SMPS ( swiched Mode Power Supply)

1. Blok Switched-Mode Power Supply (SMPS)
   Hampir semua power supply saat ini menggunakan SMPS, hal ini karena regulator switching mempunyai beberapa keuntungan jika dibanding dengan regulator linear, seperti :

• Lebih ringan dan ukuran lebih kecil. Regulator linear membutuhkan trafo 50Hz yang mempunyai inti besi yang berat. Makin besar daya (Watt) makin besar dan berat ukuran tranfonya. Sedang SMPS menggunakan frekwensi diatas 20Khz. Makin tinggi frekwensi switching, maka ukuran tranfo dan kapasitor filter semakin kecil.
• Lebih efisien pemakaian daya listrik. Regulator switching lebih sedikit menghasilkan panas, berarti lebih sedikit daya listrik yang hilang.
• Range tegangan masukan yang lebih lebar. SMPS mempunyai toleransi range tegangan masukan yang lebar. Dengan tegangan masukan bervariasi antara dc 150~300V (atau tegangan ac antara 90~265V), switching regulator masih mampu memberikan tegangan keluaran yang stabil.

1. Pengertian SMPS

SMPS mempunyai dua buah arti kata, yaitu :

• Power Supply – Artinya suatu peralatan yang berfungsi untuk menyediakan sumber daya listrik yang cocok dengan suatu peralatan. Pada umumnya sumber listrik yang tersedia adalah tegangan ac 220V sedangkan tegangan yang dibutuhkan untuk suatu peralatan umumnya adalah tegangan dc.
• Regulator Switching – adalah suatu sirkit elektronik yang berfungsi untuk membuat agar tegangan keluaran  stabil terhadap perubahan-perubahan seperti, tegangan masukan yang tidak konstan, arus beban yang tidak konstan, temperature ruangan yang tidak konstan.

1. Prinsip dasar kerja SMPS

Berikut ini adalah rangkaian dari SMPS, lihat gambar 4.13

Gambar 4.13 Rangkaian SMPS.

SMPS secara garis besar meliputi kerja :

• Penyerahan – merubah tegangan masukan AC menjadi tegangan keluaran DC.
• Konverter – merubah tegangan dc menjadi tegangan keluaran yang sesuai dengan kebutuhan
• Filtering – menghilangkan denyut (ripple) pada tegangan keluaran
• Regulasi – membuat agar besarnya tegangan keluaran stabil terhadap perubahan tegangan masukan dan perubahan beban.
• Isolasi – mengisolasi bagian sekunder dari bagian primer, dengan tujuan agar chasis bagian sekunder kalau dipegang tidak timbul bahaya kena sengatan listrik.
• Proteksi – mampu melindungi peralatan dari tegangan keluaran yang over dan melindungi power supply dari kerusakan jika terjadi suatu kesalahan.

1. Bagian-bagian pokok dari rangkaian SMPS

Bagian-bagian pokok dasar kerja sebuah SMPS adalah sebagai berikut :

• Bagian penyearah. Disini tegangan masukan dari listrik ac 220v disearahkan menjadi tegangan dc menggunakan diode bridge dan 3 buah elco filter besar yaitu sebuah elco 480V680UF dan 2 buah elco 250V2200UF.
• Bagian pencacah atau power-switching. Tegangan masukan dc dicacah dengan menggunakan “power switch on-off ” sehingga menghasilkan tegangan pulsa-pulsa dc dengan frekwensi tinggi. SMPS mesin las Inverter umumnya bekerja pada frekwensi sekitar 50Hz hingga 60Hz. Sebagai power switch dapat menggunakan IC K2611, IRFZ24N dan IRF9Z24N.
• SMPS Controller driver sebagai pembangkit pulsa PWM (Pulse Wave Modulation). Sebagai sinyal drive untuk pencacah digunakan IC PC 817 yang berisi rangkaian osilator dan PWM  sebagai pembangkit pulsa-pulsa PWM. Ada rangkaian SMPS yang tidak menggunakan SMPS controller driver, dalam hal ini transistor power switching dibuat agar dapat bekerja dengan cara “ber-osilasi sendiri”
• Trafo switching. Tegangan dc yang telah dicacah mempunyai karakteristik seperti tegangan ac sehingga dapat dilewatkan sebuah trafo atau induktor untuk dinaikkan ataupun diturunkan tegangannya. Pada rangkaian ini menggunakan trafo E25 15:15
• Penyearahan dan filtering tegangan keluaran. Tegangan keluaran dari trafo masih berupa pulsa-pulsa frekwensi tinggi dan kemudian dirubah menjadi tegangan dc menggunakan diode penyearah dan filter elco.
• Loop umpan balik untuk membuat tegangan keluaran agar stabil.  Sirkit loop umpan balik dari tegangan keluaran B+ ke bagian primer digunakan untuk mengendalikan PWM.
• Rangkaian komparator atau pembanding sebagai “error detektor”. Sebuah sirkit komparator pada bagian sekunder dipakai untuk mendeteksi jika terjadi perubahan tegangan keluaran B+. Komparator bekerja dengan cara membandingkan tegangan keluaran B+ dengan sebuah tegangan “referensi” (biasanya berupa tegangan diode zener 6.8v). Output komparator berupa arus yang kemudian diumpan balikkan ke bagian primer melalui sebuah photo coupler. Kopling menggunakan photocouler bertujuan untuk meng-isolagi ground bagian primer yang menyetrum jika dipegang (HOT chasis) dengan ground bagian sekunder (COLD chasis).

