[Rectifier] Pengertian Penyearahan Gelombang dan Jenis-jenisnya - kakangnurdin.com

Kali ini kita akan berdiskusi bersama-sama mengenai penyearahan gelombang atau rectifier. Apa itu penyearahan gelombang atau rectifier ? Sederhananya adalah seperti ini, merubah sinyal bolak-balik AC (Alternating Current) menjadi sinyal searah DC (Direct Current), ini yang dinamakan penyearahan atau rectifiering.

Masih ingat kan bentuk gelombang AC dan DC ?

Begini bentuknya :

Terlihat dari gambar diatas bentuk gelombang sinyal AC dan sinyal DC. SInyal AC berbentuk bergelombang dan sinyal DC berbentuk lurus atau searah. Itulah alasannya mengapa disebut penyearahan atau rectifier, karena pada prosesnya, rectifier melakukan suatu perubah bentuk sinyal dari sinyal AC menjadi sinyal DC.

Rangkaian penyearahan ini, sering kita temukan pada rangkaian catu daya atau power supply, dimana komponen utama yang digunakannya adalah dioda.

Dioda Sebagai Komponen Penyearah

Mengapa dioda ?

Masih ingat kan karakteristik dioda. Dioda memiliki karakteristik yang hanya dapat melewatkan arus listrik ke satu arah saja jika dikonfigurasikan secara forward bias, dan jika dikonfigurasikan secara reverse bias maka akan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

Pada sebuah catu daya atau power supply terdapat 3 bagian utama pada saat proses penyearahan yaitu :

1. Transformator atau trafo yang berfungsi sebagai penururn tegangan (step down)
   
2. Dioda yang berfungsi sebagai penyearah gelombang / rectifier
3. Kapasitor yang berfungsi sebagai 
   

Jenis-Jenis Rectifier 

Pada prinsipnya penyearahan dapat terbagi menjadi 2 jenis yaitu penyearahan setengah gelombang (half wave rectifier) dan penyearahan gelombang penuh (full wave rectifier).

Kita bahas satu persatu.

Penyearahan Setengah Gelombang (Half Wave Rectifier)

Dioda difungsikan sebagai penyearahaan setengah gelombang ini hanya menggunakan 1 buah dioda sebagai penyearahannya, dimana dioda tersebut diberikan arus AC dari sisi sekunder transformator.

Ingat ! gelombang AC terdiri dari gelombang positif dan gelombang negatif yang bolak-balik (memiliki lembah dan bukit).

Prinsip kerja dari penyearahan setengah gelombang ini yaitu ketika dioda dialiri arus bolak-balik (AC) yang berasal dari sisi transformator maka dioda yang diposisikan dalam keadaan forward bias atau bias maju ini hanya akan melewatkan gelombang positif arus AC-nya saja sedangkan gelombang negatif arus AC-nya tidak dapat dilewatkan karena dioda akan berfungsi menjadi bias terballik (reverse bias) sehingga menghambat arus yang masuk. Perhatikan gambar berikut

Penyearahan Gelombang Penuh (Full Wave Rectifier)

Kita dapat menghasillkan gelombang penuh (Full Wave Rectifier) dengan 2 cara yaitu dengan menggunakan 2 buah dioda atau 4 buah dioda.

Apa yang membedakan dari kedua cara tersebut ?

Perbedaan kedua penyearahan gelombang penuh tersebut terletak pada transformator CT-nya saja, apakah menggunakan transformator CT atau tidak. Penyearahan gelombang penuh 2 dioda menggunakan transformator berjenis CT sedangkan penyearahan gelombang penuh 4 dioda tidak menggunakan transformator CT.

Penyearahan gelombang penuh dengan menggunakan 4 buah dioda sering disebut dengan Full Wave Bridge Rectifier.

Kita bahas satu per satu.

Penyearahan Gelombang Penuh dengan 2 Buah Dioda

Pada penyearahan gelombang penuh ini, kita akan membutuhkan transformator CT atau centre tapped yang dapat memberikan output tegangan yang memiliki beda fasa sebesar 180° pada terminal output sekundernya.

Dapat dilihat pada gambar diatas, kedua terminal transformator dihubungan dengan masing-masing dioda, D1 dan D2.

Prinsip kerja penyearahan ini yaitu transformator memberikan sinyal positif dan sinyal negatif secara bergantian pada masing-masing dioda D1 dan D2.

Kondisi Pertama

Output transformator pada terminal 1 memberikan sinyal positif pada dioda D1, sedangkan output transformator pada terminal 2 akan memberikan sinyal negatif, kedua terminal tersebut memiliki perbedaan fasa sebesar 180°. Ketika dioda D1 mendapatkan sinyal positif, sinyal positifnya itu dapat dilewatkan oleh dioda D1 karena dioda D1 akan berada pada kondisi bias maju atau forward bias. Sedangkan dioda D2 akan mendapat sinyal negatif dari output terminal 2 transformator sehingga sinyal negatifnya tersebut tidak dapat dilewatkan oleh D2 karena dioda D2 akan berada pada kondisi bias terbalik atau reverse bias sehingga menghambat sinyal negatifnya.

Kondisi Kedua

Sebaliknya pada saat gelombang AC berubah, terminal 1 output transformator akan memberikan sinyal negatif kepada dioda D1 sehingga dioda D1 akan berada pada kondisi bias terbalik atau reverse bias yang akan menghambat sinyal negatifnya. Terminal ke 2 yang memiliki beda fasa 180 akan berubah menjadi sinyal positif sehingga dioda D2 akan berubah kondisi menjadi bias maju atau forward bias yang akan melewatkan sinyal positif tersebut.

Penyearahan Gelombang Penuh dengan 4 Buah Dioda

Penyearahan gelombang penuh dengan menggunakan 4 buah dioda atau biasa disebut dengan bridge rectifier atau dalam bahasa indonesia yaitu penyearah jembatan, penyearahan ini paling banyak kita temukan pada rangkaian power supply karena memiliki performa kinerja yang lebih baik dari semua jenih penyearahan yang ada. 

Kondisi Pertama

Dapat dilihat pada gambar diatas pada saat transformator mengeluarkan sinyal positif maka Dioda D1 dan Dioda D2 berada pada kondisi fordward bias atau bias maju sehingga sinyal positif dapat dilewatinya sedangkan sinyal negatifnya akan dihambat oleh Dioda D3 dan Dioda D4.

Kondisi Kedua

Saat output transformator berubah menjadi sinyal negatif maka dioda D3 dan dioda D4 berada pada kondisi forward bias atau bias maju sehingga sinyal positif dapat dilewatinya sedangkan dioda D1 dan Dioda D2 akan menghambat sinyal negatifnya sehingga bentuk gelombangnya dapat dilihat pada gambar diatas tersebut.

Akhir Kata

Demikian yang saya dapat sampaikan hari ini, mohon maaf apabila masih terdapat banyak kesalahan baik dari segi penyampaian maupun dari segi keilmuan.