Cara Membuat SMPS Dari Gacun CT Untuk Power Amplifier Yang Stabil

SMPS (Switching Mode Power Supply), secara sederhana saya jelaskan dulu adalah jenis power supply yang bekerja pada frekwensi tinggi, yang bekerja dengan sistem switching/pensaklaran menggunakan Mosfet yang diatur pembangkit pulsa yang bernama PWM dengan frekwensi tertentu. Jika trafo biasa adalah 50Hz, maka SMPS dari PWM modul gacun standar adalah 22Khz. Apa kelebihan SMPS? yang jelas SMPS bobot jauh lebih ringan, dan lebih efektif alias lebih hemat daya listrik dan stabil alias anti ngedrop.

Jadi sangat menarik jika dipakai untuk power amplifier. Sebelumnya Power supply switching ini sudah umum dipakai untuk perangkat kecil, dari mulai charger HP, PSU komputer, projector, DVD, televisi, hingga beberapa merk speaker aktif dsb.

Disisi kelebihan dari SMPS yang sangat menarik diatas, walau bagaimanapun tetap saja ada kekurangannya. Apa itu? Tak lain adalah lebih rumit untuk dirakit amatir(seperti saya) hehe.. Trafo biasa juga rumit, tidak bisa bikin sendiri kan? ya ya juga. Tapi secara struktur dan desain trafo biasa(inti besi) itu jauh lebih sederhana daripada inti ferit.

Kerumitan SMPS adalah dalam urusan menghitung lilitan disini banyak yang harus dipertimbangkan. Hal ini termasuk berapa frekwensi pembangkit pulsa dari PWM, dan berapa ukuran lilitan trafo, diameter kawat lilitan, luas penampang kawat, luas inti ferit atau keren, berapa ampere yang dibutuhkan semuanya itu ditimbang supaya SMPS optimal seperti seharusnya setidaknya hasilnya mendekati teorinya. Itu masih belum desain rangkaian supaya SMPS ini bisa stabil.

Mengapa jika SMPS dibuat secara ngawur? Ketika frekwensi PWM tidak tepat sesuai rumus dengan trafo intiferitnya termasuk gulungan dan diameter, dll) maka harapan untuk mendapat PSU yang irit dan stabil tak mungkin bisa menjadi kenyataan. Yang ada malah SMPS bisa meledak …hehehe.. serius. Paling tidak hasilnya tidak seperti yang diharapkan, misalnya membuat audio nois,humming, ngosos atau ampere kecil tidak seperti harapan. Sebenarnya semua yang menyangkut listrik tak boleh ngawur, ada hitungannya semua hanya saja power supply SMPS jelas jauh lebih rumit jika dibuat dengan benar.

LHA TERUS BIKIN SMPS PAKAI GACUN APA ITU TIDAK NGAWUR, kan harusnya untuk pengganti PWM regulator TV?  Ya tidak juga dong, itu namanya kreatif malah. Gacun itu dibuat pabrik dan sudah dikasih spesifikasi teknisnya juga seperti apa nanti dalam penggunaannya. Gacun dijelaskan memiliki frekwensi standar 22Khz, jadi trafonya nanti harus disesuaikan dengan gacun tersebut. Jadi yang paling menentukan hasil dari SMPS gacun ini nanti adalah Bagaimana kita dalam melilit/membuat trafonya, memilih inti feritnya / koker yang dipakai.

Tapi tenang jangan grogi dulu, disini kita sama-sama belajar dan ada baiknya kita coba dulu baru nanti bisa tahu ceritanya seperti apa. Saya tidak akan menerangkan teknis yang teknis beneran karena saya sendiri juga orangnya  tak terlalu teknis, kita buat saja seperti apa yang telah dilakukan oleh nenek moyang kita para perakit SMPS Gacun pertama. Yang penting ikut saja apa kata mereka, nanti kalau ingin lebih dalam soal PSU yang satu ini, silakan lebih dalam mendalami teknisnya yang benar.

