Kelebihan Kekurangan SMPS untuk Audio Sound Lapangan

Hari ini penggunaan SMPS power supply untuk audio sound system kelas lapangan masih banyak menimbulkan pertanyaan dikalangan pecinta audio pemula seperti saya. Apakah kelebihan SMPS untuk sound system watt besar?… Apakah tahan jika digeber berjam-jam?…. apakah tidak cepat rusak, dsb. Teknologi switching power supply atau SMPS sebenarnya sudah lama dikenal yaitu sejak diperkenalkan pertamakalinya pada sebuah aplikasi ditahun 1970. SMPS selama ini mungkin lebih kita kenal banyak diaplikasikan pada perangkat elektronik rumahan seperti VCD player, komputer dekstop, monitor Komputer baik layar datar/tabung CRT, hingga charger handphone dsb. SMPS terkenal akan bobotnya yang ringan, dimensinya yang kecil, serta memiliki efisiensi yang tinggi meskipun ada beberapa kekurangan. Baca juga : Catu Daya Teregulasi Linier Vs SMPS, Mana Yang Lebih Baik?

Popularitas SMPS memang tak perlu diragukan lagi, meski demikian masih banyak dipertanyakan mengenai ketahananya apabila diaplikasikan untuk audio amplifier berdaya besar. SMPS atau orang juga menyebutnya sebagai AC-MATIC karena range voltage input yang lebar memang ini sudah tak diragukan lagi, termasuk bobotnya yang jauh lebih ringan dan dimensinya lebih kecil jika dibandingkan dengan trafo biasa.

Tentang SMPS kelebihan dan kekurangan dibanding trafo biasa khususnya untuk audio amplifier watt besar

Sekilas mengenal apa itu SMPS

Sebelum membahas kelebihan dan kekurangan, alangkah baiknya kita berkenalan lebih akrab lagi dengan yang namanya SMPS ini.

SMPS adalah kependekan dari Switch Mode Power Supply, adalah sirkuit elektronik yang mengubah daya menggunakan perangkat switching, yaitu yang dihidup dan matikan pada frekuensi tinggi.

Cara Kerja SMPS

Tegangan input AC tegangan tinggi dari jala-jala diubah menjadi DC melalui proses rektifikasi dengan cara menggunakan penyearah dan filter. Tegangan DC yang tidak teregulasi ini kemudian diumpankan ke kapasitor filter besar atau sirkuit PFC (Power Factor Correction)untuk mengoreksi faktor daya yang terpengaruh. Setelah itu tegangan DC tinggi ini diaktifkan dengan pensaklaran (switching) berkecepatan sangat tinggi (ribuan kali/detik) menggunakan MOSFET.

Mosfet bekerja sebagai saklar on / off (switching) berkecepatan tinggi, yang menghasilkan ouput berupa deretan pulsa hidup-mati secara periodik pada frekuensi tinggi – biasanya antara 50 khz-500 khz. Transistor MOSFET memiliki resistansi yang rendah dan mampu menahan arus tinggi. Frekuensi switching ini dikontrol dan digerakkan menggunakan arus umpan balik(feedback) dengan memanfaatkan osilator PWM.

Tegangan AC lalu diumpankan ke transformator inti ferit untuk menurunkan tegangan(step down). Kemudian, output dari transformator ini disearahkan dan dihaluskan menggunakan komponen penyearah dan filter. Topologi desain SMPS menggunakan sirkuit feedback/umpan balik untuk mengendalikan tegangan output dengan cara membandingkannya dengan tegangan masukan. Sirkuit Feddback inilah yang membuat tegangan output SMPS menjadi stabil dan memiliki range yang lebar.
Kelebihan kekurangan SMPS untuk Power Ampli lapangan

Photo Source : https://www.flickr.com/photos/33822855@N00/18892125294/

SMPS Vs Power Supply Biasa/Linier

SMPS bekerja pada frekuensi kerja yang jauh lebih tinggi yaitu  50 kHz- 500 kHz. Perlu diketahui juga bahwa makin tinggi frekuensi artinya makin efisien kerjanya, sehingga SMPS dengan keluaran yang sama dengan power supply linier memiliki bobot yang jauh lebih ringan dan dengan trafo yang berukuran jauh lebih kecil.

smps untuk power sound watt besar

Sumber gambar : FB Group SOUND SYSTEM rakitan MADE IN DEWE & segala sekema elektronik.

