SEPIC Converter berbasis MT3608 (Open Source) oleh Stefan Wagner

31 Mar, 2022

Nemu proyek DC-to-DC Converter bagus nih buat diaplikasikan ke audio portable, basisnya pake IC MT3608 yang umum kita jumpai di marketplace jadi gampang kalo kita ingin buat proyeknya.

Konverter DC-DC dibutuhkan di hampir setiap produk komersial, baik itu industri, medis, pertahanan, otomotif, atau aplikasi lainnya. Konverter ini merupakan rangkaian elektronika yang dapat mengubah tegangan DC dari satu level ke level lainnya. Ada dua jenis konverter DC-DC: linier dan konverter switching.

Konverter linier bersifat resistif yang berarti menggunakan penurunan tegangan resistif untuk menghasilkan tegangan keluaran yang diatur. Ini juga berarti bahwa tegangan input harus selalu lebih tinggi dari tegangan input, dan konverter linier hanya dapat menurunkan level tegangan.

Di sisi lain, konverter switching melakukan konversi dengan menyimpan energi secara berkala di elemen penyimpanan energi seperti kapasitor dan induktor. Energi yang tersimpan kemudian diberikan ke beban pada tingkat tegangan yang diinginkan. Ada beberapa manfaat dari konverter switching. Pertama, konverter switching sangat efisien. Mereka memiliki efisiensi di kisaran 80-90%. Selain itu, konverter buck-boost dapat menaikkan dan menurunkan level tegangan untuk mempertahankan tegangan output. Selain itu, manajemen termal disederhanakan karena loss yang lebih rendah.

SEPIC

Jenis konverter SEPIC (Single Ended Primary Inductor Converter) sangat mirip dengan konverter buck-boost tradisional. SEPIC dapat menaikkan dan juga menurunkan tegangan sesuai yang dinginkan. Konverter buck-boost sederhana terdiri dari dua MOSFET yang digunakan sebagai sakelar. Konverter SEPIC, dicirikan menggunakan dua induktor, salah satunya di input untuk kopling, dan satu lagi terhubung ke ground.

Topologi SEPIC terdiri dari kapasitor input, kapasitor output, induktor berpasangan, dioda, dan MOSFET daya. Untuk memahami cara kerja SEPIC, asumsikan sakelar dibuka terlebih dahulu. Dalam keadaan ini, dapat dengan mudah dilihat bahwa kapasitor input Cin diisi pada tegangan input. Tegangan melintasi induktor L1b harus sama dengan Vout dan oleh karena itu, tegangan pada sakelar harus Vout+Vin.

Ketika sakelar ditutup, kapasitor Cp dibebankan ke tegangan input yang kemudian mengisi L1b. Energi juga disimpan dalam induktor L1a dari input selama keadaan ini. Ketika sakelar dibuka lagi, induktor L1a melepaskan ke kapasitor keluaran melalui dioda dan memberi daya pada beban.

Tegangan keluaran konverter dapat dikontrol dengan mengatur siklus kerja MOSFET. SEPIC sebagian besar dikendalikan oleh IC regulator PWM dan mikrokontroler yang menggerakkan gerbang MOSFET sesuai dengan tegangan yang dirasakan. Tetapi untuk perangkat yang ringkas, IC konverter DC-DC banyak digunakan. Mereka terdiri dari MOSFET terintegrasi, referensi tegangan internal untuk umpan balik, yang mana sangat efisien.

PCB SEPIC Berdasarkan MT3608

Stefan Wagner dari Jerman merancang PCB SEPIC berdasarkan IC konverter DC-DC MT3608. MT3608 adalah IC konverter boost yang sangat ringkas yang memberikan efisiensi hingga 97% dan juga memungkinkan rentang tegangan input yang lebar. Selain itu, MT3608 mencakup penguncian tegangan rendah, pembatasan arus, dan perlindungan kelebihan beban termal untuk mencegah kerusakan jika terjadi kelebihan beban keluaran. Skema desain SEPIC bisa dilihat pada gambar berikut: