perancangan catu daya pemanas induksi menggunakan inverter dengan topologi half bridge. effisiensi inverter hingga 88 %

1. Makalah Seminar Tugas Akhir
PERANCANGAN HALF BRIDGE INVERTER UNTUK CATU DAYA
PEMANAS INDUKSI PADA ALAT EXTRUDER PLASTIK
Rezon Arif Budiman 1, Agung Warsito 2, Karnoto 2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang 50275
email : rezon_arif@yahoo.com, karnoto69@gmail.com
ABSTRACT – In the plastics processing often occur either induksi yang menghasilkan waktu pemanasan yang relatif
through technical fault, chemical or human error that cepat dibandingkan dengan proses pemanasan secara
caused the failure of production that produce a lot of konvensional.
plastic waste and recycling processes needs to be done Proses pemanasan secara induksi membutuhkan
using an instrument called the extruder so it waste can be frekuensi tinggi sehingga dibutuhkan catu daya yang
use again. This recycling process initially utilizing heat digunakan untuk mensuplai pemanas induksi tersebut.
from conventional heating processes using a band heater Dalam penelitian kali ini penulis akan merancang Inverter
but it takes a long start-up and requires considerable frekuensi tinggi dengan topologi resonan paralel setengah
electric power. jembatan (half-bridge paralel resonant inverter) yang dapat
In order to solve this problem, it can be used menghasilkan listrik bolak balik frekuensi tinggi yang
induction heating method. In this Final Project, it designed digunakan untuk mensuplai kumparan pemanas pada badan
a high frequency parallel resonant inverter power supply extruder.
with half bridge topology using MOSFET as switching
devices. Switch is controlled by the control circuit IC 4047. 1.2 Tujuan Penelitian
Power supply consists of half-bridge inverter, the control Tujuan dari penelitian Tugas Akhir antara lain:
circuit, a full wave rectifier. Inverter will supply the 1. Membuat perancangan Inverter Resonan Paralel
heating coils which located in the extruder body. Setengah Jembatan (Half-bridge Paralel Resonant
The heater that has been designed can raise the Inverter) dengan sumber tegangan 220V 50 Hz yang
temperature of the extruder up to 224.50C in 9 minutes 30 diaplikasikan untuk memanaskan extruder plastik
seconds with 400 Watt power input when the inverter is hingga suhu 225oC.
operated at frequency of 52 kHz. The increase in average 2. Mengetahui karakteristik perubahan daya terhadap
temperature is 0.3930C per second. Average inverter perubahan frekuensi pemicuan inverter .
efficiency is 86.52%. 3. Mengetahui pengaruh kecepatan pertambahan suhu
terhadap perubahan beberapa frekuensi resonan .
4. Mengetahui perbandingan daya masukan dan daya
Keywords: induction heating, extruder, half bridge keluaran dari inverter.
inverter
1.3 Batasan Masalah
I. PENDAHULUAN Pembahasan dibatasi pada:
1. Sumber daya listrik yang digunakan adalah tegangan
1.1 Latar Belakang AC 1 Fasa 220V/50Hz.
Dalam proses pembuatan barang-barang plastik 2. Inverter yang digunakan yaitu Inverter Resonan
sering kali terjadi kesalahan baik secara teknis, kimia Paralel topologi Halfbridge dengan komponen
maupun human error yang menyebabkan kegagalan pensaklaran menggunakan MOSFET.
produksi. Kegagalan produksi ini akan menghasilkan waste 3. Rangkaian kontrol pemicuan menggunakan IC 4047.