SMPS Memiliki Efisiensi yang Tinggi

Strum keluaran pada power supply linier(trafo besi) tergantung tap dari trafo yang ada. Untuk jenis power supply non-regulasi, tegangan keluaran bervariasi tergantung pada beban arusnya. Tapi untuk power supply linier yang teregulasi, didalam prosesnya menghasilkan disipasi daya transistor atau panas yang berlebihan sehingga menurunkan efisiensinya. Trafo Inti besi juga menghasilkan kerugian daya yang cukup besar, yang pada akhirnya cuma bisa menghasilkan efisiensi antara sekitar 30 atau 40% saja.

Pada SMPS, tegangan keluaran mudah diset pada voltase berapapun dan pada arus berapapun sesuai kapasitas tanpa terpengaruh oleh dimensi dan berat. System pensaklaran pada SMPS, regulasi tegangan bisa diperoleh hanya dengan mengatur lebar pulsa, yaitu dengan cara transistor mosfet bekerja secara mati sepenuhnya atau hidup sepenuhnya – maka panas dan kerugian daya yang ditimbulkan akan sangat minim . Hal ini sehingga pada power supply SMPS menjadi lebih dingin, yang artinya lebih sedikit daya yang terbuang. Dioda perata adalah penyumbang utama kerugian daya pada SMPS – namun meskipun begitu masih bisa menghasilkan efisiensi tipikal antara 60 – 80%.

Stabilitas SMPS

SMPS mempunyai toleransi kisaran tegangan masukan yang lebar. Tegangan masukan bervariasi,  yaitu antara tegangan DC 150 – 300V atau pada tegangan AC antara 90 – 265V, SMPS masih mampu memberikan tegangan keluaran yang stabil alias tidak gampang drop. Dengan demikian SMPS juga sering disebut dengan AC MATIC; yang artinya meskipun tegangan input anjlok sangat rendah menjadi 90V,  ini tidak mempengaruhi tegangan output yang bisa tetap utuh atau tidak drop ketika diberi beban. Beda dengan catu daya linier, dimana ketika tegangan input AC dari jala-jala listrik drop misalnya hingga 90v(tegangan jala-jala normal umumnya 220V), maka keluaran juga akan drop banyak bahkan hingga tak mampu menyalakan peralatan yang disupply karena tak mampu mencukupi tegangan kerjanya. 😀

Suhu kerja SMPS juga lebih dingin dari trafo linier, sementara suhu kerja  trafo linier jauh lebih panas. Suhu trafo yang panas pada trafo linier akan mengurangi tegangan, sementara hal ini tak terjadi pada SMPS. Kesimpulan, trafo SMPS tak pernah drop selama tegangan masukannya masih tetap stabil.

SMPS Tidak Mudah Panas

Salah satu kelemahan trafo inti besi adalah memiliki suhu kerja yang tinggi, yang ini menyebabkan tegangan menjadi turun. SMPS beda, trafo inti ferit pada SMPS tak mudah panas sehingga tegangan kerja yang dikeluarkan relatif stabil. Untuk itulah SMPS sangat cocok dan banyak diaplikasikan untuk peralatan yang membutuhkan pasokan tegangan secara kontinyu dalam waktu sangat lama on misalnya 24×7 alias ON secara terus-menerus.

Lihat Juga :  Harga Speaker Aktif Polytron Dan Penjelasan Spesifikasi 2019

Perawatan SMPS lebih murah

SMPS, jika rusak paling sering adalah mosfet atau mungkin resistor dan diode kecil. Sedangkan power supply linier, justru travo inti besinya yang sering terbakar atau bocor. Harga mosfet tentu saja jauh lebih murah daripada harga travo inti besi yang paling kecil 500mA sekalipun. Travo inti besi yang terbakar memang bisa di gulung ulang, namun biayanya masih lebih mahal daripada harga mosfet. Apakah trafo inti ferrite SMPS nggak bisa rusak?… ya tentu bisa saja, tapi ini jarang terjadi, dan kalaupun rusak juga bisa digulung ulang namun dengan biaya yang jauh lebih murah daripada jasa gulung travo inti besi ~ bahkan bisa digulung sendiri.

