Perancangan Regulator Menggunakan IC yang Dilengkapi dengan Penguat Arus (Current Boost)

Regulator adalah bagian power supply yang berfungsi untuk memberikan stabilitas output pada suatu power supply. Output tegangan DC dari penyearah tanpa regulator mempunyai kecenderungan memiliki perubahan nilai tegangan saat mendapatkan beban. Adanya perubahan pada tegangan input AC dan variasi beban merupakan penyebab utama terjadinya ketidakstabilan pada power supply. Pada sebagian peralatan elektronika, terjadinya perubahan tegangan akan mengakibatkan hal yang fatal. Untuk mendapatkan tegangan yang stabil, maka diperlukan regulator tegangan. Regulator tegangan untuk suatu power supply yang umum digunakan adalah IC Regulator tetap 78xx dan 79xx. Selain itu terdapat juga IC regulator Adjutable yaitu LM317 dan LM337. IC tersebut memiliki kekurangan yaitu arus output yang kecil. Sesuai datasheet hanya sekitar 1 Ampere. Sehingga untuk mem-backup beban yang lebih dari 1 Ampere diperlukan Penguat Arus ( Current Boost). Disini kita akan membahas lengkap mengenai teori rangkaian beserta perhitungannya. Tujuannya agar kita mampu merancang regulator sesuai dengan kebutuhan beban.
Jenis-jenis atau tipe IC regulator tegangan itu dibedakan menjadi :
1. Fixed Voltage Regulator
    a. 78xx (merupakan IC regulator untuk tegangan positif)
    b. 79xx (merupakan IC regulator untuk tegangan negatif)
2. Adjustable Voltage Regulator
    a. LM317 (merupakan IC regulator untuk tegangan positif)
    b. LM337 (merupakan IC regulator untuk tegangan negatif)

Berikut ini adalah salah satu contoh rangkaian dasar Fixed Voltage Regulator :

 

 

NB :

Cin    : merupakan kapasitor input filter dengan kapasitas standar yang digunakan adalah 330nF.

Cout  : merupakan kapasitor output filter dengan kapasitas standar yang digunakan adalah 100uF.

Berikut ini adalah Fixed Voltage Regulator Dengan Output Current Boosting :

Rangkaian regulator tegangan dasar di atas hanya mampu mengalirkan arus maksimal 1 Ampere (berdasarkan datasheet), lalu bagaimana jika kita membutuhkan regulator tegangan dengan arus yang lebih besar. Berikut ini merupakan rangkaian untuk meningkatkan arus keluaran di atas 1 Ampere:

 

Nilai resistansi dari Resistor dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :

 

Dimana:

• R : resistansi resistor dalam Ohm (Ω)
• Q1hfe : Penguatan arus (Current Gain) pada transistor Q1 (lihat datasheet)
• VBE : tegangan Basis-Emitter pada transistor Q1(lihat datasheet) dalam Volt (V)
• IregMax : Arus maksimum yang dikeluarkan oleh IC regulator IC1 (lihat datasheet) dalam Ampere (A)
• IOMax : Arus keluaran maksimum yang kita inginkan dalam Ampere (A)

Sebagai contoh dengan menggunakan rangkaian di atas, kita membutuhkan arus keluaran maksimum (IOMax) 10 A, rangkaian regulator tegangan menggunakan IC 7805 dengan IregMax = 1A, transistor Q1 dengan hfe = 100 dan VBE = 0,7 V. Berapa nilai R yang dibutuhkan?

Jawab :

    R = (Q1hfe x VBE) / (IregMax x (Q1hfe + 1) – IOMax)
    R = (100 x 0,7) / (1 x (100 +1) – 10)
    R = 70 / 91
    R = 0,769 Ω

transistor Q1 merupakan transistor power dengan syarat memiliki hfe lebih besar sama dengan arus keluaran maksimum (IOMax) dibagi arus regulator maksimum (IregMax)

Q1hfe ≥ IOMax / IregMax

Berikut ini adalah Adjustable Voltage Regulator Dengan Output Current Boosting: 

Seperti hal-nya IC 78xx dan 79xx, IC LM317 dan LM337 juga hanya mampu mengalirkan arus maksimum kurang dari 1 Ampere, maka agar dapat mengalirkan arus yang lebih besar, diperlukan rangkaian current boosting seperti tampak pada gambar berikut:

Perhitungannya menggunakan rumus atau persamaan yang sama dengan 78xx atau 79xx seperti yang sudah kita bahas di atas.