/limbah plastik yang banyak dan perlu dilakukan proses daur 4. Daya keluaran pada pemanas induksi dapat diatur
ulang agar dapat dimanfaatkan kembali. Proses daur ulang melalui pengaturan frekuensi pemicuan dari inverter.
ini disebut dengan Reclaim menggunakan sebuah alat yang 5. Sistem yang digunakan pada perancangan inverter
disebut dengan extruder. Extruder digunakan pada industri resonan ini adalah open loop.
plastik untuk mengolah serpihan plastik menjadi bentuk 6. Tidak membahas adanya harmonisa tegangan dan arus
pelet plastik yang nantinya akan digunakan kembali sebagai pada sisi sumber listrik.
bahan baku pembuatan barang-barang plastik Proses daur 7. Tidak membahas pengaruh daya terhadap beban kerja
ulang ini mulanya memanfaatkan suhu panas yang yang digunakan. Beban kerja yang digunakan tetap
didapatkan dari proses pemanasan konvensional yaitu yaitu pipa besi untuk ekstruder.
menggunakan band heater / pita pemanas. Proses pemanasan 8. Seluruh komponen dan rangkaian yang digunakan
konvensional ini membutuhkan waktu start-up yang lama hanya dibahas pada fungsi kerjanya masing – masing.
dan membutuhkan daya yang cukup besar. Untuk mengatasi 9. Proses ekstrusi plastik menjadi pellet pada alat
masalah tersebut digunakanlah metode pemanasan secara extruder tidak dibahas secara mendetail.
[1]
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Undip [2]Dosen Jurusan Teknik Elektro Undip

2. II. DASAR TEORI menginduksi kembali konduktor sehingga timbul arus eddy
seperti terlihat pada gambar 2.2b. Arus eddy ini melawan
2.1 Prinsip Pemanasan Induksi arah arus utama pada bagian pusat konduktor dan searah
Pemanasan induksi adalah sebuah proses pemanasan pada permukaan konduktor. Ini menyebabkan distribusi arus
tanpa adanya kontak fisik antara pemanas dan benda yang utama tidak merata, yaitu arus berkurang dibagian tengah
dipanaskan. Hal ini berbeda dengan metode pemanasan lain dan paling besar pada bagian permukaan. Hal ini disebut
dimana panas dihasilkan melalui pembakaran kemudian efek kulit.
diterapkan ke benda kerja yang dipanaskan. Pemanasan
secara induksi berdasarkan pada prinsip induksi
elektromagnetik menggunakan frekuensi tinggi. Prinsip ini
dijelaskan pertama kali oleh Michael Faraday pada tahun
1831 [11].
2.1.1 Arus Eddy [14] [17][3]
Arus eddy memiliki peranan yang paling dominan Gambar 2.2 Distribusi arus konduktor yang dialiri arus AC
dalam proses pemanasan induksi. Panas yang dihasilkan 2.2 Perancangan Rangkaian Elektronika Daya
pada material sangat bergantung kepada besarnya arus eddy 2.2.1 Rangkaian Kontrol Menggunakan IC 4047
yang diinduksikan oleh lilitan penginduksi. Ketika lilitan Komponen utama pada rangkaian kontrol adalah IC
dialiri oleh arus bolak-balik, maka akan timbul medan 4047. IC 4047 merupakan jenis IC CMOS yang memiliki
magnet di sekitar kawat penghantar. Medan magnet tersebut fungsi menghasilkan gelombang kotak pada mode operasi
besarnya berubah-ubah sesuai dengan arus yang mengalir astable dan monostable multivibrator[19]. Dasar pemilihan
pada lilitan tersebut. Jika terdapat bahan konduktif disekitar menggunakan IC ini adalah rangkaian yang digunakan
medan magnet yang berubah-ubah tersebut, maka pada cukup sederhana dan banyak tersedia di pasaran. Pada tugas
bahan konduktif tersebut akan mengalir arus yang disebut akhir IC digunakan untuk menghasilkan gelombang
arus eddy. pemicuan kotak dan difungsikan pada mode operasi astable
multivibrator dengan duty cycle 50%.
2.1.2 Rugi Histerisis, Fluks Sisa dan Gaya Koersif Periode pemicuan yang dihasilkan merupakan
Rugi-rugi hysterisis memiliki peranan penting dalam fungsi dari komponen R dan C eksternal yang terpasang.
proses pemanasan, namun hal ini hanya berlaku pada benda Berdasarkan datasheet IC 4047, periode pemicuan dapat
yang bersifat ferromagnetik[14]. Jika sebuah kumparan ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
dihubungkan dengan sebuah sumber arus AC, maka akan TA (10,11) = 4,40 R.C
menghasilkan arus I, dengan nilai dari nol sampai maksimal.
