Action Research Literate Vol.
No.
Mei 2024
ISSN: 2808-6988
Analisis Dan Simulasi Boost Converter Berbasis Kontroler Konvensional Dengan Metode Persamaan Garis Mila Wahyuni 1.
I Ketut Wiryajati 2.
I Nyoman Wahyu Satiawan 3 Fakultas Teknik.
Program Studi Teknik Elektro.
Universitas Mataram.
Mataram.
Indonesia Email untuk Korespondensi: milawhyni@gmail.
com, kjatiwirya@unram.
id, nwahyus@unram.
1,2,3
ABSTRAK
Kata kunci:
Boost Convertrer.
Close Loop.
Open Loop.
Tegangan.
Kontroler Keywords:
Boost Converter.
Close Loop.
Open Loop.
Voltage.
Controller Perkembangan teknologi dibidang elektronika dan meningkatnya kebutuhan tegangan DC (Direct Curren.
cukup pesat, hampir semua peralatan elektronika membutuhkan sumber tegangan DC baik itu untuk meningkatkan Salah satu komponen elektronika adalah boost converter dimana DC-DC konverter ini yang menghasilkan tegangan keluaran lebih besar dari tegangan masuknya, dengan mengatur duty cycle pada mode open loop sedangkan mode close loop adalah menjaga kestabilan tegangan keluaran sesuai dengan setting menggunakan kontroler PI.
Tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui performa dari rangkaian simulasi boost converter menggunakan software SIMULINK/MATLAB serta untuk mengetahui pengaruh duty cycle, dan tegangan input yang bervariasi terhadap tegangan Pengujian pada mode open loop dilakukan dengan mengatur tegangan input konstan 9 Volt, frekuensi switching 40 KHz, dengan variasi duty cycle 5% sampai 62.
5% dan beban yang diberikan sebesar 16 E.
Dari pengujian dihasilkan tegangan keluaran minimum pada saat duty cycle diatur 5% yaitu 8.
96 Volt, sedangkan saat duty cycle 62.
5% menghasilkan tegangan keluaran maksimum yaitu 23.
99 Volt.
Selisih yang paling tinggi didapatkan pada saat percobaan ke 12 yaitu 1.
45 Volt, dan nilai efisiensi terbesar adalah 3% pada saat nilai duty cycle diatur 62.
Sedangkan pada pengujian mode close loop, tegangan masukan divariasikan dari 9 Volt sampai 9 Volt, konfigurasi untuk nilai parameter PI konstan yaitu nilai Kp 0.
5 dan Ki 28, dengan mengatur nilai set point 24 Volt pada setiap pengujian.
Hasil respon tegangan keluaran yang dihasilkan lebih optimal yaitu pada saat tegangan masukan diatur 17 Volt sebesar 23.
98 Volt sehingga selisih/error dapat 02 Volt.
The development of technology in the field of electronics and the increasing need for DC (Direct Curren.
voltage are progressing rapidly.
Almost all electronic devices require a DC voltage source, whether to boost the voltage or for other purposes.
One electronic component is the boost converter, which produces an output voltage greater than its input voltage by adjusting the duty cycle in open-loop mode, while in closed-loop mode, it maintains the stability of the output voltage according to the setpoint using a PI controller.
This final project aims to evaluate the performance of a boost converter simulation circuit using SIMULINK/MATLAB software and to examine the influence of varying duty cycles and input voltages on the output voltage.
Testing in openloop mode was conducted by setting a constant input voltage of 9 volts, a switching frequency of 40 kHz, with duty cycle variations from 5% to 62.
and a load of 16 E.
The minimum output voltage obtained was 8.
96 volts at a 5% duty cycle, while the maximum output voltage was 23.
99 volts at a 62.
duty cycle.
The highest difference was observed during the 12th experiment, which was 1.
45 volts, with the highest efficiency recorded at 88.
3% when the duty cycle was set to 62.
Meanwhile, in closed-loop mode testing, the input voltage was varied from 9 volts to 17 volts, with constant PI parameter values of Kp = 0.
5 and Ki = 28, and a setpoint of 24 volts in each test.
The most optimal output voltage response was achieved when the input voltage was set to 17 volts, resulting in an output voltage of 23.
