Text preview for : Class D Tutorial Bahasa Indonesia V.2 Final Oct 2015.pdf part of beh d900 comot...ucle
Back to : Class D Tutorial Bahasa I | Home
VERSION 2
Part 1
IRS-900D Class-D Amplifier Tutorial
Oleh: [email protected]
Konsep Class-D Amplifier
Dalam satu dekade terakhir, dalam dunia audio power amplifier telah tersedia produk komersial untuk audio
amplifier jenis baru yaitu Amplifier Class-D. Berbeda dengan Class-A, B, AB, dimana sinyal masuk langsung
dikuatkan dalam bentuk sinyal suara asli, dalam Amplifier Class-D, dilakukan pencacahan sinyal suara yang
masuk namun masih tetap dalam metode analog, lalu sinyal dikuatkan. Pada tingkat akhir amplifier, sinyal
tercacah tersebut dikembalikan menjadi sinyal suara dengan menggunakan induktor-kapasitor (L-C) filter.
Konsep Class-D yang akan dibahas disini menyesuaikan dengan skema yang akan kita ambil sebagai contoh
design berikutnya, adalah desain Class-D dengan blok diagram adalah sebagai berikut:
Gambar.1 Blok Diagram Class-D
Secara singkat, self oscillating Class-D bekerja dengan internal loop feedback, dimana feedback loop
terdapat rangkaian R-C yang akan membuat rangkaian berosilasi sendiri, menjadi generator sinyal gergaji.
Sinyal gergaji ini akan dibandingkan dengan sinyal masukan audio oleh Comparator IC TL071.
Sinyal keluaran dari Comparator IC berupa sinyal audio yang sudah dicacah oleh sinyal gergaji, sehingga
menjadi sinyal slope dengan komposisi waktu ON-OFF menyesuakan dengan level sinusoidal dari sinyal
masukan. Tegangan sinyal slope ini referensinya ke ground (GND) dan karakteristiknya masih belum
memenuhi kriteria masukan menuju gate driver IC. Sementara gate driver IC menggunakan referensi
tegangan ke VCC. Jadi untuk itu diperlukan level shifter berupa PNP transistor 2N5401 dan Invert logic IC
CD4049.
Sementara gate driver juga membutuhkan dua sinyal input yaitu high-gate dan low-gate. Comparator IC yang
memiliki satu keluaran, oleh Invert logic IC digandakan menjadi dua keluaran, dimana satunya adalah
inverting hingga dihasilkanlah low-gate and high-gate output yang sesuai untuk masukan gate driver IC. Gate
driver IC siap menggerakkan kedua sisi high dan low mosfet power secara bergantian.
Output dari power mosfet yang secara ON-OFF identik dengan output Comparator. Dan sudah dijelaskan
sebelumnya output comparator sendiri menyesuaikan dengan input sinusoidal audio. Jadi dari comparator
menuju mosfet ini di atas kertas tidak akan terjadi distorsi. Tidak ada efek-efek khusus yang perlu
diperhatikan yang bisa menyebabkan cacatnya suara yang diakibatkan oleh amplifikasi sinyal. Sementara
Comparator, Level shifter, Logic IC, dan gate driver IC bekerja pada tegangan 12 Volt, tegangan mosfet bisa
sangat variatif dan sangat lebar, bebas di tegangan SOA mosfet. Pada akhirnya, batas tegangan final ini
menjadi batas clipping sebuah ampli Class-D.
Output final mosfet ini agar kembali menjadi sinyal suara maka dilakukan dengan Low Pass Filter (LPF).
Dengan komposisi besar induktor dan kapasitor yang tepat maka sinyal slope tercacah tadi bisa di konversi
kembali menjadi sinusoidal. Memang tidak sempurna layaknya sinusoidal pada Class-A maupun Class-AB.
Akan tetapi harus diingat bahwa speaker adalah peralatan mekanika dinamis. Efek-efek fisika mekanika dari
speaker seperti pegas dan kelembaman massa daun speaker sendiri justru membantu penyempurnaan
output suara sehingga cacat yaitu ripple sisa filterisasi frekuensi pencacahan menjadi tidak berarti.