Sehingga 1 1
Seiring dengan pertambahan arus I maka nilai H (intensitas f (10 ,11)  
medan magnet) dan B (intensistas fluks) juga meningkat T A 4,40.R.C
(berbanding lurus). Peningkatan nilai H dan B akan terlihat CD4047
TOP VIEW
seperti gambar 2.1 C 1 14 VDD
R 2 13 OSC OUT
R-C COMMON 3 12 RETRIGGER
ASTABLE 4 11 Q
ASTABLE 5 10 Q
- TRIGGER 6 9 EXT. RESET
VSS 7 8 + TRIGGER
Gambar 2.3 Skema IC 4047 [19]
2.2.2 Penyearah 1Fasa Gelombang Penuh
Penyearah adalah salah satu konverter yang
berfungsi untuk merubah tegangan bolak – balik (AC)
Gambar 2.1 Induksi sisa dan gaya koersif[14]
menjadi tegangan searah (DC). Salah satu jenis penyearah
yang sering digunakan adalah penyearah satu fasa tak
Ketika arus naik, maka medan magnet B akan naik terkontrol gelombang penuh. Penyearah jenis ini
diikuti kenaikan H sesuai kurva 0a, dan ketika arus turun menggunakan susunan empat buah dioda[8].
menuju nol, maka akan diikuti dengan penurunan B, akan Pada inverter dibutuhkan suplai DC yang rata
tetapi penurunannya mengikuti kurva ab di atas kurva oa. dengan riak (ripple) yang sekecil mungkin. Oleh karena itu
Sama juga berarti jika menurunkan intensitas medan magnet, dipasang kapasitor filter. Filter kapasitor digunakan untuk
maka intensitas fluks akan berusaha untuk mempertahankan menghaluskan keluaran penyearah yang mengandung riak.
Vs
nilainya, hal ini disebut hysteresis. Akibatnya saat H Vm
diturunkan hingga mencapai harga nol, masih ada nilai 0
 2
t
intensitas medan (B) yang tersisa. [14] -V m
VL
Vm
2.1.3 Efek Kulit
t
Jika arus bolak-balik dialirkan melalui sebuah 0
VD
 2
0
 t
konduktor, arus tidak tersebar secara merata. Konduktor 2
tunggal yang dialiri arus AC seperti pada gambar 2.2a, akan -V m
V D2,V D3 V D1,V D4
dikelilingi medan magnet konsentris H(t). Medan ini akan Gambar 2.4 Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan filter
kapasitor[8]

3. Besar tegangan rata rata yang dihasilkan penyearah Vm .I m 1
gelombang penuh setelah dipasang kapasitor menjadi : P0  .
2   0 
2
V DC  Vm 12  Q 2 .
   

 0 
dimana Vm  2 .VLN Pada saat f = f0, maka nilai ω akan sama dengan
VDC  2 .VLN ω0 sehingga persamaan diatas menjadi :
maka V .I
P0  m m cos , dengan cosψ = 1
2
2.2.3 Half Bridge Paralel Resonant Inverter Vm .I m
Salah satu jenis inverter yang digunakan dalam Maka P0  Watt
perancangan inverter adalah topologi inverter setengah
2
jembatan dengan resonan paralel. Rangkaian ini terdiri dari
III. Perancangan Dan Pembuatan Perangkat Keras
dua buah saklar bidireksional S1 dan S2 serta rangkaian
resonan pada beban yang terdiri dari L – C – R. Setiap saklar
Blok diagram keseluruhan dari inverter frekuensi
terdiri dari sebuah transistor (MOSFET) dan sebuah dioda
tinggi dapat dilihat pada gambar berikut ini.
