Apa itu Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo CT?
Dalam dunia elektronika, kita sering mendengar istilah penyearah — yaitu rangkaian yang mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC).
Salah satu jenis populer adalah penyearah gelombang penuh (full wave rectifier) yang memakai trafo dengan titik tengah atau “center tap” (CT).
Trafo CT ini memiliki dua belitan sekunder yang identik dan ujung tengah yang menjadi titik referensi (CT).
Kenapa sistem CT?
Karena dengan menggunakan dua dioda dan titik tengah trafo, rangkaian bisa memanfaatkan kedua siklus (positif dan negatif) dari tegangan AC untuk menghasilkan arus DC yang lebih “bersih”.
Cara kerja rangkaian penyearah gelombang penuh (Trafo CT)
Di halaman lain blog ini telah dijelaskan tentang penyearahan setengah gelombang.
Bisa dikatakan artikel ini adalah lanjutan dari artikel tersebut.
Gambar di bawah ini (gambar. 1) menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh.
Trafo yang digunakan mempunyai cabang tengah (CT = Center tap) pada titik C sehingga jumlah belitan A-C sama dengan jumlah belitan C-B.
Ujung A dihubungkan pada dioda D1 dan ujung B dihubungkan pada dioda D2.
Ujung lain dari kedua dioda dihubungkan pada titik yang sama dari ujung tahanan beban RL (X).
Ujung yang lain dari RL (Y) dihubungkan dengan center tap C yang dibumikan.
Dengan adanya center tap C dapat diperoleh dua tegangan skunder yang sama besar dan berlawanan fasa.
 |
| Gambar 1 |
Misalkan pada saat tegangan antara A dan B adalah 100V dengan ujung A memiliki polaritas positif dan ujung B adalah negatif, maka besarnya tagangan Aterhadap C (tegangan C adalah 0 karena dibumikan) adalah +50V dan besarnya tegangan B terhadap C adalah -50V.
Tegangan yang sama besar dan berlawanan fasa ini akan terjadi juga pada harga-harga saat tegangan yang lain.
Bekerjanya penyearah gelombang penuh ini dapat dijelaskan dengan bantuan gambar 2.
Grafik a1 dan a2 masing-masing menunjukkan bahwa tegangan yang masuk pada dioda D1 dan dioda D2 selalu berlawanan fasa dan sama besar.
Pada saat t1-t2 ujung A positif dan ujung B negatif, sehingga pada saat ini dioda D1 akan menghantar (t1-t1) grafik b1.
Dioda D2 tidak menghantar (t1-t2) grafik b2.
 |
| Gambar 2 |
Rangkaian arus dioda D1 pada gambar 1 ditunjukkan dengan panah tebal.
Pada saat t2-t3 ujung A negatif dan ujung B positif, pada saat ini dioda D2 akan menghantar (t2-t3) grafik b2 dioda D1 tidak menghantar (t2-t3) grafik b1.
Rangkaian arus dioda D2 pada gambar 1 ditunjukkan dengan panah tipis, ternyata panah tipis tersebut pada saat melewati RL searah dengan panah tebal.
Jika dioda D1 dan D2 bekerja secara bergantian masing-masing untuk setengah perioda, sehingga sepanjang waktu tahanan RL selalu dilewati arus (grafik c) berbentuk pulsa-pulsa positif.
Nampak bahwa arus yang mengalir melalui RL sudah searah walaupun belum rata.
Karena satu gelombang penuh tegangan bolak-balik telah dimanfaatkan, maka rangkaian ini dinamakan penyearah gelombang penuh.
Kelebihan penyearah gelombang penuh daripada penyearah setengah gelombang adalah dapat menghasilkan tegangan rata-rata dua kali lebih besar.
Kelebihan & Kekurangan Sistem Trafo CT
Kelebihan
- Hemat dioda: Cukup 2 buah dioda (D1 dan D2) untuk full wave, berbeda dengan sistem jembatan yang butuh 4 dioda.
- Tegangan DC rata-rata lebih tinggi dibanding penyearah setengah gelombang.
- Lebih efisien dalam memanfaatkan siklus AC.
Kekurangan
- Trafo yang dipakai harus memiliki “center tap” — tidak bisa memakai trafo biasa yang hanya satu gulungan sekunder.
- Jika beban besar, bagian belitan sekunder tiap sisi harus bisa menanggung arus yang cukup.
- Tegangan yang dihasilkan tiap belitan relatif kecil dibanding satu belitan tunggal dengan trafo tanpa CT jika ingin arus besar.
Rumus & Perhitungan Singkat
Untuk para praktisi, berikut beberapa formula ringkas:- Tegangan keluaran rata-rata dari penyearah CT ˜ 2 × Vm/p, dimana Vm adalah tegangan puncak dari belitan sekunder.
- Tegangan balik maksimum dioda (PIV) untuk trafo CT lebih besar dibanding sistem jembatan, karena ketika satu dioda OFF maka tegangan belitan bisa naik dua kali lipat.
Catatan: Pastikan kapasitas arus, rating dioda, dan kapasitor filter sesuai dengan beban agar hasilnya optimal.
Contoh Aplikasi & Tips DIY
Aplikasi
- Power supply sederhana untuk rangkaian elektronik (12 V, 5 A misalnya).
- Rangkaian audio atau amplifier kecil yang membutuhkan tegangan stabil DC.
- Prototipe belajar elektronika untuk memahami penyearah gelombang penuh.
Tips DIY
- Gunakan trafo CT yang rated cukup untuk arus beban plus margin keamanan.
- Pasang kapasitor penjernih (filter) setelah dioda untuk mengurangi riak.
- Pastikan dioda terpasang arah benar (anumakn beri heatsink jika arus besar).
- Grounding titik CT dan beban penting untuk keamanan dan performa baik.
Ringkasnya…
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan trafo CT adalah solusi elegan untuk menghasilkan tegangan DC yang lebih bagus dengan cuma dua dioda — cocok untuk pondasi power supply dan aplikasi elektronika umum. Dengan memahami skema, cara kerja, kelebihan & kekurangannya, kamu bisa merakit sendiri atau mengoptimalkan rangkaian yang sudah ada.
Semoga artikel tentang penyearah gelombang penuh (Trafo CT) ini bermanfaat bagi pembaca semua..