98 volts, with an error of 0.
Homepage: https://arl.
id/index.
php/arl ISSN: 2808-6988 Ini adalah artikel akses terbuka di bawah lisensi CC BY-SA .
This is an open access article under the CC BY-SA license.
PENDAHULUAN
Teknologi komponen dan perangkat keras elektronik telah berkembang hingga dapat menghasilkan sistem arus searah atau DC untuk sumber daya, yang dicapai dengan mengubah daya DC menjadi tegangan lebih tinggi atau lebih rendah.
(Buntulayuk, 2.
Komponen elektronika mampu menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi atau lebih rendah dengan mengkonversi tegangan DC masukan ke bentuk tegangan DC keluaran yang disebut sebagai DC DC konverter.
DC-DC konverter berfungsi untuk menurunkan dan menaikkan tegangan sumber searah (DC) sesuai kebutuhan (Nugraha & Eviningsih, 2022.
Vebbryadi, 2.
Pada dasarnya, hasil keluaran DC yang ingin dicapai adalah dengan cara pengaturan lamanya waktu penghubungan antara sisi output dan sisi input pada rangkaian yang sama.
Pengontrolan dilakukan dengan memberikan sinyal tegangan dengan cara mengatur waktu ON dan waktu OFF switch (Hushaini et al.
, 2.
DC-DC konverter atau dikenal dengan sebutan DC chopper merupakan piranti yang mengubah sumber tegangan DC konstan menjadi tegangan keluaran variable.
Ada beberapa macam topologi dari DC Chopper baik sebagai buck, boost maupun buck-boost converter (Mudawari, 2.
Secara umum ada tiga fungsi pengoperasian DC-DC konverter yaitu, yang pertama penurunan tegangan DC .
uck converte.
dimana tegangan keluaran yang dihasilkan lebih rendah dari tegangan masukan, kedua penaikan tegangan .
oost converte.
dimana tegangan keluaran yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan masukan, dan ketiga penaikan atau penurunan tegangan .
uck-boost converte.
dimana tegangan keluarannya bisa lebih rendah atau lebih tinggi dari tegangan masukan (Rahmawati, 2.
Konverter DC mempunyai 2 mode operasi kerja, yaitu mode DCM (Discountinous Conduction Mod.
dan mode CCM (Continous Conduction Mod.
, mode DCM adalah mode dimana arus inductor pada converter mencapai nilai nol, atau tidak continue.
Mode CCM adalah mode dimana arus inductor pada converter mengalir secara continue, dalam artian tidak pernah mencapai nilai nol (Fathurachman et al.
, 2.
Boost converter dapat beroperasi dalam mode konduksi kontinu atau terputus-putus, tergantung pada bentuk gelombang arus induktor.
Boost converter di DCM tidak dapat beroperasi pada RL= O karena kapasitor filter tidak memiliki jalur pelepasan (Kazimierczuk, 2.
Pada kehidupan sehari-hari banyak digunakan teknologi converter elektronika daya contohnya digunakan converter DC pada panel surya.
Panel surya menghasilkan tegangan keluaran yang rendah dan butuh alat untuk menaikkan tegangan (Harselina & Hendri, 2.
Pemanfaatan panel surya sebagai pembangkit biasanya dihubungkan langsung dengan beban pada level tegangan yang rendah, mengakibatkan tidak sesuai dengan tegangan yang diperlukan (Ananto & Santoso, 2.
Diperlukan konverter yang mengubah tegangan listrik DC ke level tegangan yang lebih tinggi.
Salah satu konverter yang digunakan untuk menaikkan tegangan arus searah adalah boost converter.
Boost converter dapat menghasilkan tegangan keluaran lebih besar dari tegangan masukan dengan mengatur sinyal PWM untuk mengatur penyaklaran MOSFET.
Boost converter sebagai salajh satu converter untuk menaikkan tegangan memiliki keunggulan ibanding converter penaik tegangan yang lain seperti buck boost converter yang bisa menaikkan dan menurunkan tegangan, boost converter memiliki efisiensi yang tinggi untuk aplikasi tertentu seperti sistem fotovoltaic atau kendaraan Listrik, serta menghasilkan tegangan output yang lebih stabil dan terkendali.