antiparalel. Pada rangkaian ini dioda instrinsik di dalam
MOSFET dapat digunakan sebagai dioda antiparalel. Saklar
ini dapat mengalirkan arus positif maupun negatif pada saat
dipicu. Pada saat transistor (MOSFET) dimatikan maka
hanya akan mengalirkan arus negatif melalui dioda
antiparalel. Transistor dipicu secara bergantian oleh VGS1 dan
VGS2 dengan duty ratio 50 %. Transistor tidak boleh dipicu
secara bersamaan agar tidak terjadi hubung singkat pada
rangkaian karena arus akan langsung mengalir dari positif ke
negatif. Berikut adalah rangkaian inverter setengah jembatan
resonan paralel :
(a) (b)
[3]
Gambar 2.5 Rangkaian ekuivalen resonan paralel Gambar 3.1 Blok Diagram inverter secara keseluruhan
Pada rangkaian RLC paralel (resistor, induktor,
kapasitor) besarnya admitansi total adalah : 3.1 Rangkaian Kontrol Menggunakan IC 4047
Pada penelitian tugas akhir ini, inverter dapat
dioperasikan pada frekuensi 5 kHz – 225 kHz. Berdasarkan
j
ωC
persamaan yang ada pada datasheet IC 4047 seperti yang
tertulis dibawah ini :
t  4,40  RC 1
f 
4,40  RC
[18]
Gambar 2.6 Rangkaian ekuivalen resonan paralel Kapasitor yang digunakan sebesar 1 nF sehingga nilai
Admitansi total resistor yang harrus digunakan adalah
1 1
 
1

1 = 1  j  jC RT 
1
Z total R jL  j R L 4, 40  CT  f osc
C f maksimal 225 kHz , R  1
 1010,10 
1 1  1  T
4,40  10 9  225.103
  j  C  
Z total R  L  f minimal 5 kHz , RT  1
 45454,55
Saat resonansi 4,40  10 9  5.103
1 1 1 Kemudian dengan menyesuaikan komponen yang tersedia
C   0  C  2 
L L LC dipasaran yaitu :
1 1 CT: 1 nF ; RT: 1000  ; VR: 50 K 
f0 
2 LC
Daya keluaran Inverter resonan paralel ditunjukkan
oleh persamaan berikut :
2
I m .R Vm .I m
P0   cos
2 2

4. 3. Menentukan MOSFET yang digunakan
Hal yang perlu diperhatikan antara lain :
 Tegangan kerja MOSFET
Tegangan keluaran penyearah gelombang penuh
sebesar 311 Volt DC. Tegangan inilah yang harus
mampu ditahan oleh MOSFET.
 Arus Maksimal
Inverter dirancang bekerja dengan daya maksimal 400
W. Maka resistansi beban minimal sebesar :
2
8V S 8.30 2
R   1,825
 P0 3,14 2.400
2
Besarnya arus maksimal yang mengalir pada sisi
Gambar 3.2 Rangkaian Kontrol Pemicuan dengan IC 4047 keseluruhan sekunder trafo stepdown sebesar :
Vm 4V S 4VS cos
Im   
Z  .Z R
3.2 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Pada kondisi resonan nilai Z = R maka ψ =1
Rangkaian penyearah gelombang penuh satu fasa tak 4V 4.30
terkontrol ini menggunakan dioda bridge KBPC3506 yang I  S 
m  20,93 Ampere
R  .1,825
membentuk konfigurasi penyerah gelombang penuh. Dioda
Maka arus yang mengalir di MOSFET dan sisi primer
ini mampu bekerja pada tegangan 220 V dan kemampuan
trafo stepdown yaitu :
mengalirkan arus hingga 35 A. Hasil tegangan keluaran
Ns 6
dioda ditapis oleh dua buah kapasitor polar 470 uF agar I I .
primer  20,93.  4,05 Ampere
m
didapatkan tegangan searah dengan riak yang rendah. Np 31
Berdasar pada ketentuan diatas maka MOSFET yang
dipilih untuk digunakan dalam perancangan inverter ini
adalah MOSFET SK2611 Toshiba dengan spesifikasi
sebagai berikut :
 Drain – source breakdown voltage : 900 Volt
 Gate – source breakdown voltage : 30 Volt
Gambar 3.3 Rangkaian penyearah gelombang penuh satu fasa  Gate – threshold voltage : 4 Volt
 Drain current : 9 Ampere
3.3 Rangkaian Inverter Resonan Paralel  Drain source ON resistance RDS (ON) : 1,1 Ω
Arus dalam perhitungan hanya digunakan untuk
perancangan karena arus sebenarnya tergantung pada
beban dan bahan yang akan dipanaskan. Arus maksimal
yang mengalir pada perancangan sebesar 4,05 A.