Implementasi Skema
Ada banyak rancangan skema Class-D Amplifier yang bisa ditemukan dari internet. Kali ini yang akan dibahas
dalam tulisan ini adalah Self Oscillating Cass-D Amplifier IRS-900D. Skema ini beredar di internet, dan cukup
bagus, bisa diimplementasikan dan memiliki kemampuan output sampai 900 Watt pada 4 ohm, sebuah
kemampuan yang cukup besar. Dipilihnya skema ini dikarenakan menyesuaikan dengan ketersediaan
komponen dan teknologi PCB yang tersedia di Indonesia.
Untuk membuat Class-D yang bagus dan bermutu tinggi sangat dibutuhkan mutu komponen yang bagus dan
lay-out PCB yang sesuai untuk high-frequency switching. Namun, untuk dengan keterbatasan ini walaupun
tidak bisa dihasilkan mutu yang sesuai dengan kriteria industri tapi masih sangat memuaskan bila
dibandingkan dengan kelas-kelas rakitan Class-AB yang banyak dijual di pasaran.
Berikut adalah skema yang mengaplikasikan design dan konsep yang sudah diterangkan di atas. Resolusi
gambar yang lebih besar dilampirkan di halaman belakang bersama PCB layout. Skema ini sudah
dimodifikasi oleh penulis agar lebih handal dan aman. Nlai-nilai warna merah dibawah adalah penggantian
dari nilai skema asli dan mungkin tidak terdapat jalur pada PCB. Sehingga harus disolder dibawah PCB.
Gambar.2 Skema Audio Amplifier Class-D IRS-900D
Cara bekerja skema di atas seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Rangkaian di atas memakai catu daya
+/- 100V DC. Disamping itu juga 12 Volt catu daya terpisah diperlukan untuk menggerakkan gate driver IC
IR2110. Pertimbangannya dibuat terpisah adalah karena akan lebih menyederhanakan skema.
Dengan rangkaian di atas, cocok untuk peruntukan dari subwoofer sampai mid-hi. Peruntukan tersebut
tidaklah mengecewakan, mengingat di pasaran kit rakitan tingkat 900 Watt memang umumnya diperuntukkan
untuk aplikasi Subwoofer sampai Mid-Hi.
Modifikasi dapat dilakukan untuk meningkatkan performa. Misalnya dengan menaikkan kemampuan frekuensi
osilasi. Dalam Class-d self oscillation, kecepatan frekuensi osilasi ditentukan oleh efek kecepatan on-off dari
closed loop feedback yang melibatkan keseluruhan komponen di dalam feedback loop. Peningkatan bisa
dilakukan dengan mengganti OP Amp comparator dengan kemampuan lebih tinggi, misal dari Burr-Brown.
Dan yang utama adalah mosfet power, dimana bisa dipilih produk dengan gate capacitance yang rendah dari
IXYS atau IRFP4227, atau IRFB4227, atau merek lain dengan generasi yang lebih maju. Yang harus
diperhatikan adalah gate capacitance yang terkecil dan kecepatan switching tertinggi, serta tentu saja SOA
yang besar.
LPF Filter
LPF filter yang harus diperhatikan adalah inti harus cocok untuk frekuensi tinggi. Untuk sebuah Class-D
amplifier induktor tanpa air gap harus berjenis iron-dust atau iron powder. Iron powder mempunyai nilai
saturasi magnetik pada arus tinggi dengan losses rendah. Secara global kriteria LPF harus memenuhi kriteria:
1. Nilai induktansi seperti skema, dalam hal ini 22-30uH
2. Core magnetic tidak mengalami saturasi pada beban tertinggi
3. Core losses harus rendah agar tidak terjadi panas berlebihan pada saat beban tinggi
Beberapa contoh berikut adalah iron powder core yang bisa dipakai untuk merakit class D.
