaritas. Cooling fan adalah kipas pendingin yang digunakan dalam heatsink sehingga kerja heatsink bisa lebih maksimal.

5.      What are the advantages & disadvantages of heat pipe ?

Jawab : Heat pipe adalah  sebuah teknologi penghantaran panas dengan menggunakan pipa berukuran  tertentu yang berisi cairan khusus sebagai penghantar panas dari ujung yang panas  ke  ujung  lain   sebagai   pendingin. Jadi jika heatpipe digunakan maka penghantaran panas lebih cepat dibandingkan tidak menggunakan heatpipe. Sebagai alat penukar kalor yang efisien, heat pipe memiliki peran penting pada beberapa sector industry yang termasuk pada pengkondisian udara. Heat pipe adalah alat penukar kalor yang memindahkan panas latent penguapan working fluida pada sisi evaporator heat pipe ke sisi kondensor heat pipe dengan perbedaan temperatur yang kecil. Salah satu kerugian menggunakan heatpipe adalah berimbas pada sulitnya proses pembuatan dan mengakibatkan tingginya biaya yang dibutuhkan, hal tersebut tentu menyebabkan pheriperal yang dipersenjatai dengan tekhnologi heat pipe menjadi barang mahal.

Gambar 2. Heat pipe

6.      What are the advantages & disadvantages of water cooling ?

Jawab : Teknik pendinginan CPU menggunakan water cooling adalah dengan menggunakan cairan pendingin (biasanya berupa air)yang dialirkan menggunakan peralatan khusus untuk water cooling. peralatannya biasanya terdiri dari water block yang dipasangkan ke pengait prosesor dimotherboard, pompa air, dan radiator. 

7.      What are the advantages & disadvantages of oil cooling ?

Jawab : Oil cooling adalah teknik pendinginan dengan minyak tertentu yang akan dipertahankan pasokannya secara konsisten dan pada suhu yang optimal. Pendingin dengan minyak berguna untuk melancarkan penyebaran panas.

8.      Why is it nesecarry to determine the instantaneous junction temperature of device ?

Jawab : karena temperatur junction merupakan temperatur total yang mengalirkan panas. Temperatur junction harus lebih rendah dari nilai suhu yang telah ditetapkan.

9.      What is snubber ?

    Jawab : Pada rangkaian elektronika dengan beban iduktif (relai/motor DC) akan menimbulkan lonjakan tegangan yang berasal dari proses induksi beban induktor tersebut. Lonjakan yang berasal dari proses induksi dari beban induktor memiliki level tegangan yang cukup besar. Sehingga lonjakan tegangan dari beban induktif ini dapat mengganggu kinerja rangkaian yang lain.  Pada rangkaian dengan beban induktif diperlukan komponen atau rangkaian untuk memproteksi dari terjadinya lonjakan tegangan induktif tersebut agar tidak mempengaruhi kinerja rangkaian. Untuk memproteksi rangkaian dari kondisi ini (terjadinya tegangan induksi) dapat dilakukan dengan memasang dioda atau kapasitor paralel pada beban induktif

Gambar 3. Rangkaian Proteksi snubber

Pada gambar diatas menunjukan contoh-contok teknik proteksi tegangan induktif dari beban induktif pada rangkaian elektronika. Rangkaian proteksi tegangan induktor seperti terlihat pada gambar diatas disebut juga dengan nama rangkaian snubber.

10.  What is the non polarized snubber ?

Jawab : rangkaian non polaritas dari snubber yang berfungsi untuk melindungi dioda dan thyristor.

Gambar 4. Non polaryzed snubber

11.  What is the polarized snubber ?

Jawab : polarisasi forward snubber merupakan jenis snubber yang lebih cocok ketika sebuah transistor atau tyristor dihubungkan dengan diode yang antiparallel seperti gambar berikut. Resistor membatasi forward dv/dt dan R1 membatasi aru discharge oleh capasitor ketika sistem kondisi ON.

Gambar 5. Polaryzed snubber reverse

12.  What is the typical value of damping factor RC snubber ?

Jawab : Damping factor biasa dihasilkan pada nilai besar dari tegangan balik mula mula (initial reverse voltage) dan overshoot yang besar dari tegangan transient.

13.  What is the consideration for the design of optimum RC-Snubber components ?

Jawab : kita harus menentukan nilai dari : the damping ratio, the current factor, initial reverse voltage dan tegangan puncak.

14.  What is the cause of load & supply side transient voltage ?

Jawab : penyebabnya adalah ketika kapasitor disambuungkan melalui transformer bagian sekunder, seketika itu juga tegangan di kapasitor hampir mendekati nilai tegangan transformer. Energi juga akan mengalir ke induktor. Ketika beban dicabut maka tegangan transient akan dihasilkan oleh energi yang tersimpan di induktor.

15.  What are the characteristic of solenium diode ?

Jawab : Dioda selenium banyak terbuat dari selenium. Dioda ini memiliki keandalan yang tinggi & mampu dialiri tegangan arus listrik yang cukup tinggi. Biasanya dipergunakan sebagai perata dalam rangkaian power supply. Dioda selenium dirancang memiliki 4 kaki; 2 kaki diantaranya merupakan bagian inputnya tegangan arus AC & 2 kaki lainnya sebagai output yang diberi tanda (+) & (-) yang menghasilkan arus DC.