4. Membuat kumparan kerja (work coil)
Dalam perancangan kumparan kerja atau kumparan
pemanas ini harus diperhatikan kapasitas arus yang akan
digunakan . Karena resistansi benda tidak dapat diketahui,
maka digunakan kawat dengan diameter yang cukup besar
Gambar 3.4 Rangkaian daya inverter resonan paralel agar lebih kuat dilewati arus besar jika tahanan benda
terlalu kecil. Pada tugas akhir ini digunakan kawat
Langkah dalam perancangan inveter yaitu :
1. Menentukan spesifikasi inverter. berbentuk pipa tembaga dengan diameter 6 mm. Jumlah
Inverter yang akan dirancang memiliki spesifikasi sebagai lilitan pada kumparan kerja adalah 7 lilit.
berikut : 5. Mengukur nilai Induktansi Kumparan
Besar nilai kumparan kerja untuk pemanas yang digunakan
 Inverter bekerja pada tegangan 220 V / 50 Hz .
adalah sebesar 2,13 μH.
 Frekuensi resonan 52 kHz, 75 kHz, dan 100 kHz
6. Mengukur nilai kapasitor resonan
 Daya maksimal inverter 400 W. Pada perancangan tugas akhir ini dilakukan untuk tiga
2. Menentukan perbandingan Trafo Stepdown variasi frekuensi resonan. Nilai kapasitor yang digunakan
Trafo stepdown rangkaian daya digunakan untuk adalah 1,19 μF; 2,09 μF; dan 4,29 μF. Sehingga frekuensi
menurunkan tegangan dari nilai 155 Volt menjadi resonan dapat ditentukan sebagai berikut:
tegangan kerja 30 . Trafo yang digunakan harus dapat 1
bekerja pada frekuensi tinggi sehingga digunakan trafo inti f0 
ferit. Perbandingan trafo yang direncanakan adalah 1 : 5 , 2 LC
agar sesuai dengan tegangan kerja yaitu : Untuk nilai C = 1,19 μF, f = 100 kHz, untuk nilai C = 2,09
Np Vp Np 155 Np 155 Np  31 lilitan μF f = 75,4 kHz, untuk nilai C = 4,29 μF f = 52,67 kHz
  
Ns Vs Ns 30 6 30
Dengan perbandingan ini maka diperkirakan kumparan 7. Menentukan tegangan kapasitor resonan
primer akan menahan tegangan 5 Volt per lilitan, sedangkan Besarnya tegangan yang harus ditahan oleh kapasitor
kumparan sekunder akan menahan tegangan 5 Volt per lilit. ditentukan oleh nilai faktor kualitas rangkaian. Pada
kondisi paling buruk misalkan nilai faktor kualitas

5. rangkaian adalah 10, maka tegangan maksimal yang harus 4.2 Pengujian Pengaturan Frekuensi Terhadap
dapat ditahan oleh kapasitor adalah sebagai berikut: Perubahan Daya Inverter
4VS QL 4.30.10 Daya yang digunakan oleh inverter resonan dapat diatur
VCM (max)  VL (max)  QLVm    382,16 V dengan cara merubah frekuensi kerja dari inverter tersebut.