Panduan Lengkap Pemula SMPS Gacun untuk Audio Power Amplifier stabil

Ada banyak desain rangkaian PSU SMPS dari gacun, tapi pada intinya sama saja. KUNCINYA tergantung gimana saat bikin trafonya maka hasilnya semua akan bagus dan baik-baik saja. Yang membedakan, dari sekian banyak skema ada yang menggunakan feedback atau tidak. Begini, Gacun itu memiliki 3 buah kabel penghubung, Merah, Hitam dan Biru. Yang menggunakan feedback cirinya memakai kabel biru, dan yang tidak tidak memakai kabel biru. Apa tujuan feedback feedback berfungsi untuk menyetabilkan tegangan keluaran SMPS supaya tidak drop ketika beban puncak pada amplifier.

Dan skema yang di bawah ini menggunakan feedback alias kabel biru dari gacun dipakai juga, tapi dengan cara yang simpel tapi hasilnya wow juga ..

Skema SMPS GACUN CT Untuk Power Amplifier

skema SMPS GACUN simetris stabil untuk audio

NILAI RESISTOR(Jika susah baca kode warnanya)

  • R1 = 2K2
  • R2 = 1K
  • R3 = 1K5
  • R4 = 15K
  • R5 = 1K
  • R6, R7 = 470 Ohm
  • R8 = 68 Ohm
  • VR1 = 50K

KETERANGAN :

  • C5, C4 dan C8 adalah capasitor tegangan tinggi 400V, dioda D3-D4 adalah dioda tegangan tinggi 300V.
  • C9 adalah capasitor 1n 1 atau 2KV, ini penting sebagai penghubung ground tegangan tinggi dan rendah supaya tegangan bersih dan tidak nois pada audio.
  • C2 dan C3 jangan lebih dari 2200uf sebab membebani gacun pada saat start jika terlalu besar(inilah bedanya dengan trafo biasa) . Voltasenya saja dibesarkan yaitu 100V atau pakailah elco 2200uf/100V.
  • Sebagian besar komponen diatas bisa dicari di sebagian besar mainboard TV tabung , seperti induktor EMI filter, NTC, Kapasitor tegangan tinggi, Dioda tegangan tinggi(D3-D6), ultrafast dioda(D1,D2), PC817 optocoupler, dan trafo inti ferit(lilitan harus diganti jika untuk power supply Power amplifier OCL tegangan CT)
  • Khusus R6, R7 adalah sebagai beban tujuaanya untuk meredam tegangan semu yang bisa mencapai 100V saat di-onkan. Resistor yang dapat dipakai 2K2 – 4K7 sebesar 2watt supaya tidak terbakar.
  • Hanya tips di skema tidak ada, yaitu tambahkan LED dengan di seri resistor 600 ohm ke tegangan ouput + sebagai tanda saat pengujian pertama.

Cara setel dan cara kerja stabilisator

IC 1 TL431 adalah IC yang berkaki 3 yang berfungsi sebagai driver yang mengatur kerja optocoupler yang nanti bisa disesuaikan/disetel melalui trimpot 50k untuk mendapat tegangan stabil yang diinginkan. IC TL431 biasanya ada di bekas Power supply DVD alau tidak menemukan di toko.

Cara kerja rangkaian stabilisator kurang lebihnya yaitu ketika tegangan melewati rangkaian stabilisator tersebut (jika tegangan mencapai yang disetel) maka akan membuat dioda foto (pada pin 1&2) yang ada dalam optocopuler menyala sehingga memicu transistor pada optocoupler(pin 3&4) sehingga kabel biru terhubung ke negatif dan menyebabkan Mosfet menghentikan switching. Jika tegangan tadi menurun dibawah tegangan yang disetel, maka Mosfet akan melakukan switching lagi.

PENTING! CARA PENYETELAN FEEDBACK untuk STABILISATOR:

  1. Trimpot pada GACUN sebaiknya dikecilkan dulu sebelum SMPS diuji pertamakali!. Putar trimpot gacun kearah kiri hingga 1/4 atau mentok kekiri kalau perlu. Tujuannya supaya kalau ada kesalahan tidak meledak.
  2. Untuk menyetel tegangan supaya tidak ngedrop yaitu pertama hidupkan SMPS(kabel biru jangan dihubungkan optocoupler dulu), ukur tegangannya berapa.
  3. Jika yang diinginkan adalah tegangan 30V misalnya maka putar VR yang ada pada gacun naikkan menjadi 33V.
  4. Jika sudah diketahui bahwa tegangan ouput adalah 33V, kemudian sambung kabel biru gacun ke pin no 3 Optocoupler – kemudian setel VR pada stabilisator ke tegangan 30V sesuai yang diinginkan awalnya.
  5. Dengan demikian ibaratnya gacun menyimpan cadangan Voltage sebesar 3 volt jadi tidak ngedrop ketika beban meningkat yang menurunkan tegtangan sebesar 3V.