T-157, Kool Mu, 40 - 50 lilit
T157 Amidon, 45 55 lilit
T157 Micrometal, 45 55 lilit
MS157 Arnold, 24 - 28 lilit
MS130 Arnold, 16 - 22 lilit
Alternatifnya adalah ferrite core yang bisa didapat dari inti PSU atau filter. Filter output PSU juga bisa
digunakan. Jenis ferrite core harus dibuat air gap untuk menaikkan kemampuan megnetik, yaitu dengan jalan
memutus lingkaran toroid dengan gergaji besi atau memotong inti untuk EI Core. Karena tidak ada data
pabrikan maka untuk menentukan jumlah lilitan yang optimal hanya bisa dilakukan dengan coba-coba.
Jumlah lilitan dengan inti ferrite air gap harus dicoba dari yang tertinggi ke terendah antara 14-22 kali dengan
kawal diameter 1-1.5mm.
Fungsi air gap adalah meningkatkan kapasitas magnetik dari inti untuk menaikkan nilai saturasi. Bila tidak
cukup besar nilai saturasi dari inti besi maka koil induktor beserta inti akan menjadi sangat panas pada beban
tinggi. Namun dengan adanya air gap ini juga membuka peluang kebocoran elektromangetik (EMI) yang
mungkin keluar ke jaringan. Gambar dibawah adalah contoh material yang bisa digunakan:
Gambar.3 Alternatif Inductor
Untuk kapasitor karena bekerja pada frekuensi tinggi maka dipilih jenis non polar dengan kemampuan
charge-discharge yang tinggi dan juga tegangan kerja yang cukup tinggi. Kapasitasnya berkisar 470n 1uF
600V non polar.
Gambar.4 - Output Capacitor dan Inductor
Jenis kapasitor yang direkomendasikan adalah polyester atau polypropylene seperti LLC grade capacitor atau
MKP.
WIMA MKP Capacitor
Polyester based capacitor untuk LLC resonant (biru)
MEX-X2 MKP capacitor
Lampiran
Skematik
PCB Layout
Komponen Layout
Part 2
Class D Frequently Asked
Class D amplifier gagal bekerja?
Kebanyakan kegagalan dalam merakit sebuah amplifier class D dikarenakan pemilihan part dibawah standard
kualitas. Umumnya, disebabkan oleh penggantian komponen yang tidak sesuai dengan skema aslinya.
Komponen amplifier harus sesuai dengan frekuensi kerja tegangan yang cukup tinggi. Tidak sembarang part
bisa digunakan sebagai pengganti. Komponen kunci adalah part aktif dan design LPF Filter.
Kegagalan bisa juga karena perancangan layout yang tidak sesuai dengan kaidah perancangan untuk
switching pada frekuensi tinggi. Layout yang baik harus setipis mungkin untuk sinyal lemah, jarak cukup untuk
beda tegangan dan arah arus, sinyal arus lemah dan arus kuat harus dijauhkan agar arus besar tidak
menginduksi sinyal lemah. Jalur sinyal lemah berfrekuensi tinggi harus sependek dan serendah mungkin dari
PCB ground plane. Ground plane tidak boleh membentuk close loop.
LPF Design?
Design LPF, menentukan jenis induktor, jenis core, jumlah lilitan dan besar kapasitor lihat Part 3.
Class D bersuara serak dan kasar, treble terlalu tajam?
Suara serak dan kasar biasanya dikarenakan adanya cut off LPF yang terlalu tinggi sehingga menyebabkan
sisa frekuensi PWM terbawa ke speaker. Umumnya disertai keluhan induktor yang panas. Solusinya
ditambah jumlah lilitan. Kalau dicek dengan osiloskop, residu PWM diusahakan kurang dari 2Vpp dalam
keadaan speaker terpasang (Gambar-1). Tetapi penambahan lilitan juga menurunkan kesepatan PWM.
Gambar-1 Vout menunjukkan residu PWM, diukur di output terminal dalam keadaan speaker terpasang
Jumlah lilitan secara singkat agar induktansi dihasilkan sekitar 22uH s.d. 30uH atau lebih tergantung
kecepatan switching PWM. Makin cepat makin kecil induktansi dan sebaliknya. Tentu cut off akan makin
tinggi tapi itu bagus. Tujuan sebenarnya adalah membuat sinyal output rendah ripple frekuensi PWM. Makin
cepat makin rapat PWM makin mudahmembuatnya halus bebas ripple.