 3,14
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh
Kapasitor yang digunakan adalah 104pF / 630 Volt frekuensi terhadap daya yang dikonsumsi oleh inverter.
sehingga dengan nilai ini diharapkan kapasitor dapat lebih Frekuensi yang digunakan pada pengujian kali ini adalah
handal. 100 kHz, 75 kHz, dan 52 khz disesuaikan dengan kapasitor
resonan yang dipasang tanpa merubah nilai induktansi
IV. PENGUJIAN dan ANALISA kumparan pemanas. Suplai tegangan yang digunakan berasal
dari jala – jala PLN dengan tegangan 220 Vac, frekuensi 50
Setelah dilakukan perancangan dan pembuatan Hz. Berdasar pada ketiga hasil pengujian perubahan
perangkat keras maka selanjutnya dilakukan pengujian dan frekuensi terhadap perubahan daya inverter maka dapat
analisa terhadap masing-masing blok dan sistem secara dibandingkan melalui grafik perbandingan daya dan
keseluruhan. frekuensi untuk tiap frekuensi kerja resonan seperti yang
terlihat pada gambar berikut :
4.1 Pengujian Bentuk Gelombang Keluaran
Bentuk gelombang keluaran hasil pengukuran pada 520
output IC 4047 dan keluaran driver trafo pulsa dapat dilihat 480
pada gambar 4.1 440
400
360
Daya (Watt)
320
280
F = 100 kHz
240 F = 75 kHz
200 F = 52 kHz
160
120
80
Gambar 4.1 Bentuk gelombang hasil pengujian keluaran IC 4047 dan
40
driver trafo pulsa 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Pengukuran diatas diambil pada skala 10 μs/div dan 5 Frekuensi (kHz)
V/ div. Sehingga dapat dihitung besarnya frekuensi dan Gambar 4.4 Grafik perubahan frekuensi terhadap daya
tegangan sebagai berikut :
1
T = 1,6 x 10 μs/div = 16 μs, f  = 62,5 kHz 4.3 Pengujian Kenaikan Suhu Panas
16s
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat
dengan amplitudo peak to peak = 3,2 x 5 V/div = 16 Volt. kecepatan kenaikan suhu benda kerja pada beberapa variasi
MOSFET SK2611 memiliki tegangan pemicuan VGS frekuensi resonan. Pengukuran ini dilakukan menggunakan
maksimal ± 30 Volt sehingga tegangan keluaran driver dan Termometer Digital Krisbow dengan suhu ruangan awal 290
trafo pulsa ini sudah cukup aman dan sesuai untuk memicu C. Frekuensi yang digunakan dalam pengujian ini yaitu 100
MOSFET pada rangkaian daya. kHz, 75 kHz, dan 52,63 kHz. Tegangan sumber yang
digunakan untuk suplai daya yaitu dari jala –jala PLN
Bentuk gelombang sisi primer dan sekunder trafo dengan tegangan 220 V frekuensi 50 Hz.
stepdown pada rangkaian inverter dapat dilihat pada gambar
4.2 240
220
200
180
160
S u h u (C )
140
120
100
80
Gambar 4.2 Gelombang tegangan sisi primer dan sekunder trafo stepdown 60 f = 100 kHz
40 f = 75 kHz
20 f = 52 kHz
0
0
88
1 76
2 64
3 52
4 40
5 28
6 16
7 04
7 92
8 80
9 68
10 56
11 44
12 32
13 20
14 08
14 96
15 84
16 72
17 60
18 48
19 36
20 24
21 12
Waktu (detik)
Gambar 4.5 Grafik pertambahan suhu pada berbagai kondisi f resonan
Gambar 4.3 Gelombang tegangan induktor dan kapasitor resonan

6. 4.4 Pengujian Perbandingan Daya Masukan dan Tabel 4.1 Efisiensi inverter resonan
Keluaran Inverter Frek. Resonan P in (Watt) P out (Watt) Efisiensi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan 52 kHz 452 400 88,495%
daya atau efisiensi inverter. Daya masukan (P.in) diukur
75 kHz 251 222 88,44%
menggunakan Power Quality Analyzer HIOKI. Untuk daya
keluaran (P.out) dihitung berdasarkan nilai parameter 100 kHz 151 124,8 82,65%
tegangan dan arus pada sekunder trafo stepdown yang diukur Dari tabel 4.1 diatas didapatkan efisiensi rata rata
menggunakan osiloskop. invertersebesar 86,52 %
Berikut adalah hasil pengukuran daya masukan inverter 4.5 Pengujian Extruder
pada frekuensi kerja 52 kHz dengan menggunakan power Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil
quality analyzer. pemanasan pada Extruder yang digunakan untuk melelehkan
plastik. Extruder digerakkan oleh motor DC yang dikopel
langsung ke poros extruder. Hasil dari pengujian ini adalah
pertambahan suhu pada extruder sehingga dapat melelehkan
plastik. Frekuensi inverter yang mencatu kumparan adalah
sebesar 52 kHz karena pada frekuensi ini didapatkan daya
terbesar dan proses pemanasan yang cepat.