(Assyidiq et al.
, 2.
Dengan mempertimbangkan segala aspek dan pengaruh dari implementasi parameter PID terhadap kinerja proses sistem inverter satu fasa maka dipilih untuk merancang sistem inverter satu fasa yang menggunakan sistem kendali Proporsional-Integral.
Hal ini didasari karena pada pengaplikasian di lapangan.
Kontrol Proporsional- Integral biasa digunakan untuk pengontrolan proses yang memiliki dinamika relatif cepat .
eperti aliran, tekanan, dan leve.
Berdasarkan sebuah survey dinyatakan bahwa hampir 80% kontroler PID yang terpasang di industri menggunakan kontrol PI dalam operasinya.
Sinyal kontrol proportional-integral digunakan untuk mengumpan balikkan nilai keluaran tegangan dari boost converter dengan mengontrol variabel sinyal dengan suatu nominal konstanta tertentu (Kp dan K.
(Irkham et al.
, 2.
Pengontrol PI adalah studi khusus pengontrol PID di mana derivatif dari sistem tidak digunakan.
Kurangnya aksi derivatif membuat sistem lebih stabil di wilayah steady state jika terjadi data yang overshoot, karena kinerja derivatif lebih sensitif terhadap input frekuensi yang lebih tinggi.
Pada boost converter, frekuensi switching yang digunakan sangat tinggi sehingga, pengontrol PI dipilih untuk mengamati kinerja keseluruhan.
(M.
Nishat.
Oninda.
Faisal, 2.
Berdasarkan permasalahan yang sering terjadi, salah satunya adalah kurangnya dihasilkan tegangan keluaran pada panel surya sehingga dalam penelitin ini dirancang boost converter untuk mendapatkan tegangan Action Research Literate.
Vol.
No.
Mei 2024 Action Research Literate ISSN: 2808-6988 keluaran yang lebih besar dari tegangan masukan serta untuk menstabilkan tegangan keluaran yang dihasilkan.
Tegangan output boost converter dikendalikan dengan kontrol PI, untuk rangkain boost converter close loop sedangakan rangkain open loop, tegangan keluarannya diatur oleh nilai duty cycle dari PWM, dengan tahapan perhitungan komponen boost converter, simulasi menggunakan software matlab, analisa boost converter mode open loop dan close loop.
Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang modul DC-DC Boost dan mengetahui tingkat efisiensi serta pengaruh komponen switching dari penggunaan boost converter.
Pengujian sistem secara simulasi menggunakan software SIMULINK/MATLAB.
Penelitian sebelumnya oleh Melzi Ambar Mazta dkk, membahas tentang dc-dc boost converter, arus masukan dan tegangan keluaran masih menghasilkan ripple yang cukup besar.
Ripple merupakan masalah yang mengurangi kehandalan dari konverter itu sendiri.
Sehingga diperlukan metode perbaikan untuk mengurangi ripple pada boost converter (Mazta et al.
, 2.
Perbedaan utama antara penelitian sebelumnya dengan penelitian yang dilakukan terletak pada pendekatan dan fokus utama masing-masing.
Persamaan penelitian sebelumnya dengan penelitian yang dilakukan terletak pada tujuan yang sama, yaitu meningkatkan efisiensi dan performa boost converter, meskipun melalui pendekatan yang berbeda.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis dan mensimulasikan kinerja boost converter yang dikendalikan oleh kontroler konvensional menggunakan metode persamaan garis.
Penelitian ini bertujuan untuk memahami lebih dalam karakteristik dan respons dari boost converter dalam berbagai kondisi operasi serta mengevaluasi keefektifan metode persamaan garis dalam mengendalikan konverter tersebut.
Manfaat penelitian ini meliputi peningkatan efisiensi dan stabilitas sistem tenaga listrik, khususnya dalam aplikasi yang memerlukan konversi tegangan yang efisien dan stabil.
Selain itu, hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk pengembangan kontroler yang lebih efektif dan efisien dalam sistem konverter daya, yang pada gilirannya dapat meningkatkan kinerja perangkat elektronik dan sistem energi Urgensi dari penelitian ini terletak pada kebutuhan yang mendesak untuk meningkatkan efisiensi energi dan stabilitas dalam sistem konversi daya, terutama dengan semakin meningkatnya penggunaan perangkat elektronik dan sistem energi terbarukan.
