Merancang Lampu LED - Menentukan_C1

Attention: open in a new window. Print

Article Index
Merancang Lampu LED
Menentukan C1
Menentukan C2
Hambatan Buang Muatan Rp
Hambatan Pembatas Arus Rs
Mengukur Hambatan Dinamik LED
All Pages

Menentukan C1

Untuk menyederhanakan masalah hambatan dinamik LED //impedansi kapasitor C2 diabaikan karena nilainya kecil dibandingkan dengan impedansi C1. Jadi LED // C2 merupakan hubung singkat bagi C1. Dengan demikian yang menentukan besarnya arus adalah C1.

Perhatikan kapasitor C1 mengisi muatan "charge" pada selang tegangan sumber minimum sampai maksimum. Arus kapasitor C1 berbalik arah (buang muatan "discharge") pada selang tegangan maksimum sampai minimum. Sekalipun arus pada kapasitor C1 bolak-balik, tetapi arus pada LED akan searah karena, disearahkan oleh jembatan dioda D1 - D4.

Menarik untuk diperhatikan arus pada kapasitor tidak selamanya mengalir tetapi ada selang dimana arus berhenti mengalir. Ketika tegangan sumber maksimum tegangan kapasitor C1 adalah : +Vm - vf. Setelah itu arus kapasitor terhenti sejenak sampai tegangan sumber lebih rendah sebesar Vf dibanding tegangan kapasitor, karena untuk mengalirkan arus perlu melawan tegangan maju Vf LED. Jadi ambang menghantar adalah :

ambang menghantar = tegangan kapasitor - Tegangan maju LED = (+Vm - Vf) - Vf = +Vm - 2.Vf.

Jadi arus mulai mengalir kembali setelah tegangan maksimum turun sebesar 2.Vf.

Osilogram arus C1

Arus rata-rata dapat kita hitung pada selang tegangan sumber minimum sampai tegangan sumber maksimum. Karena adanya tegangan maju Vf, maka pada LED saat tegangan sumber minimum tegangan C1 akan sebesar -Vm + Vf. Sedangkan pada saat tegangan sumber maksimum tegangan kapasitor +Vm - Vf. Selang waktu antara tegangan sumber minimum sampai tegangan sumber maksimum adalah 1/2 periode, atau 1/2.T. Arus rata-rata akan sebesar :

Dimana:
Q = Muatan Listrik (Coloumb); V = Tegangan Kapasitor (Volt)
Vm = Tegangan Puncak sumber (Volt); Vf = Tegangan maju total LED (Volt)
t = waktu (detik); T = Periode getaran listrik sumber (detik)
C = Kapasitas (Farad)

Kita ketahui terdapat hubungan antara tegangan puncak Vm dan tegagan efektif Vs dan antara periode T dan frekwensi sebagai berikut:

Vm = √2.Vs
T = 1/f

dimana :
Vs = tegangan efektif sumber (Volt)
f = frekwensi sumber

sekarang rumus diatas dapat ditulis :

i = 4.f.C.(√2.- Vf)

C = i/{4.f.(√2.Vs - Vf)}

Contoh:
Carilah C1 yang diperlukan untuk 8 LED "ultra bright" 3.1 volt dan tegangan efektif sumber 220 volt, frekwensi 50 Hz. Arus pada LED 10 mA

jawab:
Tegangan maju Vf akibat 8 LED a 3.1 Volt dan 2 dioda a 0.7 Volt adalah :

Vf = 8x3.1 + 2x0.7 = 26.2 Volt
sekarang C1 dapat dihitung :
C = 0.010/{4x50(1.41x220 - 26.2)}
C = 0.010/{200x284}
C = 176x10-9 = 176 nF
gunakan C1 = 180 nF.