16.  What are the advantages & disadvantages of solenium voltage suppresers ?

Jawab :

Keuntungan :

-          Energi disipasi yang dihasilkan sangat kecil

-          Suhu massa sangat baik

Kerugian : Tidak efektif dengan “zero source impedance”

17.  What are the characteristic of varistor ?

Jawab: Varistor adalah suatu komponen elektronik dengan karakteristik dioda seperti arus-tegangan nonlinier. Nama adalah portmanteau dari resistor variabel. Varistor sering digunakan untuk melindungi rangkaian terhadap tegangan transien yang berlebihan dengan memasukkan mereka ke dalam rangkaian sedemikian rupa sehingga bila dipicu akan terjadi shunt arus yang diciptakan oleh tegangan tinggi dari komponen sensitif. Bahan yang sering digunakan untuk membuat varistor adalah ZnO dan SiC.

Gambar 6. Karakteristik varistor

18.  What are the advantages & disadvantages of varistor ?

Jawab :

Keuntungan :

-          Memiliki kapasitas yang besar untuk mengalihkan gelombang besar hasil dioda.

-          Memiliki tegangan penjepit yang tinggi sehingga kebocoran tidak akan menurunkan kinerja varistor.

Kerugian :

-          Tidak adanya rangkaian pengaman daya

-          Menghasilkan tegangan lebih yang sangat berbahaya

19.  What is the melting fuse ?

Jawab : waktu yang dibutuhkan untuk mencairkan elemen sekering.

20.  What is an arching fuse ?

Jawab : waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan bunga api yang timbul.

21.  What is the crowbar ?

Jawab : crowbar adalah rangkaian elektronika yang digunakan untuk melindungi pada kondisi tegangan lebih power supply dari kerusakan rangkaian yang dicatu.

22.  What are the considerations in selecting used for a semiconductor devices ?

Jawab :

a.       Arus yang diinginkan harus diperhatikan

b.      Fuse harus mampu menahan arus setelah terjadi percikan api

c.       Tegangan puncak api harus lebih kecil dari tegangan puncak perangkat.

23.  What is the prospective fault current ?

Jawab : Prospective fault current adalah kesalahan yang biasanya dihilangkan sebelum arus mencapai titik puncak, yang mungkin mendadak meningkat ketika tidak digunakan.

24.  What are the problem is fusing current ?

Jawab :

-          Fuse pada AC tidak bisa digunakan pada DC

-          Panas yang dihasilkan oleh rangkaian DC dapat merusak dan memutuskan fuse

PROBLEMS

1.      The power loss in an IR thyristor, type S30EE is shown in Fig.15. plot the intantaneous junction temperature rise above case.

Jawab :

For t1=t2=...=tn= 0,5 ms

Δtf (t=0,5 ms) = Tj (t=0,5 ms) -  Tjo = Z1 P1 = 0,035 . 500 = 0,025 C/W

Δtf (t= 1 ms) = 17,5 – Z2 P1 = 17,5 500 = 0 C/W

Δtf (t= 1,5 ms) = 0 C + Z3 P3 = 0C + 0,035 1000 = 35 C/W

Δtf (t= 2 ms) =  35 C – Z4 P3 = 35 – 0,035 1500 = 0 C/W

Δtf (t= 2,5 ms) = 0 + Z5 P5 = 0 + 0,035 1500 = 52,5 C/W

Δtf (t= 3 ms) = 52,5 – Z6 P5 = 52,5 – 0,035 15 = 0 C/W

Δtf (t= 3,5 ms) = 0 + Z6 P6 = 0 + 0,035 1500 = 52,5 C/W

Δtf (t= 4 ms) = 52,5 – Z7 P6 = 52,5 – 0,035 1500 = 0 C/W

Δtf (t= 4,5 ms) = 0 + Z7 P7 = 0 + 0,035 1000 = 35 C/W

Δtf (t= 5 ms) = 35 – Z8 P7 = 35 – 0,035 1000 = 0 C/W

Δtf (t= 5,5 ms) = 0 + Z8 P8 = 0 + 0,035 500 = 17,5 C/W

Δtf (t= 6 ms) = 17,5 – Z9 P8 = 17,5 – 0,035 500 = 0 C/W

2.        The power loss in n IR thyristor type S30EE is shown in Fig. 16. Plot the instantaneous junction temperature rise above the case temperature. (hint : approximate by five rectangular pulses of equal duration).

Answer :

Tj (t) = Tj0 + Z1 P1 + Z2 (P2-P2) + Z3 (P3-P2) + Z4 (P4-P3)

 .t1=t2=t3=t4= 2 ms

Z (t = t1 = .... = t4) = Z1 = Z2 = ... = Z4 = 0,04 C/W

Tj (t) = 0 + 0,040 . 500 + 0,040 (1000-500) + 0,040 (1500-1000) + 0,04 (2000-1500)

         = 20 + 20 + 20 + 20 + 20

         = 80 C