Dengan pemahaman yang lebih baik tentang cara mengendalikan boost converter menggunakan metode persamaan garis, penelitian ini berpotensi memberikan solusi yang inovatif dan praktis untuk tantangan dalam manajemen daya listrik.
Hal ini sangat penting dalam mendukung perkembangan teknologi hijau dan keberlanjutan energi di masa depan.
METODE
Dasar Penelitian Prinsip kerja boost converter adalah dengan menggunakan switch .
yang bekerja secara terus-menerus .
ondisi on-of.
, adapun dikenal dengan istilah PWM .
ulse width modulatio.
dan duty cycle.
Pada sistem kerja rangkaian terbagi menjadi 2 mode, yaitu switch ON dan switch OFF, dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2.
Saat mode switch on .
ondisi saklar tertutup/terhubun.
dan dioda dalam kondisi bias mundur .
ioda of.
, maka arus induktor .
L) mengalir searah jarum jam dari sumber menuju ke induktor sehingga terjadi pengisian arus pada induktor dan menyebabkan energi yang tersimpan pada induktor naik.
Pada saat mode switch off, kondisi saklar terbuka .
dan dioda dengan kondisi bias maju .
ioda o.
, maka arus induktor .
L) ini akan mengalir menuju beban melewati dioda sehingga energi yang tersimpan di induktor akan turun karena tegangan induktor .
L) sedang melepaskan energinya dan menyebabkan tegangan keluaran .
menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan tegangan inputnya .
(Vebbryadi Vebbryadi, 2.
Gambar 1 Boost converter switch on Dari Gambar 1 didapatkan persamanaan berikut:
# V$(&) .
Analisis Dan Simulasi Boost Converter Berbasis Kontroler Konvensional Dengan Metode Persamaan Garis ISSN: 2808-6988
V( (&) # V)
besar tegangan pada inductor adalah:
V$ (&) # L *! #
!#($)
i/$(&)01 = $' yaycN Gambar 2 Boost converter switch off Dari Gambar 2 dapat dijelaskan bahwa tegangan pada resistor (V.
dan tegangan pada kapasitor (V.
memiliki nilai yang sama karena terhubung parallel, sehingga:
V$(&) # V! Oe V2
ya 36 = 5
!#($)
!#($)
&())
!#($)
(:9,-)
(:9,)-
i/$(&)0.
Sehingga untuk menghitung Vo, dapat dilihat pada persamaan berikut:
i/$(&)01 i/$(&)0.
# 0
(:9,).
yaycN = $ Vs.
D = Oe.
cOyc Oe ycOyc.
Oe D) Vs.
D ycOyc Oe Vs.
D Oe ycOycu Vo.
D = 0
Vs (D 1 Oe D) Oe ycOycu .
Oe y.
= 0 ycOycu = (:9,) .
Komponen pada rangkaian dianggap ideal, sehingga dapat menggunakan hukum kekekalan daya untuk mendapatkan hubungan antara arus dan tegangan.
Dapat ditulis sebagai berikut:
ycE41 # ycE0<6 ycE41 # ycO41 y ya41 ycE0<6 # ycO0<6 y ya0<6 # * , .
ycO41 y ya41 = ycO0<6 y ya0<6 ycOycu = (:9,) .
Penentuan nilai induktor pada boost converter pada mode CCM dengan 0 sebagai batasan paling bawah:
Action Research Literate.
Vol.
No.
Mei 2024 Action Research Literate ISSN: 2808-6988 ? 7.
(:9?)- >
@$A
? 7.
(:9?)- >
@$A
?(:9?)- D
(L)B/C =
Untuk mencari nilai kapasitor:
OIycO0 = *.
OIycO0 = D.
OI7*
OIycO0.
yce = ycO0 .
ya ya = OI7 * .
Dimana:
= Tegangan induktor (V) = Tegangan sumber (V) = Tegangan keluaran (V) = Kapasitor (F) = Induktor (H) = Resistor (Ohm = Arus induktor (A) i/$ = Ripple arus induktor i.