Suara kasar bisa juga disebabkan oleh kapasitor LPF yang terlalu kecil, kering atau mati.
Mosfet panas?
Mosfet panas bisa disebabkan oleh kurangnya dead time sehingga terjadi cross-conduction yang cukup
menyebabkan arus langsung mengalir melewati mosfet high side dan low side. Solusinya dengan menaikan
tahanan pada gate, yang berkisar 22 sampai 47 ohm. Untuk mosfet ringan semacam IRFP4227 R gate bisa
dipilih sampai 66 ohm. Makin besar Qg mosfet makin kecil R gate dan sebaliknya.
Mosfet panas bisa juga disebabkan oleh terlalu banyaknya lilitan sehingga mosfet menjadi lebih susah ON
dan OFF karena adanya induksi lawanan dari induktor akibat storage energy tersimpan terlalu besar.
Brek-brekkk saat clip?
Brekk brekkk saat clip adalah normal, dan menjadi ciri khas class D. Brekk brekk terjadi saat clip, PWM
berhenti sesaat, dan menyebabkan speaker seperti terkena arus DC.
Brek-brekkk sebelum clip?
Brekk brekkk sebelum clip dikarenakan supply bias terlalu lemah, bisa karena tegangan bias kurang, dioda
bootstrap kurang memenuhi syarat, kurng cepat atau kurang besar. Dioda bootstrap harus minimal 3A
dengan reverse recovery time (Trr) lebih kurang 30ns.
Suara treble kurang jernih seperti terpotong?
Suara treble tereduksi dikarenakan cut off LPF yang terlalu rendah. Kedua disebabkan kecepatan PWM yang
kurang. Untuk menaikkan kecepatan switch PWM, rangkaian harus lincah dan ringan. Untuk itu harus
didukung komponen yang memiliki miller effect yang rendah, misal pemakaian mosfet dengan Qg kurang dari
70nC, dan cukup satu set mosfet misal IRFP4227 tanpa totem. Untuk menghasilkan suara treble yang bagus
diperlukan kecepatan switch di atas 300kHz. Agar lebih cepat bisa dipadukan dengan core iron powder
seperti T157 merah dari Micrometal.
Suara pada saat awal dinyalakan bagus, beberapa saat kemudian buruk?
Masalah ini disebabkan oleh pemakaian core yang saturasi karena terlalu kekecilan atau core losses terlalu
tinggi sehingga panas. Saat core panas nilai AL turun dan menyebabkan induktansi (uH) juga turun.
Solusinya pilih core core yang cukup besar dan tidak mudah saturasi seperti warna biru dari produk Arnold
atau warna merah dari Micrometal. Lakukan pengetesan di lapangan. Bila saat full load core panas hingga
tidak kuat dipegang berarti kurang besar dan saturasi.
Saturasi adalah dimana kondisi nilai pemagnetan cari core sudah tidak mau naik lagi karena jenuh akibat arus
yang mengalitr cukup tinggi.
Ampli susah start?
Ampli susah biasanya mudah bila dipancing dengan input sinyal masuk. Atau dengan mengisi bootstrap
dengan menambahkan R 15K dari plus ke bootstrap high dan Zener 12V dari boostrap ke jalur prefilter.
Terdengar noise saat volume ditutup (nol)?
Ampli nyicit atau timbul noise saat volume ditutup hingga nol disebabkan terganggunya frekuensi PWM
dikarenakan posisi potensio menyebabkan loop feedback terganggu. Untuk mengatasinya R input dibesarkan
sehingga ada nilai minimum saat volume ditutup naik dan frekuensi tinggi triangle pada input tidak terby-pass
ke ground lewat potensio.
Ampli keluar asap pada bagian belakang resitor dari output ke ground?
