Apa Jenis SMPS Terbaik Untuk Driver Power Amplifier Berdaya Besar? SMPS (Switched-Mode Power Supply) atau Power Supply dengan Mode Pensaklaran, adalah jenis power supply yang sangat umum digunakan pada berbagai perangkat elektronik, termasuk komputer dan perangkat elektronik lainnya. SMPS menggunakan teknologi pengaturan tegangan yang lebih efisien daripada power supply konvensional.
Perancang SMPS pertama kali adalah seorang insinyur elektronik Inggris bernama Oliver B. Black. Pada tahun 1959, Black memperkenalkan desain SMPS pertamanya dengan menggunakan rangkaian switching (saklar) yang dioperasikan dengan frekuensi tinggi. Rangkaian ini kemudian menjadi cikal bakal pengembangan SMPS modern yang lebih efisien dan ringkas.
Pada awalnya, SMPS hanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya kecil seperti sistem komunikasi radio dan peralatan elektronik laboratorium. Namun, seiring dengan kemajuan teknologi elektronik, SMPS telah menjadi bagian integral dari banyak sistem daya dan peralatan elektronik modern, termasuk komputer, televisi, perangkat mobile, dan peralatan rumah tangga.
Tabel konten
Jenis SMPS Yang Paling Cocok Untuk Power amplifier Berdaya Besar
Dibandingkan dengan power supply pakai trafo biasa, SMPS menggunakan rangkaian elektronik yang kompleks, termasuk rangkaian kontrol PWM (Pulse Width Modulation), pengaturan tegangan, dan pengaturan arus. Namun rangkaian dapat memproduksi tegangan dan arus yang stabil dan teratur dengan tingkat efisiensi yang tinggi. Tapi sebelum kita membahas pada inti artikelnya, ada baiknya kita mengenal dulu seperti apa SMPS jika dibandingkan dengan Trafo konvensional pada umumnya.
Kekurangan SMPS jika dibanding dengan trafo konvensional?
Meskipun SMPS memiliki keunggulan dalam efisiensi, ukuran yang lebih kecil, dan berat yang lebih ringan dibandingkan dengan trafo konvensional, namun ada beberapa kelemahan yang perlu dipertimbangkan, antara lain:
Noise atau derau: SMPS dapat menimbulkan noise atau derau pada output karena switching yang dilakukan pada frekuensi tinggi. Derau ini dapat mempengaruhi kualitas suara dan performa dari perangkat elektronik yang terhubung ke SMPS.
Ripple atau gelombang kecil pada output: SMPS dapat menghasilkan ripple atau gelombang kecil pada output tegangan yang dapat mempengaruhi performa dari perangkat elektronik yang terhubung. Gelombang ini dapat diatasi dengan menggunakan rangkaian saringan tambahan.
Kompleksitas desain: SMPS memerlukan desain yang lebih kompleks dibandingkan dengan trafo konvensional, sehingga membutuhkan pengetahuan yang lebih luas dalam bidang elektronik untuk merancang dan merakit SMPS.
Harga yang lebih mahal: Biaya untuk membangun SMPS biasanya lebih mahal dibandingkan dengan trafo konvensional, terutama untuk SMPS dengan daya yang besar dan fitur-fitur yang kompleks.
Resiko kegagalan pada komponen: SMPS memiliki komponen yang lebih kompleks dibandingkan dengan trafo konvensional, sehingga memiliki resiko kegagalan yang lebih tinggi pada beberapa komponen seperti transistor, kapasitor, dan IC. Kegagalan pada komponen ini dapat mengakibatkan kerusakan pada perangkat elektronik yang terhubung ke SMPS.
Susah diperbaiki jika rusak: SMPS lebih kompleks dan sulit dalam perbaikan jika terjadi kerusakan.
Meskipun memiliki beberapa kelemahan, namun SMPS masih menjadi pilihan yang populer untuk menghasilkan sumber daya listrik yang efisien dan berkualitas tinggi, terutama pada aplikasi yang membutuhkan daya yang tinggi dan berat yang ringan. Dan jika SMPS dirancang dengan baik, maka beberapa kelemahan diatas bisa diminmalisir.
SMPS memiliki kelebihan di antaranya adalah lebih ringan, memiliki efisiensi yang lebih tinggi, serta dapat menghasilkan tegangan yang stabil meskipun berada di lingkungan dengan tegangan AC yang tidak stabil.