= Ripple tegangan = Frekuensi .
ya0 = Arus keluaran (A) Pout = Daya keluaran Pin = Daya masukan Simulasi Boost Converter dimulai dari mengumpulkan parameter, menentukan nilai parameter dari sumber tegangan dan menghitung nilai R.
C kemudian memasukkan nilai parameter R.
Resistor dianggap sebagai beban, pada komponen yang digunakan ialah series RLC branch yang ada di SIMULINK, selanjutnya menjalankan simulasi dan akan diketahui nilai tegangan keluaran Boost Converer apakah nilai tegangan keluaran yang dihasilkan lebih besar dari tegangan masukan.
Langkah selanjutnya menganalisa data dan mengambil kesimpulan yang didapatkan dari pengujian boost converter tersebut, untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Analisis Dan Simulasi Boost Converter Berbasis Kontroler Konvensional Dengan Metode Persamaan Garis ISSN: 2808-6988 Gambar 3 Diagram alir perancangan boost converter Tahapan Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah simulasi boost converter dengan metode persamaan garis untuk menganalisis hubungan matematis antara variabel input, dan output dari boost converter, dalam menentukan persamaan tegangan output terhadap tegangan input, diperoleh melalui aplikasi hukum kekekalan daya pada konverter.
Metode persamaan garis digunakan dalam perancangan boost converter karena memberikan kerangka kerja yang sistematis dan analitis untuk menganalisis dan merancang boost converter.
Ada 2 tahap perancangan, yaitu open loop dan close loop menggunakan software .
erangkat luna.
yang akan disimulasikan dengan simulink MATLAB, ketika mode open loop nilai tegangan input yang diberikan bernilai konstan yaitu 9 volt, nilai frekuensi tetap 40 kHz, nilai duty cycle yang bervariasi dari 5% sampai dengan 2% dan nilai beban yang tetap yaitu 16 Ohm, pada mode ini akan dilihat respon tegangan keluaran yang dihasilkan terhadap perubahan duty cycle yang diberikan.
Pada saat mode close loop nilai tegangan diatur bervariasi 9 sampai 19 volt, tegangan keluaran pada close loop dikendalikan oleh kontrol PI untuk menstabilkannya agar mencapai set point yaitu 24 Volt.
Perancangan Boost Converter Pada perancangan boost converter, dimodelkan menggunakan simulink MATLAB.
Adapun spesifikaasi komponen yang akan digunakan dalam mensimulasikan boost converter pada Tabel 1.
Tabel 1.
Spesifikasi komponen boost converter Parameter Nilai Tegangan input 9-19 Vdc Tegangan output 24 Vdc Frekuensi 40 Khz Duty Cycle 5% - 62.
Resistror
16 ohm
Induktor
35 AAH
Kapasitor
16 AAF
Arus Action Research Literate.
Vol.
No.
Mei 2024 Action Research Literate ISSN: 2808-6988 Ripple Tegangan Spesifikasi boost converter pada Tabel 1 didapatkan dari perhitungan berikut:
Menentukan nilai Duty cycle yang digunakan untuk menghasilkan tegangan keluaran 24V ya =1Oe =1Oe = 0.
625 = 62.
ycO0<6 Menentukan nilai resistor
= 16 E
I2I&
Menentukan nilai induktor minimum (Lmi.
LB/C = Menentukan nilai kapasitor (:9?)- y D @y.
ya OIycO
ycI x yce x ycO0
(:9J,L@M)- N:L
@ N Oj = 32 yuNH = 16 yuNF 16 x 40000 x 0.
Perancangan Boost Converter Open Loop Pada perancangan boost converter mode open loop, tegangan input bernilai konstan yaitu 9 V, frekuensi switching 40 KHz, dan nilai duty cycle yang bervarisi dari 5% sampai 65.
Pemodelan rangkaian boost converter open loop dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Rangkaian Boost Converter Open Loop Perancangan Boost Converter Close Loop Pada perancangan ini, nilai tegangan input yang digunakan bervariasi dari 9V Ae 19V.
Pada perancangan close loop, nilai tegangan keluaran dikendalikan oleh PI agar membantu mempercepat nilai output yang digunakan.