(a) (b)
Gambar 4.6 Daya masukan inverter pada frekuensi 52 kHz
Hasil pengukuran daya pada sisi keluaran yang diambil
menggunakan osiloskop dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 4.8 proses pelelehan plastik
a. Tegangan keluaran b. Arus keluaran
Gambar 4.7 Daya keluaran inverter pada frekuensi 52 kHz
Dari gambar 4.6 diatas dapat dilihat bahwa tegangan
keluaran berupa sinusoidal dengan skala pengukuran 1 v/div
dan faktor pengali 10 x maka besarnya tegangan maksimum
yang terukur adalah
V pp 4, 4.1.10 Gambar 4.9 Hasil pelelehan plastik
Vm  Vm   22 Volt
2 2 V. PENUTUP
Untuk arus, pengukuran dilakukan dengan memasang 5.1 Kesimpulan
resistor secara seri dengan rangkaian yaitu menggunakan Berdasarkan pada perancangan,pengujian dan analisa
resistor sebesar 0.055 Ω. Dengan skala pengukuran 2 v/div yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan
dan faktor pengali 1 maka nilai terukur sebenarnya adalah : sebagai berikut :
V 2  2  1 ; I  36,3636 A 1. Catu daya inverter halfbridge resonan paralel frekuensi
I m  PP ; I m  m
2.R 2.0,055 tinggi yang telah dirancang dan dibuat dapat bekerja pada
Dari hasil pengukuran diatas maka dapat dihitung daya tegangan 220 Volt AC/ 50 Hz dengan frekuensi inverter 5
keluaran inverter dengan persamaan : kHz sampai 225 kHz.
V I V .I 2. Penggunaan daya inverter dapat diatur dengan mengatur
Pout  m m cos Pout  m m cos , nilai cos ψ = 1 besarnnya frekuensi pemicuan inverter. Dari pengujian
2 2 2 didapat daya terbesar yaitu pada saat inverter bekerja
Maka Pout  V m .I m 22  36,36 P  399,96 Watt dengan frekuensi 52,67 kHz dengan daya input 452 W
Pout  out
dan daya output 400 W.
2 2
≈ 400 Watt 3. Frekuensi yang diterapkan pada saat proses pemanasan
Dengan daya masukan sebesar 452 Watt dan daya extruder sebesar 52 kHz karena pada frekuensi ini didapat
keluaran sebesar 400 Watt maka dapat dihitung daya terbesar dan kenaikan suhu pada badan extruder
perbandingan daya masukan dan keluaran inverter sebagai yang lebih cepat.
berikut : 4. Perbandingan daya input dan daya output inverter terbesar
P out yaitu pada frekuensi 52 kHz sebesar 88,495 %
400
  100% ;    100% ;   88,495% 5.2 Saran
Pin 452 1. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan membuat
Sehingga pada frekuensi 52 kHz didapat efisiensi sistem kontrol close loop pada rangkian pemicuannya.
inverter sebesar 88,495 % 2. Jika menginginkan daya yang lebih besar maka dapat
digunakan metode full bridge series resonant inverter .