Tiga jenis SMPS yang umum digunakan khususnya pada perangkat audio:
Flyback SMPS
Flyback SMPS adalah jenis SMPS yang paling umum digunakan pada perangkat audio. SMPS ini menghasilkan output DC melalui transformator, di mana energi disimpan dalam medan magnetik dan kemudian dilepaskan saat transistor yang dikendalikan secara elektronik mati. Keuntungan dari Flyback SMPS adalah biaya produksi yang lebih murah dan ukuran yang relatif kecil.
Forward SMPS
Forward SMPS adalah jenis SMPS yang menggunakan transformator untuk mengirim energi listrik ke beban. SMPS ini menghasilkan output DC melalui transformator dengan cara yang mirip dengan Flyback SMPS, tetapi dengan memanfaatkan penutupan transistor pada saat aliran arus naik, bukan ketika aliran arus turun seperti pada Flyback SMPS. Forward SMPS cenderung lebih mahal daripada Flyback SMPS tetapi memiliki efisiensi yang lebih tinggi.
Resonant SMPS
Resonant SMPS adalah jenis SMPS yang menghasilkan output DC melalui resonansi frekuensi tinggi antara kapasitor dan induktor. Resonant SMPS cenderung lebih mahal daripada Flyback SMPS dan Forward SMPS, tetapi memiliki efisiensi yang lebih tinggi dan menghasilkan sedikit panas. Resonant SMPS juga memiliki keuntungan dalam kinerja EMI dan tingkat nois yang lebih rendah.
Perlu diingat bahwa setiap jenis SMPS memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Pemilihan jenis SMPS yang tepat tergantung pada kebutuhan dan persyaratan kinerja perangkat audio Anda.
SMPS tipe Half Bridge dan Fullbridge?
Half bridge dan full bridge SMPS masuk ke dalam jenis Forward SMPS. Forward SMPS adalah jenis SMPS yang menggunakan transformator untuk mengirim energi listrik ke beban dan memiliki kemampuan menghasilkan output DC yang lebih stabil dan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis SMPS lain seperti Flyback SMPS dan Resonant SMPS. Half bridge dan full bridge SMPS adalah varian dari topologi Forward SMPS, di mana saklar elektronik digunakan untuk memindahkan tegangan input ke sisi output dengan cara yang bergantian dan menghasilkan output DC yang stabil pada output.
Half bridge dan full bridge SMPS adalah dua jenis topologi SMPS yang digunakan untuk menghasilkan tegangan DC yang diatur untuk menghidupkan perangkat elektronik seperti perangkat audio.
Half bridge SMPS menggunakan dua saklar elektronik, biasanya transistor jenis MOSFET, untuk menghasilkan output DC. Saklar elektronik pada half bridge SMPS diatur untuk memindahkan tegangan input ke sisi output dengan cara yang bergantian. Setiap saklar elektronik bekerja secara bergantian untuk menghasilkan arus pulsa yang diubah menjadi tegangan DC pada output. Half bridge SMPS lebih mudah dirancang daripada full bridge SMPS dan cocok untuk daya output yang lebih rendah.
Full bridge SMPS menggunakan empat saklar elektronik untuk menghasilkan output DC. Saklar elektronik pada full bridge SMPS diatur untuk memindahkan tegangan input ke sisi output dengan cara yang bergantian. Saat dua saklar di atas bekerja, dua saklar di bawah diam. Kemudian, dua saklar di bawah mulai bekerja sementara dua saklar di atas diam. Full bridge SMPS lebih efisien daripada half bridge SMPS dan cocok untuk daya output yang lebih besar.
Jadi, half bridge dan full bridge SMPS adalah jenis SMPS yang digunakan untuk menghasilkan tegangan DC yang diatur dan digunakan dalam perangkat elektronik seperti perangkat audio.
Jenis SMPS apa yang bagus buat power amplifier berdaya tinggi?
SMPS yang bagus untuk power amplifier berdaya tinggi adalah jenis SMPS Full Bridge atau SMPS Push-Pull. Kedua jenis SMPS ini mampu menghasilkan daya output yang lebih besar dan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan SMPS Half Bridge.
SMPS Full Bridge dan Push-Pull memiliki konfigurasi yang mirip, yaitu menggunakan transformator dan empat transistor. Namun, SMPS Full Bridge menggunakan empat transistor N-Channel, sementara SMPS Push-Pull menggunakan dua transistor N-Channel dan dua transistor P-Channel.