Pemodelan rangkaian boost converter close loop dapat dilihat pada Gambar 5
Gambar 5 Rangkaian Boost Converter Close Loop
Analisis Dan Simulasi Boost Converter Berbasis Kontroler Konvensional Dengan Metode Persamaan Garis ISSN: 2808-6988
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pengujian simulasi boost converter dilakukan untuk mengetahui keberhasilan sistem kerja boost converter mode open loop maupun mode close loop.
Pengujian pertama dilakukan dengan nilai duty cycle yang bervariasi untuk mengukur nilai tegangan keluaran pada boost converter, pengujian ini menghasilkan nilai tegangan keluaran pada saat pengukuran dan membandingkannya dengan hasil perhitungan.
Pengujian kedua dilakukan dengan nilai tegangan masukan yang bervariasi, kemudian menambahkan kontrol PI untuk mengendalikan tegangan keluaran boost converter sehingga sesuai dengan set point yang ditentukan.
Boost Converter Open Loop Pada percobaan simulasi ini, dilakukan dengan mengatur tegangan masukan sebesar 9 Volt, beban diberikan 16 E, dan nilai duty cycle yang bervariasi dari 5% sampai 65.
Pada simulasi ini, penulis menggunakan 2 sampel untuk melihat sinyal dari gelombang PWM, nilai arus keluaran, dan tegangan keluaran yaitu saat duty cycle bernilai 5% dan 65.
Hasil gelombang simulasi percobaan boost converter open loop dapat dilihat pada gambar berikut:
5% .
Gambar 6.
Duty Cycle 5% dan 62.
5% open loop Berdasarkan Gambar 6 dapat dianalisa bahwa nilai tegangan keluaran yang terukur lebih besar dari tegangan masukan.
Ketika nilai duty cycle 5%, gelombang yang dihasilkan memiliki jarak yang paling rapat sedangkan ketika nilai duty cycle maksimal 62.
5% hasil gelombangnya lebih melebar.
Tegangan keluaran yang dihasilkan pada saat duty cycle 62.
5% lebih besar dibandingkan dengan tegangan keluaran pada saat duty cycle diatur 5%, hal ini mennjukkan bahwa lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan tegangan keluaran, sehingga semakin besar lebar pulsa maka tegangan keluaran yang dihasilkan juga semakin besar.
Pada pengujian ini nilai duty cycle bervariasi dengan tegangan masukan 9V, digunakan beban sebesar 16E untuk mendapatkan hasil pengukuran berupa nilai tegangan dan arus keluaran, serta untuk dapat menghitung nilai daya, efisiensi boost converter maupun selisih .
hasil pengukuran dengan perhitungan tegangan keluaran.
Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2.
Hasil Pengujian Boost Converter Open Loop
Vin
Iin
Pin
Vout (V) Error
Efisiensi
(V)
(A)
(W)
Pengukuran Perhitungan .
(A) (W) (%) Action Research Literate.
Vol.
No.
Mei 2024 Action Research Literate ISSN: 2808-6988 Tegangan (V) Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa hasil pengujian boost converter open loop menghasilkan tegangan keluaran yang lebih besar dibandingkan dengan tegangan masukan.
Hasil pengukuran tegangan keluaran yang didapatkan mendekati nilai perhitungan sehingga selisihnya kecil, begitu pula dengan daya output yang dihasilkan tidak terlalu jauh dari daya input sehingga efisiensi boost converter mencapai lebih dari 80%.
Berdasarkan Tabel 2, dapat dianalisa juga bahwa semakin besar nilai duty cycle yang diberikan dengan nilai tegangan masukan konstan 9 volt, dihasilkan nilai tegangan keluaran yang semakin meningkat.
Pengaruh duty cycle terhadap tegangan output (Vou.
Pengukuran Perhitungan Duty Cycle (%) Gambar 7 Grafik perbandingan Vout ukur dan Vout hitung Berdasarkan Gambar 7 dapat diketahui bahwa, saat nilai duty cycle diberikan semakin meningkat dari 5% 5% maka nilai tegangan keluaran yang dihasilkan semakin meningkat, tegangan maksimum yang dihasilkan saat pengukuran adalah 23.
99 Volt pada saat duty cycle diatur 62.
5% dengan polaritas tegangan masukan yang sama.