Kelebihan SMPS lainnya

  • SMPS bisa dilengkapi sistem proteksi, Jadi jika ada konslet atau kesalahan dalam penggunaan maka SMPS akan mengaktifkan system protek sehingga tegangan keluaran menjadi 0 dan tidak membahayakan sirkit elektronik.
  • Isolasi dari jala-jala jauh lebih baik, sehingga jarang terjadi kebocoran tegangan tinggi yang menyebabkan sengatan listrik pada blok rangkaian yang disupply misalnya audio. Trafo inti besi sangat sering terjadi kebocoran antara primer dan skunder, yang banyak kasus telah menyebabkan orang tersengat tegangan jala-jala; selain itu trafo bocor juga bisa menyebabkan distorsi/noise terutama jika digunakan pada audio ampifier.

Kekurangan utama SMPS

  • SMPS adalah unit yang tidak mudah dirakit oleh pemula karena lebih kompleks dan membutuhkan ketelitian yang tinggi. Selain itu juga perlu menyearahkan tegangan tinggi 220VAC dari jala-jala yang akan berubah menjadi 300VDC. Dengan demikian sangat berbahaya apabila kurang berhati-hati ketika merakitnya sendiri tanpa pengetahuan yang memadai tentang SMPS – Kecuali anda membeli kit yang sudah jadi, SMPS bukanlah menjadi persoalan serius bagi pemula, seperti saya.. hehe.
  • Kelemahan lainnya apabila rakitan dan part SMPS terutama ultra fast dioda dan kapasitor tapisnya yang KW atau kualitas kurang bagus, maka  frekwensi liar/harmonik pada keluaran bisa tidak diredam dengan baik, sehingga akhirnya akan menyebabkan gangguan suara noise yang cukup mengganggu pada Audio. Hal ini karena SMPS beroperasi menggunakan tegangan pulsa frekwensi tinggi. Efek noise pada audio jika menggunakan SMPS juga bisa disebabkan karena tegangan ripplenya yang lebih tinggi daripada power supply linier.
  • Membutuhkan sistem regulasi tegangan yang lebih baik, sebab kalau tidak maka kualitas audio akan buruk/cacat.
  • SMPS sebenarnya sangat rentan rusak terutama jika harus memikul beban daya yang besar. Hal ini biasanya terjadi pada FET atau diode frekwensi tingginya, jika tak kuat biasanya akan panas dan akhirnya mati sehingga tegangan keluaran SMPS juga langsung 0V alias matitotal. Ini kualitas rangkaian dan type dan mutu komponen terutama FET dan diode sangat menentukan ketahanan SMPS.
  • Jika ada kegagalan kerja, maka output tegangan bisa sangat tinggi dari yang diharapkan yang bisa membuat kebocoran transistor, kapasitor meledak, bahkan semua komponen rusak sehingga SMPS menjadi sulit diperbaiki lagi.

Kesimpulan: desain SMPS yang dibuat sangat sederhana atau tidak dikerjakan dengan, bahkan hasilnya mungkin bisa lebih buruk daripada power supply linier/trafo besi khususnya untuk peralatan audio.

Apakah Bisa Power Supply SMPS dipakai untuk Power Amplifier ber-Daya Besar misalnya untuk Sound System Lapangan?

  1. SMPS memiliki efisiensi yang lebih tinggi termasuk memiliki range tegangan masukan yang lebar. Artinya bisa lebih stabil ketika pada kondisi tegangan masukan yang naik turun. Namun untuk beban kerja yang sangat besar misalnya power audio ribuan watt, maka tegangan masukan tetap harus stabil.
  2. Dengan SMPS kita bisa membuat unit POWER AMPLI berdaya besar namun dengan ukuran yang kecil dan bobotnya yang sangat ringan. Upp Jangan ngiler dong…. hehe.
  3. Ketika dipasangkan dengan power class D, maka akan sangat cocok sekali karena keduanya menganut sistem switching dan sama-sama memiliki efisiensi yang tinggi. Maka anda akan memiliki power sub-bass raksasa namun dengan ukuran yang sangat tipis dan bobot yang sangat ringan serta lebih irit daya.