Baca juga : Kelebihan Kekurangan SMPS untuk Audio Sound Lapangan

Aturan Melilit Trafo Inti Ferit SMPS Gacun

Yang pertama yang perlu perhatikan adalah :

1. Polaritas lilitan trafo

Saat mengawali melilit kumparan untuk trafo SMPS Gacun ini khususnya, tandai sebagai kaki nomor 1 baik Lilitan primer(Np) maupun Lilitan Skunder(Ns) – nanti ini yang ditandai dalam skema dengan kaki no 1,2,3. Hal ini karena kumparan untuk trafo inti ferit ini memiliki polaritas, jadi tidak boleh terbalik ya?

Jadi kaki trafo no 1 adalah awal dari lilitan, yang nanti terhubung dengan kabel MERAH Gacun(lihat skema).

Untuk Lilitan Skunder(Ns) juga sama, yang ditandai dengan no 1 adalah awal lilitan skunder dan nanti harus dihubungkan dengan keluaran tegangan positif(lihat skema).

Tidak boleh tidak dan harus benar sebab kalau tidak entahlah apa yang akan terjadi….:D  yang jelas hasilnya tidak bagus bahkan rusak komponen gacun karena PANAS.

JADI TRAF INTI FERIT MEMILIKI POLARITAS, JANGAN TERBURU-BURU SAAT MELILIT TRAFO. TANDAI KAKI 1 SEBAGAI AWAL LILITAN.

PADA KUMPARAN PIMER(Np) PIN TRAFO AWAL LILITAN AWAL(no 1) TERHUBUNG DENGAN GACUN KABEL MERAH, DAN LILITAN AKHIR Np (dalam skema) adalah PIN no 3 trafo – yang pin 2 adalah penghubung tidak perlu disambung.

PADA KUMPARAN SKUNDER(Ns), PIN TRAFO LILITAN AWAL (no 1) TERHUBUNG DENGAN JALUR POSITIF ATAU MASUK KE ANODA DIODA PENYEARAH POSITIF.

Perhatikan Gambar :

Polaritas trafo inti ferit untuk SMPS gacun

2. Arah lilitan

Arah lilitan sebaiknya diputar searah jarum jam supaya tidak bingung. Apakah ini harus? Tidak, boleh saja berlawanan dengan arah jarum jam, asalkan semua lilitan baik primer dan skunder juga sama arah putarannya. Sebaiknya gunakan searah jarum jam, untuk memudahkan saja sesuai dengan yang umum dilakukan orang.

3. Jumlah lilitan, diameter kawat, diameter koker

Sebenarnya ada rumus yang rumit untuk menghitung semuanya soal melilit trafo inti ferit, dan ini tidak sederhana. Intinya kita perlu mengetahui berapa jumlah lilitan primer berdasarkan ukuran inti ferit ukuran kawat dst untuk menemukan nilai lilitan 500uh. Ini dihitung berdasarkan frekwensi PWM yang dipakai dalam hal ini gacun. Jika kamu ingin menemukan nilai yang benar, boleh saja cari referensi lain gimana cara membuat lilitan yang sesuai dengan GACUN 22Khz.

Dalam artikel ini saya hanya menyampikan langsung seperti yang sudah dilakukan teman teman dan dengan pemahaman yang sederhana saja supaya tidak mengerikan.

Lihat Juga :  Wajib Tahu! Cara Mengukur Impedansi Pada LoudSpeaker 4Ohm,8Ohm,Dst

Pertama siapkan trafo inti ferit, bekas TV 21″karena agak besar daripada bekas trafo TV12″. Bongkar trafo tersebut, caranya rebus dengan air panas sampai copot mretheli semua trafo feritnya. Lalu lepaskan lilitan emailnya semua hingga yang tertinggal adalah koker dan inti ferit yang kita perlukan disini.

