Penyearah AC ke DC

Hampir semua pembangkit listrik menghasilkan listrik dalam bentuk listrik arus bolak-balik (Alternating Current). Akan tetapi sebagian besar peralatan rumah tangga menggunakan energi listrik dalam bentuk listrik arus searah. Oleh karenanya kita memerlukan adapter arus atau penyearah. Rangkaian penyearah ini dibentuk dari rangkaian dioda.Penyearah ini berfungsi untuk melewatkan gelombang listrik dalam satu arah saja. Terdapat dua jenis rangkaian dioda sebagai penyearah, yaitu setengah gelombang dan gelombang penuh.

Penyearah Setengah Gelombang

Penyearah setengah gelombang dapat dibentuk dengan hanya merangkaikan sebuah dioda ke sumber tegangan bolak balik, seperti terlihat pada Gambar 1, sedangkan grafik sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Sinyal masukan dan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang.

 Dioda dalam rangkaian ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal masukan ( bagian a dan c) dan menahan siklus negatifnya (bagian b dan d). Sehingga sinyal keluaran berupa siyal sinus setengah gelombang saja.

Penyearah gelombang Penuh

Terdapat dua cara untuk membentuk rangkaian penyearah gelombang penuh, yaitu dengan menggunakan rangkaian jembatan (Gambar 3) dan rangkaian center tap (Gambar 4). Sedangkan sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 5.

Dalam rangkaian yang ditunjukan oleh Gambar 3, ketika sinyal masukan adalah bagian a, maka dioda nomor 2 dan 4 mendapatkan bias maju (1 dan 3 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian a. Sedangkan ketika sinyal masukan adalah siklus negatif, maka dioda 1 dan 3 mendapatkan bias maju (2 dan 4 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian b yang dibalik (tegangan R_L adalah positif).

Untuk rangkaian seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4, ketika Vin1 siklus positif (Vin2 adalah negatif), maka dioda 1 mendapatkan bias maju (dioda 2 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L adalah dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk a. Sedangkan ketika Vin1 siklus negatif (Vin2 adalah positif), maka dioda 2 mendapatkan bias maju (dioda 1 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus beban yang masih tetap, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk b.

Penambahan Filter

Dengan bentuk gelombang tegangan keluaran seperti pada Gambar 3, maka tegangan DC-nya masih mengandung tegangan riak yang sangat besar, sehingga jika digunakan sebagai catu daya, akan mengganggu kinerja peralatan. Salah satu cara untuk mengurangi tegangan riak ini adalah dengan menambahkan rangkaian tapis RC seperti terlihat pada Gambar 6, dengan tegangan masukan dan keluaran seperti pada Gambar 7.

 

Gambar 6. Penambahan filter RC.

Gambar 7. Bentuk sinyal input dan output penyearah berfilter.