Prinsip Kerja Dioda Penyearah

Prinsip Kerja Dioda Penyearah

Salah satu fungsi dioda adalah sebagai penyearah arus. Hal ini sesuai dengan karakteristik dasar dioda yang hanya melewatkan arus listrik satu arah saja. Fungsi dioda sebagai penyearah ini banyak diaplikasikan pada rangkaian power supply. Dan pada tulisan kali ini akan dibahas lebih detail tentang prinsip kerja dioda sebagai penyearah. Yang dimaksud penyearah disini adalah dioda digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).

Prinsip ini dipakai pada saat kita membutuhkan tegangan DC dari sumber tegangan AC seperti pada listrik rumah tangga. Sumber listrik dirumah yang diperoleh dari PLN merupakan tegangan AC sebesar 220V. Untuk bisa dipakai pada perangkat elektronika seperti misalnya televisi, radio, dvd player, charger hp dan sebagainya, tegangan AC tersebut harus diturunkan dan disearahkan lebih dahulu. Nah, untuk keperluan penyearahan inilah dioda dibutuhkan.

Jenis-jenis rangkaian dioda penyearah

Ada beberapa jenis rangkaian dioda penyearah berdasarkan  konfigurasi rangkaian dan bentuk sinyal yang dihasilkan. Masing-masing konfigurasi memiliki kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri. Pemilihan konfigurasi didasarkan pada kebutuhan dengan memperhatikan aspek kestabilan, kehalusan dan tentunya biaya komponen.
Berikut ini beberapa jenis konfigurasi rangkaian dioda penyearah yang umum dipakai yaitu :

1. Penyearah setengah gelombang (half wave rectifier circuit)

Adalah penyearah yang hanya mengeluarkan setengah siklus gelombang sinus dengan menggunakan satu blok dioda penyearah saja. Penyearah setengah gelombang mempunyai kelebihan yaitu simpel dan sederhana serta hemat biaya karena hanya menggunakan satu dioda dan satu fasa sinyal sinus.

Kelemahan 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.

Kelemahan penyearah setengah gelombang lainnnya adalah kurang efisien karena hanya mengambil satu siklus sinyal saja. Artinya siklus yang lain tidak diambil alias dibuang. Ini mengakibatkan keluaran dari penyearah setengah gelombang memiliki daya yang lebih kecil.

2. Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier circuit)

Adalah penyearah yang mengeluarkan semua siklus gelombang sinus dari sinyal AC. Peinsip kerja dari rangkaian penyearah gelombang penuh adalah membuat penyearah ganda dengan lebih dahulu membalik siklus negatif dari masukan. Artinya penyearah gelombang penuh membutuhkan dua fasa input, satu fasa mengikuti masukan sinyal sinus dan satu fasa yang lain berbalikan dengan sinyal input.

Kelebihan penyearah gelombang penuh adalah lebih efisien karena mengambil semua bagian dari siklus sinyal AC yang disearahkan. Hal ini membuat keluaran dari penyearah gelombang penuh memiliki riak (ripple) yang kecil dan lebih halus. Daya yang terserap juga lebih efisien karena tidak ada siklus yang dibuang.

Kelemahan dari penyearah gelombang penuh adalah kebutuhan akan satu siklus pembalik yang berarti harus menambah satu gulungan lilitan lagi pada transformator serta penggunaan dua buah dioda untuk penyearahan. Ini berakibat pada penambahan biaya yang harus ditanggung oleh rangkaian.

3. Penyearah sistem jembatan (bridge rectifier circuit)

Adalah penyearah dengan memanfaatkan topologi dioda yang disusun dengan sistem jembatan. Sistem ini mengambil semua siklus gelombang sinus masukan namun dengan input fasa tunggal. Sistem lebih efisien pada sistem power supply dengan input fasa tunggal karena menghemat penggunaan lilitan.

Penyearah sistem jembatan memanfaatkan kerja forward secara bergantian pada masing-masing dioda yang dimanfaatkan pada masing-masing siklus. Pada siklus positif, dioda pertama dan kedua bekerja secara forward lalu pada siklus negatif, dioda ketiga dan keempat yang ganti bekerja secara forward. Sistem ini dianggap paling baik dan populer untuk aplikasi penyearah tegangan tunggal pada sinyal sinus dengan frekuensi rendah seperti pada listrik rumah tangga.

Itulah penjelasan tentang prinsip kerja dioda sebgai penyearah beserta beberapa jenis konfigurasi rangkaiannya. Untuk pembahasan lebih detail masing-masing rangkaian penyearah insyaAllah akan ditulis pada artikel selanjutnya.