Diameter kawat Ø1mm untuk mendapatan arus 5A. Untuk kawat gulungan primerbisa pakai kawat Ø 1mm. Diameter kawat juga menentukan ampere tapi jika terlalu besar tapi tidak seimbang ya hasilnya tidak sesuai. Oke , siapkan saja kawat primer dengan Ø 1mm dengan ukuran ferit sebesar punya TV21″. Atau kawat Ø 0.5mm sebanyak 4 buah yang dirangkap malah lebih bagus, melilitnya juga lebih mudah.

PENTING: Taruh kata misalnya jika menggunakan koker bekas TV 21″ kawat 0,8 maka tegangan skunder per-lilit adalah 2 volt, maka jika menginginkan tegangan keluaran adalah 30V maka jumlah lilitan adalah 15 lilit-CT- 15 lilit jumlahnya jangan kurang atau lebih. Dan nanti trimer pada gacun diputar disesuaikan menjadi 30V juga jangan lebih. Misalnya jumlah lilitan adalah 15 lilit tetapi trimpot gacun dipaksa untuk tegangan keluaran 40V itu bisa saja tetapi akan panas karena dipaksa.

Cara Menggulung Lilitan Primer dan Skunder

1. Menggulung Lilitan primer (Np)

DISINI TIDAK PAKAI MENGHITUNG BERAPA JUMLAH LILITAN, pokoknya gulung saja lilitan primer (Np) dari bawah searah jarum jam mentok hingga atas, kemudian gulung lagi kebawah hingga mentok dan sambung ujungnya pada pin koker. Lihat gambar cara menggulung lilitan primer :

CARA GULUNG KOKER TRAFO FERIT UNTUK SMPS GACUN

INGAT POLARITAS JANGAN KEBALIK NANTI, Melilit DIAWALI DARI NOMOR 1 PIN KOKER

Setelah melakukan langkah pada gambar diatas, kemudian tutup gulungan primer lapisan 1 yang sudah jadi dengan ISOLASI TAHAN PANAS sebanyak 4 putaran.

2. Menggulung lilitan Skunder (Ns)

gulung lilitan SKUNDER CT trafo smps

KETERANGAN GAMBAR :

  • Diamater kawat sama dengan skunder yaitu 1mm atau 0.5×4 dirangkap. Sebenarnya ada rumus untuk menghitung tegangan skunder vs jumlah lilitan yang berdasarkan jumlah lilitan primer, tapi dalam praktek selalu mendekati yaitu setiap 1 lilit skunder hasilnya sama dengan 2Volt atau mendekati(Koker bekas TV21″). Jadi jika ingin membuat tegangan 30V maka perlu melilit email untuk skunder sebanyak 15 Lilit.
  • Jadi misalnya ingin tegangan 40V, ya lilitan skunder ditambah menjadi 35Lilit. Intinya nanti jangan menambah tegangan diatas 40V dengan cara memutar trimer pada GACUN padahal jumnlha lilitan cuma 30 Lilit, bisa panas.
  • Semakin besar diamter kawat semakin besar ampere, semakin banyak kawat semakin tambah tegangan tapi yang harus diperhatikan juga adalah apakah KOKER muat atau tidak?
  • Untuk menggulung kawat lilitan skunder mode tegangan 30VCT, maka 15 lilit kali 2 lilit menjadi 30 lilit yang diambil tengahnya ke pin koker tengah sebagai CT.
  • Biar gampang dan hasil tegangannya sama cara baiknya adalah 2 kawat digulung bersama-sama. Dan supaya tidak salah polaritasnya, maka ujung kawat yang satunya disolder saja dulu pada PIN 1 KOKER (juga tandai ujungnya bisa dengan cara ditekuk sedikit).
  • Kemudian ujung kawat yang satunya lagi jangan disolder biarkan saja dulu.  Mulai menggulung sebagai awal gulungan skunder hingga 15 lilit. Jika gulungan sampai mentok atas masih belum memperoleh 15 lilit, maka gulung terus kearah bawah sampai dapat 15 lilit seperti yang diinginkan.
  • Ketika sudah selesai menggulung, sekarang ujung yang ditandai ditekuk sebelumnya ( yang terhubung dengan PIN 1 KOKER) disolder di pin tengah koker sebagai CT. Sementara ujung kawat yang satunya pada awal gulungan tadi yang tidak disolder digabung juga diloder ditengah PIN KOKER bersama ujung kawat yang ditekuk tadi. Dan ujung kawat yang dari arah atas yang tersisa tadi disolder ke PIN 3 KOKER. (LIHAT GAMBAR DIATAS YANG DIBEDAKAN DENGAN WARNA BIRU DAN ORANYE)