Kekurangannya jika SMPS untuk audio watt besar misalnya power class A/B; SMPS menggunakan Transistor FET sebagai pembangkit pulsa. Dikhawatirkan transistor MOSFET ini bisa mati mendadak karena tidak mampu mensuplai daya yang besar pada saat power amplifier mencapai daya puncaknya – bisa karena kualitas yang buruk atau spek yang kurang. Diode penyearahnya juga cukup rentan jebol apabila kualitas atau spek yang tak sebanding dengan beban yang besar.

Ini bisa diatasi misalnya : Memperkuat TR Mosfet dengan cara paralel, memakai type FET atau diode yang cocok untuk daya besar dan atau menggunakan 2 unit SMPS untuk 1 unit power amplifier mono.

Kabar baiknya, ketika mosfet mati atau short, hal ini tak akan merusak driver power amplifier sedikitpun. Hanya saja PENTING!!! Jika mosfet short, listrik bisa njeglek/nyetrip ~ untuk itu penggunaan sekring yang sesuai sangatlah penting untuk melindungi rangkaian SMPS dari kebakaran akibat konsleting tegangan tinggi.

Saran jangan menggunakan SMPS untuk power raksasa diatas 1000 watt jika Anda tak yakin dengan kualitas SMPS yang Anda pakai. Kalau masih ragu, kamu  bisa menggunakan 2 unit SMPS/1 unit power mono. Tapi sebelum kamu membeli SMPS, lebih tanyakan kepada penjual tentang kemampuannya – misalnya apakah mampu untuk diberi beban power sekian watt.

Kalau menurut saya pribadi, SMPS labih aman kalau untuk men-supply power class D saja – bukan untuk power class A/B. Hal ini karena power class D tidak banyak mengonsumsi daya listrik alias irit strum sehingga beban SMPS akan menjadi ringan – ini  berbeda dengan power class A/B yang sangat boros daya listrik sehingga SMPS menjadi lebih rentan jebol.

Dan usahakan menggunakan produk SMPS yang didesain baik dan memang sudah terbukti teruji saat dilapangan. Sekian.

47 Comments

  1. Budi Parwanu Agustus 8, 2019
    • Supri Agustus 9, 2019
  2. Saiful Juli 23, 2019
  3. David April 13, 2019
  4. Plawor Maret 30, 2019
    • Supri April 12, 2019
  5. Agusthe Maret 11, 2019
    • Supri Maret 13, 2019
  6. Jery Februari 13, 2019
    • Supri Februari 23, 2019
  7. Dera November 11, 2018
  8. Arif Oktober 24, 2018
    • Supri Oktober 28, 2018
  9. Singgih Oktober 18, 2018
    • Supri Oktober 18, 2018
      • Singgih Oktober 18, 2018
  10. Tony September 15, 2018
    • Supri September 16, 2018
      • Tony September 20, 2018
        • Supri September 25, 2018
  11. Opicks September 3, 2018
    • Supri September 4, 2018
  12. Hery Juli 13, 2018
    • Supri Juli 13, 2018
  13. Wondo Juli 8, 2018
    • Supri Juli 11, 2018
  14. Tuama Mei 19, 2018
    • tuama Juli 30, 2018
  15. novan Mei 18, 2018
  16. roni April 9, 2018
  17. Denis November 16, 2017
  18. Suud Oktober 19, 2017
    • Supri Oktober 31, 2017
  19. sbastian Agustus 30, 2017
    • Supri Oktober 4, 2017
  20. Saxty Agustus 20, 2017
  21. dwikurniawan Agustus 14, 2017
    • Supri Oktober 6, 2017
  22. dwikurniawan Agustus 14, 2017
  23. dwikurniawan Agustus 14, 2017
  24. iwan Agustus 14, 2017
  25. diyon Agustus 6, 2017
    • Supri Agustus 9, 2017
      • Dera November 11, 2018
        • Supri November 12, 2018

Leave a Reply