Hasil nilai tegangan keluaran pada saat pengukuran mendekati nilai yang perhitungan, sehingga selisih antara hasil pengukuran dengan perhitungan cukup kecil yaitu kurang dari 2 Volt.
Hubungan antara duty cycle dan Vin
dengan efisiensi (%) Efisiensi
Vin
55 62,5
Gambar 8 Grafik nilai efisiensi Berdasarkan Gambar 8 dapat dilihat bahwa, saat tegangan masukan diberikan konstan 9 Volt dengan nilai duty cycle yang semakin meningkat dari 5% sampai 62.
5% didapatkan nilai efisiensi boost converter semakin Judul
ISSN: 2808-6988
Pada pengujian ini dapat dilihat nilai efisiensi terbesar pada saat nilai duty cycle 62.
5% yaitu 88.
Hasil tegangan keluaran pada saat pengukuran/pengujian didapatkan berbeda dengan nilai perhitungan namun selisih atau error cukup kecil yaitu kurang dari 2 Volt.
Boost Converter Close Loop Pada percobaan simulasi close loop, dilakukan dengan mengatur tegangan masukan bervariasi sebesar 9 Volt sampai dengan 19 volt, beban diberikan 16 E, dan nilai duty cycle yang bervariasi dari 5% sampai Pada simulasi ini, menggunakan kontroler proportional integral untuk menstabilkan tegangan keluaran pada boost converter.
Dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 3 Hasil Pengujian Cuk Konverter Close Loop
Set Point
Vin
Vout
(V)
(V)
(V)
24,05
23,87
23,65
23,25
23,97
24,26
24,23
23,98
24,19
24,15
Berdasarkan Tabel 3 dapat diketahui bahwa ketika nilai tegangan masukan diatur bervariasi dari 9 Volt sampai 19 Volt, set point konstan 24 Volt serta konfigurasi dari nilai parameter PI tetap yaitu dengan nilai Kp 0.
5 dan Ki 28.
Pada pengujian ini dapatkan nilai tegangan keluaran paling rendah 23.
25 Volt dan paling 26 Volt, dari Tabel 3 juga dapat dilihat bahwa selisih antara set point dengan tegangan keluaran cukup kecil yaitu kurang dari 1 Volt.
Hasil respon tegangan keluaran yang paling optimal adalah ketika Vin diatur 17 Volt dimana selisih antara set point dengan Vout adalah 0.
02 Volt .
Arus Keluar Arus induktor Gambar 9 Ripple arus inductor Berdasarkan Gambar 9 dapat dilihat bahwa arus keluaran memiliki ripple yang lebih rendah, lebih stabill dibandingkan dengan arus inductor.
Kontrol PI merespon perubahan kondisi sistem, arus keluaran pada mode close loop ini nilainya bervariasi dalam kisaran yang lebih kecil dibandingkan fluktuasi arus pada inductor, hal ini menunjukkan bahwa kontroler PI efektif dalam menjaga stabilitas tegangan keluaran.
Action Research Literate.
Vol.
No.
Mei 2024
Action Research Literate ISSN: 2808-6988
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian boost converter menggunakan Simulink MATLAB dapat disimpulkan bahwa pada mode open loop nilai duty cycle yang bervariasi berpengaruh terhadap nilai tegangan keluaran yang dihasilkan, dimana didapatkan nilai tegangan keluaran paling rendah 8.
96 Volt ketika nilai duty cycle diatur 5% dan tegangan keluaran paling tinggi sebesar 23.
99 Volt ketika nilai duty cycle 62.
5%, kemudian didapatkan nilai selisih antara tegangan keluaran pada saat pengukuran dengan perhitungan cukup kecil yaitu kurang dari 2 Volt.
Nilai efisiensi terbesar didapatkan pada saat nilai duty cycle diatur 62,5% yaitu mencapai Dari hasil pengujian juga dapat diketahui bahwa saat mode close loop menggunakan pengendali PI, nilai tegangan masukan yang bervariasi dengan nilai Kp 0,5 dan Ki 28 didapat rata-rata nilai tegangan keluaran mendekati nilai set point yang sudah ditentukan sehingga nilai selisih hasil pengujian dengan set point cukup kecil yaitu kurang dari 1 Volt.
REFERENSI