3. Menggulung lilitan Primer Lapis 2 penutup

Jika membuat lilitan skunder diatas sudah selesai, maka sekarang tinggal terakhir yaitu menggulung lilitan primer lapis 2 penutup atau lilitan yang terakhir.

cara gulung primer lapis 2 penutup

KETERANGAN GAMBAR :
Gulung lilitan primer lapis 2 sama saja dengan cara gulung pada lilitan primer lapis 1, dan untuk AWAL GULUNGAN UNTUK LAPIS 2 PRIMER DIMULAI DARI PIN 2.

Hanya saja pada lilitan primer lapis 2 penutup ini diawali dari PIN KOKER no 2 keatas searah jarum jam sampai mentok lalu melanjutkan menggulung kearah kebawah sampai mentok dan ujung terakhir disolder ke PIN 3 KOKER. Sebenarnya pin 2 ini nanti tidak dipakai didalam rangkaian SMPS gacun diatas, hanya sebagai jembatan/penghubung saja.

Jika sudah selesai, tutup dengan solasi tahan panas 4 putaran, dan inti ferit dimasukkan ujung bawah dan atas sebagai tanda trafo sudah selesai dililit dan siap digunakan. Solasi tepinya memutar supaya ferit tidak lepas, juga dililit dengan solasi tahan panas biar kuat.

Sebenarnya bisa menambahkan tegangan ekstra, dengan kawat yang lebih kecil sebagai gulungan skunder ekstra misalnya email Ø0.5 untuk catudaya tambahan dengan ampere lebih kecil. Ini dililit sebelum lilitan skunder utama(CT) , atau sesudahnya juga bisa saja.

Email tunggal yang besar, atau kecil banyak yang dirangkap?

Sebenanrya lebih bagus kawat email kecil yang dirangkap daripada kawat tunggal tapi besar. Hal ini karena katanya ada efek kulit, jadi meskipun kawat besar arus cuma mengalir dikulit atau luar kawat saja. Kelebihan lain kawat kecil yang dirangkap adalah lebih mudah saat menggulungnya ke koker karena lebih lentur.

Kawat 1 mm, bisa diganti kawat 0.5mm yang dirangkap 4. Tapi sebenarnya ini ada tabelnya, menghitung kawat rangkap juga ada caranya tapi saya kira nanti saja dipelajari setelah sukses merakit SMPS pertamakali. Ingat sekali lagi, semakin besar kawat koker / inti ferit bisa tidak muat; ini saja yang harus diperhatikan untuk saat ini, jangan tentang rumus dulu nanti puyeng :D.

Mencoba SMPS GACUN untuk Drive Power AUDIO

  • Gunakan power atau driver amplifier power OCL 150W atau SOCL 4 final juga boleh.
  • Dioda ultrafast gunakan yang amperenya besar sekitar 10A keatas.
  • Pastikan tegangan keluaran SMPS sudah terukur/diketahui dan harus sesuai dengan arus yang disarankan untuk driver.
  • Uji volume power sampai setengah-sampai penuh secara perlahan, berikan bass dan treble yang cukup seperti biasanya.
  • Jika mosfet pada gacun panas sampai nylekit pada pendingin, artinya itu sudah kemampuan maksimal dari SMPS. Jika ingin menambah kemampuannya, tambahkan 1 mosfet gacun dipararel dan dioda ultrafast kalau panas juga, ganti dengan ampere yang lebih besar.