Ini umumnya terjadi akibat resonansi yang timbul saat output tidak dikoneksi ke speaker saat ampli
dinyalakan. Karena tidak ada speaker, terjadi kesetimbangan (resonansi) L dan C dari LPF sehingga terjadi
efisiensi sangat tinggi, sehingga energi yang masuk ke LPF seperti tertampung makin naik menyebabkan
output bertegangan sangat tinggi sehingga membakar tahanan tadi.
Cara mengatasinya adalah dengan memasang anti resonan resistor dengan watt cukup besar, 1K5 5W dan
memasang dioda ultrafast, seperti pada gambar dibawah. Saat terjadi resonansi bila tegangan output melebih
tegangan supply karena arusnya cukup kecil, oleh dioda ultrafast tersebut muatan LPF akan ditumpahkan ke
elco supply sehingga tegangan maksimal dibatasi sama dengan tegangan supply. Jadi aman.
Mosfet sering mati saat ON, tanpa penyebab?
Mosfet bati mendadak saat ON, tiba-tiba saja, dan sering terjadi dikarenakan gate driver floating dan
terinduksi sehingga mosfet ON dengan sendirinya dan kontinyu. Sebab kedua, tegangan Vgs melebihi
ketentuan.
Saat mosfet mati mendadak, umumnya GDS junction lumer sehingga ketiganya akan short. Bila ini terjadi
maka bisa jadi totem pole, dan mungkin gate driver IR2110 atau IR2092 ikut terbakar. Jadi harus diganti juga.
Untuk mengatasi gate driver floating, maka perlu ditambahkan tahanan 4K7 dan juga Zener 12V dari Gate ke
source mosfet.
Kecepatan switching PWM rendah?
Kecepatan switching PWM ditentukan oleh besarnya miller cap dari keseluruhan feedback loop dari awal
sampai akhir seperti ditunjukan dibawah ini.
Sehingga setiap komponen mempengaruhi kecepatan. Kecepatan PWM secara signiifikan dipengaruhi oleh
pemilihan mosfet. Pemilihan mosfet dengan Qg rendah seperti IRFP4227 secara signifikan menaikkan
kecepatan PWM. Juga layout yang seringkas mungkin akan mendukung kecepatan PWM yang tinggi.
Jumlah lilitan induktor (atau tinggi rendah induktansi uH) juga mempengaruhi kecepatan. Makin tinggi
induktansi, makin rendah kecepatan PWM. Tetapi makin rendah pula ripple sisa PWM dari output, jadi seperti
timbangan.
Untuk menaikkan kecepatan PWM bisa dengan memilih mosfet dengan Qg rendah dan melakukan
penyetelan ulang jumlah lilitan. Sehingga didapat kecepatan yang ideal dari sebuah ampli class D.
Mosfet apa yang tepat untuk Class D?
Mosfet yang tepat untuk class D disesuaikan dengan peruntukan amplifier. Peruntukan amplifier menentukan
tingkat kecepatan switching PWM. Kecepatan switching PWM menentukan jenis mosfet yang dipakai. Makin
tinggi kecepatan PWM makin rentan terhadap gangguan.
Untuk amplifier yang diaplikasikan untuk Low dan sub sampai mid, tidak butuh kecepatan tinggi. Ampli ini
dapat diset pada kecepatan 200-250kHz. Mosfet dapat menggunakan IRFP260 atau IRFP250. Karena Qg
mosfet besar maka harus digunakan totem pole.
Untuk amlifier full range sebaiknya kecepatan PWM tidak kurang dari sekitar 300kHz. Agar handal pada
kecepatan tersebut harus dipilih mosfet yang ringan dengan Qg rendah seperti IRFB4227 hanya dengan 1 set
tanpa totem pole.
Berapa watt keluaran Amplifier Class D?
Besar keluaran amplifier Class D adalah seperti rumus biasa hanya berbeda pada efisiensi yang bisa sampai
90%.
P = (V2 / R) x 0.9 x 0.707 untuk half bridge
P = (V2 / R) x 0.9 x 1.414 untuk full bridge dan BTL
Tetapi karena arus output harus melewati induktor dan mosfet maka kedua komponen itu menjadi pembatas
dari besar output menurut perhitungan di atas di atas.