7. 3. Efisiensi yang lebih tinggi dan pengaturan daya secara [19.] --------,CD4047BC Low Power Monostable/Astable
otomatis dan adaptif pada inverter dapat dibuat dengan Multivibrator, Fairchild Semiconductor, 1999
sistem phase shifting PWM pada kontrolnya [20.] --------, Induction Heating, (Online ),
menggunakan IC UCC 3895. (http://www.richieburnett.co.uk diakses 20 Maret
2011 jam 7:25:37 AM)
DAFTAR PUSTAKA [21.] --------, Inverter (electrical),
[1.] Balogh Laszlo, Design And Application Guide For (http://www.wikipedia.org Wikipedia, the free
High Speed MOSFET Gate Drive Circuits. encyclopedia: diakses 20 Maret 2011 jam 13:51 )
[2.] Callebaut Jean, Power Quality and Utilisation Guide, [22.] --------, Series Resonant Induction Heater – (Online)
www.leonardo-energy.org, 2007 (http://www.blogspot.com/uzzors2k diakses 29 April
[3.] Dwi Baskara. Rieza, Perancangan Inverter Resonan 2011 jam 10:20:13 )
Paralel Frekuensi Tinggi Menggunakan IGBT
Sebagai Pemanas Induksi, Universitas Diponegoro, BIODATA
2012.
[4.] Jung-gi Lee, Sun-kyoung Lim, Kwang-hee Nam, Rezon Arif B. (L2F008082)
Dong-ik Choi, Design Method of an Optimal
Induction Heater Capasitance for Maximum Power Penulis lahir di Semarang, 3 Mei
Dissipation and Minimum Power Loss Caused by 1990. Menempuh jalur pendidikan
ESR. dasar di TK Nurul Islam Semarang,
[5.] Kang C.H., Sakamoto H., Harada K, A Half-Bridge SD Negeri Purwoyoso 03 Semarang,
Converter using Series-Resonant Technology and SMP N 1 Semarang, dan SMA
Saturable Inductor Commutation, Energy Electronic Negeri 3 Semarang dan saat ini
Laboratory Sojo University, Japan, 2001. sedang menjalani pendidikan S1 di
[6.] Kazimierczuk Marian K, Czarkowski Darius, Teknik Elektro Universitas
Resonant Power Converter, John Wiley and Sons, Diponegoro Semarang Konsentrasi
Inc. Teknik Energi Listrik.
[7.] Kurniawan, Singgih, Sistem Induction Heater Mesin
Extruder Untuk Pengolahan Waste Pada Proses Mengetahui,
Reclaim, Laporan Kerja Praktek, Universitas
Diponegoro 2011. Pembimbing I Pembimbing II
[8.] M. Rashid, Power Electronics Circuit, Device, and
Aplication 2nd, Prentice-Hall International Inc, 1988.
[9.] Nugraha. Alberth Z, Agung Warsito, Abdul Syakur,
Perancangan Modul Inverter Frekuensi Tinggi
Sebagai Pemanas Induksi Untuk Aplikasi Pengering
Pakaian, Universitas Diponegoro, 2010. Ir.Agung Warsito, DHET Karnoto, ST, MT.
[10.] Pratama. Pandu Sandi, Agung Warsito, Karnoto, NIP. 195806171987031002 NIP. 196907091997021001
Perancangan Inverter Resonan Seri Frekuensi Tinggi
Sebagai Suplai Pemanas Induksi Pada Alat Pemanas
Bearing, Universitas Diponegoro, 2010.
[11.] Rudnev Valery, Loveless Don, Cook Raymond,
Handbook of Induction Heating, Marcel Decker, Inc,
New York, 2003.
[12.] Satriansyah , Adam, Rangkaian AC Paralel R-L-C,
(Online),
(http://ntrux.wordpress.com/2011/07/07/rangkaian-ac-
paralel-r-l-c/, diakses 2 Juni 2012 jam 14:12 )
[13.] Sippola Mika, Developments for the High Frequency
Power Transformer Design and Implementation .
[14.] Wildi Toldore. Electrical Machine, Driver, and
Power Systems, Prentice-Hall International Inc, 1981.
[15.] Wong Fu Keung, High Frequency Transformer for
Switching Mode Power Supply, School of
Microelectronic Engineering, Faculty of Engineering
and Information Technology, Griffith University,
Brisbane, Australia. 2004.
[16.] Zinn Stanley, Semiatin SL, Coil design and
fabrication: basic design and modifications, Heat
Treating, 1988.
[17.] ------, AN9012 : Induction Heating System Topology
Review, Fairchild semiconductor, 2000.
[18.] -------, Buku Teknik Elektronika , PPPPTK/VEDC
Malang