Cara menambah Watt SMPS Gacun?

  • Pada intinya watt SMPS ini tergantung GACUN dan TRAFO ferit yang dipakai.
  • Ada gacun untuk TV 14-29 inch dst. Semakin besar Gacun sesuai INCH TV maka semakin besar wattnya. Tetap jika ingin menambah watt SMPS, jangan beli gacun baru jika ingin upgrade tapi ganti MOSFET gacun dengan tipe yang ampernya lebih besar atau dipararel.
  • Semakin bagus kualitas inti ferit, semakin besar kawat email maka semakin besar wattnya. Jadi jika ingin upgrade, selain mengganti/pararel mosfet juga mengganti trafo inti feritnya dengan yang lebih besar.
  • Untuk rangkaian diatas jika ingin watt besar, maka elco 100uf 400v bisa ditambah lebih banyak misalnya menjadi 4 buah dipararel. Sekringnya juga diperbesar, dioda bridge diperbesar juga.
  • Dioda ouput yaitu dioda ultrafast juga perlu diganti dengan yang amperenya lebih besar atau bisa juga dipararel.
  • PENTING! jika menamba watt SMPS GACUN, resistor pada gacun yaitu 0,22 Ω /2W perlu diganti yang R 0,22 Ω /5 watt. Hal ini karena gacun didesain ampere yang setara regulator TV pada umumnya hanya sesuai dengan INCh TV tersebut.

Penutup

Demikian cara membuat SMPS dari Gacun dilengkapi stabilisator dengan memanfaatkan kabel biru yang ada, supaya lebih stabil dan aman. Mudah-mudahan bisa mudah dipahami, soalnya cukup susah juga menjelaskannya sehingga mudah dipahami semua termasuk pemula sekali di SMPS. Ingat! membuat trafo SMPS sebenarnya full rumus untuk mengetahui berapa arus, voltage hingga berapa wattnya yang sesuai dengan PWM; disini hanya sederhananya saja mungkin saja ampere dan voltage kurang akurat. Hanya sebagai pembelajaran untuk bisa langsung praktek, dan sambil terus praktek dan mencari referensi teori yang benar tentang SMPS.

Jika ada problem, rangkaian diatas tidak salah. Karena paling kritis dan sangat penting dari praktek SMPS GACUN ini adalah trafo karena gacun sudah diketahui berapa frekwensi standarnya yaitu 22Khz. Juga jangan tanya watt dan amperenya berapa karena untuk menghitung itu sulit, melainkan harus test beban dan ukur secara riil jika SMPS sudah berhasil dirakit.

Pada hasil rangkaian diatas, asalkan tidak dengung di amplifier, tidak ngedrop saat hentakan beban, tidak overheat Mosfetnya, dan tidak meledak elconya itu sudah sangat bagus sekali sebagai awal merakit SMPS.

Jika Kamu merakit SMPS GACUN dengan koker trafo ferit bekas TV21″ dan gacun 21″ tanpa tambahan mosfet, seperti yang sudah saya coba mampu mengangkat power OCL 4 set tr final sanken dengan suara bagus, daya bagus dan mosfet gacun tidak terlalu panas.

JIKA POLARITAS TRAFO TERBALIK, BIASANYA DIODA ULTRAFAST LANGSUNG SHORT LALU MOSFET OVERHEAT KARENA ARUS KOLSET BAHKAN TERBAKAR JIKA ARUS LEBIH BESAR DARI MOSFET.

Kuncinya pada menggulung trafo ferit, jangan terbalik polaritasnya dijamin pasti bagus. Untuk praktik awal tinggal nurut saja seperti turorial diatas, jika sudah sukses baru silakan mencoba menggulung trafo menggunakan metode hitung yang benar. Luas /besar kecilnya inti ferit, besaran kawat email dan jumlah lilitan semua mempengaruhi arus dan tegangan.

Untuk lebih lanjut silahkan pelajari teori dan rumusnya dalam menghitung TRAFO INTI FERIT dengan referensi yang teruji.

4 Comments

  1. Imam Agustus 2, 2021
  2. Yoga Adhi Wicaksono Juli 25, 2021
    • Supri Agustus 24, 2021

Leave a Reply