Mengapa ampli class D terdengar powerful?
Banyak pendapat di lapangan bahwa Class D terasa powerful meski secara hitungan tidak berbeda dengan
ampli kelas lain. Secara spesifikasi memang benar watt sama. Tetapi perasaan lebih powerful umumnya
mengacu pada kondisi dinamis (awam njedug - lincah). Untuk menghasilkan suara yang dinamis dan powerful
diperlukan damping factor yang sangat tinggi. Sedangkan pengukuran watt secara umum biasanya adalah
average atau peak tanpa memperhitungkan kondisi dinamis.
Damping factor sangat tinggi terjadi saat keseluruhan resistansi loop internal arus besar amplifier meliputi
amplifier baik PSU maupun amplifier. Dalam amplifier damping factor sangat dipengaruhi oleh final amplifikasi
daya. Pada kelas AB atau H, atau linear amplifier, fungsi final stage seperti kran dengan tahanan variable
dinamis mengikuti irama musik. Jadi final stage bekerja keras seperti bendungan air yang menjaga bukaan
pintu air sesuai irama musik secara linear, dengan mengatur Vce. Sedangkan sifat BJT tetap tunduk pada
sifat fisika umum, dimana tentu ada kelambanan, yang umumnya kecepatan kerja dinyatakan dalam nilai slew
rate. Untuk ampli besar sangat susah membuat ampli slew rate tinggi. Apakah slew rate tinggi tidak perlu
pada output low? Sangat perlu, karena saat arus besar otomatis secara natural slew rate akan melambat.
Praktikalnya sangat susah membuat ampli besar dengan slew rate tinggi.
Pada class D amplifier, besar daya diatur dengan waktu buka tutup dan storage energy pada coil induktor. Ini
seperti bendungan dengan pintu buka tutup yang waktu buka tutupnya menyesuaikan sinyal input. Di depan
bendungan ini ada dam kecil, berupa induktor dengan pintu yang selalu membuka pas dengan permintaan
debit, yaitu load speaker. Sehingga berapapun permintaan debit tidak masalah karena mosfet melakukan
buka tutup dengan sangat cepat. Tidak ada hambatan atau kecil
yaitu Rds ON mosfet dan DC resistance dari induktor. Sangat kecil secara total. Sehingga damping factor
sangat tinggi dan berkesan sangat dinamis.
Damping factor sangat tinggi bila menggunakan SMPS dan class D. Sehingga perpaduan ini sangat tinggi
damping factor. Dan sangat terasa bertenaga.
Banyak yang mengira suara "njedug" secara awam dikarenakan adanya distorsi sehingga puncak yang
terpotong memberi kesan "njedug". Tidak demikian, karena justru class D sangat mudah mereproduksi suara
low.
Part 3
Class D Amplifier LPF Design
LPF Filter merupakan bagian sangat krusial dari class D Amplifier. Pemilihan komponen dan design harus
dilakukan dengan benar karena LPF filter ini sangat menentukan bagus tidaknya suara yang dihasilkan oleh
amplifier. Bagian yang penting dari design ini adalah pemilihan jenis core induktor, jumlah lilitan, besarnya
secara fisik dan menentukan kapasitor. Banyak amplifier class D bersuara buruk karena gagal dalam
mendesign LPF filter. Pada bagian ini, dijabarkan secara sederhana, lebih ke arah hasil praktek, tidak secara
detail agar lebih mudah bagi pemula. Detail perhitungan bisa didapat dari referensi.
Jumlah lilitan induktor dan besarnya kapasitor tergantung berapa LPF mau dibuat cut off frekuensi. Tetapi
dalam class D, LPF berfungsi berbeda pada crossover pasif. Selain memotong frekuensi PWM, LPF harus
menjamin sinyal output cukup bersih dari sisa PWM. Makin tinggi frekuensi PWM makin mudah membuat
ripple sisa PWM kecil, dan sebaliknya. Untuk melakukan setting LPF sangat dibutuhkan alat seperti LC Meter
untuk membuat berapa induktansi (uH). Bila tidak ada, satu-satunya jalan dengan uji coba. Ampli dinyalakan
dan sisa tegangan residu dicek dengan osiloskop. Meski ada LC Meter pengecekan residu PWM tetap
diperlukan.