Keuntungan dari SMPS Full Bridge dan Push-Pull adalah dapat menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi dan mampu memberikan daya output yang lebih besar. Selain itu, kedua jenis SMPS ini juga memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan SMPS Half Bridge.
Namun, perlu diingat bahwa desain dan penggunaan SMPS harus disesuaikan dengan kebutuhan power amplifier yang akan digunakan, agar dapat menghasilkan performa yang optimal dan aman.
Smps half bridge dan fullbridge ketika digunakan untuk amplifier berdaya besar , mana yang lebih bagus?
- Kedua jenis SMPS, baik half-bridge maupun full-bridge, dapat digunakan untuk amplifier berdaya besar dengan tegangan dan arus yang tinggi.
- SMPS full-bridge dapat memberikan efisiensi yang lebih tinggi dan lebih tahan lama karena dapat menghasilkan tegangan yang lebih tinggi pada outputnya. SMPS full-bridge juga lebih sesuai digunakan pada sistem yang memerlukan tegangan yang lebih tinggi.
- Di sisi lain, SMPS half-bridge lebih mudah dan lebih murah dalam perancangan dan produksinya. SMPS half-bridge juga lebih sering digunakan pada aplikasi audio amplifier karena dapat memberikan kinerja yang baik pada frekuensi tinggi.
Namun, pada akhirnya pilihan antara SMPS half-bridge dan full-bridge akan tergantung pada kebutuhan spesifik sistem dan aplikasi yang digunakan, serta faktor-faktor seperti biaya, efisiensi, kinerja, dan kompleksitas desain.
Smps lebih cocok untuk jenis amplifier class D apa class AB?
SMPS (Switched-Mode Power Supply) dapat digunakan untuk jenis amplifier baik Class D maupun Class AB. Namun, pada umumnya SMPS lebih sering digunakan pada amplifier Class D karena karakteristiknya yang cocok untuk jenis amplifier tersebut.
Amplifier Class D bekerja dengan cara mengubah sinyal audio menjadi bentuk pulsa digital, kemudian memperkuat dan meregenerasi sinyal tersebut kembali menjadi sinyal audio. Dalam hal ini, SMPS dapat menghasilkan daya output yang cukup besar dan efisiensi yang tinggi, sehingga cocok digunakan untuk amplifier Class D yang memerlukan daya tinggi dengan efisiensi yang baik.
Namun, SMPS juga dapat digunakan untuk amplifier Class AB dengan beberapa pertimbangan. Amplifier Class AB membutuhkan power supply yang lebih stabil dan memiliki toleransi noise yang lebih rendah dibandingkan dengan amplifier Class D. Oleh karena itu, pada aplikasi SMPS untuk amplifier Class AB, perlu memperhatikan kualitas tegangan keluaran yang dihasilkan oleh SMPS, dengan menyediakan rangkaian filter tambahan.
Secara umum SMPS dapat digunakan untuk menggerakkan amplifier Class AB maupun Class D. Namun, untuk amplifier Class AB, SMPS yang lebih efisien dan stabil dibutuhkan untuk menghasilkan daya yang cukup, sementara untuk amplifier Class D, SMPS yang memiliki kemampuan switching yang tinggi dan responsif dibutuhkan untuk menghasilkan kualitas audio yang lebih baik dan efisiensi daya yang lebih tinggi.
Kesimpulan
Dalam kesimpulannya, SMPS khususnya tipe Full-Bridge dan Half Bridge lebih cocok digunakan untuk mendorong power amplifier daya besar, karena mampu menghasilkan ouput arus yang besar. Namun Power supply SMPS membutuhkan keahlian tinggi dalam merancangnya karena jauh lebih kompleks daripada power supply dengan trafo biasa, sebab SMPS yang didesain kurang tepat bisa menjadi lebih cepat panas, lebih cepat rusak serta bisa menyebabkan noise yang inggi serta dapat mengintervensi modul-modul elektronika.
SMPS dapat digunakan untuk jenis amplifier baik Class D ataupun Class AB, atau apapun asalkan harus diperhatikan bahwa pada penggunaannya harus disesuaikan dengan karakteristik amplifier yang akan digunakan agar menghasilkan performa yang baik dan aman.
