SKEMA KENDALI OTOMATIS UNTUK MEMILIH WILAYAH OPERASI PALING EFISIEN PADA DC-DC BOOST CONVERTER

RIZ RIFAI O. SASUE, Eka Firmansyah, S.T., M.Eng., Ph.D ; Suharyanto, S.T., M.Eng.

2018 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Interleaved boost converter merupakan pengembangan topologi boost konverter dengan berbagai keunggulan antara lain adalah memperkecil ripple pada sisi masukan dan keluaran, sehingga memperkecil ukuran filter dan transfer energi yang lebih baik. Interleaved boost converter yang beroperasi dalam kondisi daya beban yang rendah atau berkisar antara 20 % - 40 % dari daya beban maksimal akan menyebabkan perubahan mode konduksi kontinyu ke diskontinyu, sehingga efisiensi konverter akan menurun secara signifikan, hal ini berbeda dengan non-interleaved boost converter yang lebih unggul dalam hal efisiensi saat bekerja pada beban yang rendah. Pada penelitian ini, dilakukan perancangan dc-dc boost converter yang dikombinasikan dengan suatu skema kendali otomatis berupa rangkaian pemilih wilayah operasi interleaved dan non-interleaved. Wilayah operasi ditentukan secara otomatis menggunakan rangkaian elektronis dengan mengacu pada mode konduksi arus induktor pada setiap kondisi pembebanan, jika konverter bekerja pada beban penuh maka boost converter akan beroperasi secara interleaved, sedangkan saat bekerja pada beban rendah beroperasi secara non-interleaved. Hasil simulasi dengan menggunakan LTspice menunjukan bahwa boost converter mengunakan rangkaian pemilih wilayah operasi memimiliki rentang efisiensi yang lebih baik jika dibandingkan dengan rangkaian boost converter tanpa menggunakan rangkaian pemilih wilayah operasi, dimana terjadi perbaikan efisiensi sebesar 18,29 % saat beroperasi pada beban yang rendah dengan rentang efisiensi diatas 80 % yaitu berkisar pada 84,6 % sampai 95,32 % dalam berbagai kondisi pembebebanan.

Interleaved boost converter is a development of boost converter topology with many advantages such as minimizing ripple on input and output, thereby minimizing filter size and better energy transfer. Unlike the non-interleaved boost converter has better efficiency under light-load conditions, interleaved boost converters operating under light-load conditions or in the range of 20 % to 40 % of the maximum load will be altering continuous conduction mode to discontinuous conduction so the converter efficiency will significantly decrease. In this study, the design of the dc-dc boost converter combined with an automatic control scheme in the form of interleaved and non-interleaved operation region selector circuit has been conducted. The operating region is determined automatically using an electronic circuit based on inductor current conduction mode at each load conditions, therefore when converter works at full-load conditions the boost converter operates interleaved, whereas when working under light-load conditions the boost converter operates non-interleaved. The simulation result using LTspice shows that the boost converter using the operation region selector circuit has a better efficiency range compared to the boost converter without the operating regions selector circuit, where there is an efficiency improvement of 18.29 % when operating at light-load condition, with an efficiency range above 80 % that is 84.6 % to 95.32 % under various load conditions.

Kata Kunci : Boost converter, Intereleaved, Non-interleaved, Efficiency, LTSpice.