Gambar-1 Vout menunjukkan residu 1 Vpp PWM, diukur di output terminal dalam keadaan speaker terpasang
Perhitungan detail untuk menentukan besar uH dari induktor harus mengacu kepada website masing-masing
manufaktur seperti:
http://www.micrometals.com/downloads/MicroRelease_March2010.exe
http://www.micrometalsarnoldpowdercores.com/upload/ArnoldDesigns.exe.zip
http://www.mag-inc.com/design/software
Besar induktansi tergantung kecepatan switching PWM, sebagai berikut:
PWM Besar kapasitor
150 200 kHz 40 60uH
200 250 kHz 30 40 uH
250 325kHz 22 30 uH
325 400kHz 18 22 uH
Sedangkan besar output (Watt) menentukan besar kecil secar fisik ukuran dari induktor yang menentukan
batas nilai saturasi. Makin besar watt berarti makin besar arus output hingga makin tinggi batas nilai saturasi
yang diperlukan. Jadi yang menentukan besar core adalah arus bukan watt. Untuk mengetahui secara pasti
harus menggunakan bantuan software pabrikan core seperti link di atas. Sebagai referensi awal berdasarkan
hasil praktek, berikut adalah perkiraan penggunaan core yang sudah teruji di lapangan:
Core Max. Arus Output Rata-Rata
MS130 5-10A
T130 5-10A
MS157 15 20A
T157 15 20A
Hal ketiga yang tak kalah penting adalah karakteristik yang menetukan sifat-sifat yang perlu diperhatikan
dalam design. Bukan berarti mana baikmana buruk tetapi pemilihan disesuaikan dengan aplikasi. Sifat-sifat ini
menetukan jumlah lilitan, besar fisik, tingkat panas yang diperbolehkan dan losses. Sehingga sebaiknya
selalu mengacu pada datasheet pabrik. Contoh data pabrik Kool Mu.
http://www.mag-inc.com/products/powder-cores
Kool Mu MPP High Flux XFLUX AmoFlux
Perm 14-125 14-550 14-160 26-60 60
Core Loss Low Very Low Moderate High Low
DC Bias Good Better Best Best Better
Saturation
1.0 0.75 1.5 1.6 1.5
Flux Density (Tesla)
Curie
500 460 500 700 400
Temperature (°C)
Operation
-55~200 -55~200 -55~200 -55~200 -55~155
Temp. Range (°C)
60u, u flat to... 900 kHz 2 MHz 1 MHz 500 kHz 2 MHz
Berikut daftar jumlah lilitan untuk core tertentu pada frekuensi PWM antara 250 s.d. 300kHz dan juga
kapasitor dari hasil praktek selama ini:
Core uH Jumlah lilitan
Arnold MS130 35 22 uH 26 - 30 lilit
Arnold MS157 35 22 uH 24 - 28 lilit
Arnold MS130 dobel 35 22 uH 16 - 22 lilit
Micrometal T130 35 22 uH 45 - 55 Lilit
Micrometal T157 35 22 uH 45 - 55 Lilit
Kool Mu T157 35 22 uH 40 - 50 Lilit
Untuk besarnya kapasitor LPF tergantung tinggi rendahnya switching PWM karena fungsi kapasitor untuk
memotong ripple sisa PWM. Makin rendah kecepatan switching makin besar ripple dan sebaliknya. Sebagai
patokan berikut tabel kapasitor LPF:
PWM Besar kapasitor
150 200 kHz 1 uF
200 250 kHz 680 uF
250 325kHz 470 uF
325 400kHz 390 uF
Referensi:
http://www.ti.com/lit/an/sloa119b/sloa119b.pdf
http://www.irf.com/product-info/audio/classdtutorial2.pdf Chapter 4.