Bagan alir cara kerja dari SMPS dapat dilihat pada gambar 4.14

Gambar 4.14 Bagian-bagian pokok dasar kerja SMPS

Sumber dari:

https://fariztfarizt.wordpress.com/2013/12/27/mengenal-smps-switched-mode-power-supply/

Shift Register

Register geser (shift register) merupakan salah satu piranti fungsional yang banyak digunakan dalam sistem digital. Tampilan pada layar kalkulator dimana angka bergeser ke kiri setiap kali ada angka baru yang diinputkan menggambarkan karakteristik register geser tersebut. Register geser ini terbangun dari flip-flop. Register geser dapat digunakan sebagai memori sementara, dan data yang tersimpan didalamnya dapat digeser ke kiri atau ke kanan. Register geser juga dapat digunakan untuk mengubah data seri ke paralel atau data paralel ke seri. 

Ada 2 jenis utama Register yaitu:

 1. Storage Register(registerpenyimpan).

 2. Shift Register (register geser).

 Macam-macam register yang digunakan adalah berdasarkan fungsinya yaitu meliputi: 

1. Register SISO yaitu merupakan register yang masukan datanya seri dan keluar secara seri. Penerapan Register ini yaitu untuk Register geser kanan, geser kiri. Beberapa jenis register yang banyak dipasaran dilengkapi dengan gerbang-gerbang yang memungkinkan pemindahan data dari kanan ke kiri atau sebaliknya. Suatu penerapan untuk operasi-operasi ini adalah dalam perkalian dan pembagian oleh angka kelipatan 2.

 2. Register SIPO yaitu merupakan register yang masukan datanya secara seri dan keluar secara paralel. Flip-flop yang telah dijelaskan diatas dapat dikosongkan isinya dengan memberi bit 0 pada Clear sehingga semua keluaran Q1, Q2, Q3 dan Q4 = 0, setelah clear diberi logik 1, clock diberikan, data dimasukan misalnya 1101 maka data yang tak berarti akan tersimpan pada FF4 = 1, berturut-turut menuju ke kiri (data yang paling berarti) FF3 akan tersimpan logik 0, FF2 = logik 1 dan FF1=logik 1.

 3. Register PISO yaitu merupakan register yang masukan datanya secara paralel dan keluarannya secara seri. Dalam kasus yang dijelaskan diatas flip-flop yang dipasang adalah FF1, FF2, FF3, FF4 dan data yang dimasukkan adalah 1101 maka data yang tersimpan itu selanjutnya dapat dibaca secara serial pada FF yang paling kanan dengan menggunakan 4 pulsa clock. Sistem ini merupakan suatu konverter paralel ke serial.

4. Register PIPO yaitu data dimasukkan seperti dijelaskan diatas secara paralel dan kemudian akan digeserkan secara paralel pada keluarannya.

 BERIKUT GAMBAR RANGKAIAN LED BERJALAN YANG TELAH DISIMULASIKAN

GAMBAR 1.RANGKAIAN SIMULASI 

D. PRINSIP KERJA

 Rangkaian 8 LED berjalan adalah dasar untuk membuat 8 huruf LED. Sedikit berbeda dengan running LED dengan IC 4017 (decade counter), 8 running led ini menyala secara bergiliran, tetapi yang sudah nyala sebelumnya tidak mati ketika led setelahnya menyala. 8 led akan mati setelah led ke-8 menyala. Sedang pada running led (decade counter), sistem nyala led seperti "titik", hanya ada satu led yang menyala di antara kesepuluh led. Komponen utama adalah IC 74LS164 (SHIFT REGISTER), dengan pewaktunya adalah rangkaian astable multivibrator (menggunakan IC NE555). IC 555 merupakan IC pewaktu (timer). IC 555 berfungsi sebagai penggerak IC 74ls164. IC ini mengeluarkan denyutan (pulse) high dan low secara bergantian. Buktinya terdapat pada output Led berwarna kuning dan hjau yang menyala secara berkelap-kelip. BERIKUT GAMBAR BRD

GAMBAR 2.GAMBAR RANGKAIAN BRD

 sumber dari: 

http://reloux.blogspot.com/2012/03/cara-membuat-shift-register.html

Counter (Rangkaian Penghitung)

Counter juga disebut pencacah atau penghitung yaitu rangkaian logika sekuensial yang digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan pada bagian masukan. Counterdigunakan untuk berbagai operasi aritmatika, pembagi frekuensi, penghitung jarak (odometer), penghitung kecepatan (spedometer), yang pengembangannya digunakan luas dalam aplikasi perhitungan pada instrumen ilmiah, kontrol industri, komputer, perlengkapan komunikasi, dan sebagainya .

Counter tersusun atas sederetan flip-flop yang dimanipulasi sedemikian rupa dengan menggunakan peta Karnough sehingga pulsa yang masuk dapat dihitung sesuai rancangan. Dalam perancangannya counter dapat tersusun atas semua jenis flip-flop, tergantung karakteristik masing-masing flip-flop tersebut.

Dilihat dari arah cacahan, rangkaian pencacah dibedakan atas pencacah naik (Up Counter) dan pencacah turun (Down Counter). Pencacah naik melakukan cacahan dari kecil ke arah besar, kemudian kembali ke cacahan awal secara otomatis. Pada pencacah menurun, pencacahan dari besar ke arah kecil hingga cacahan terakhir kemudian kembali ke cacahan awal.

Tiga faktor yang harus diperhatikan untuk membangun pencacah naik atau turun yaitu (1) pada transisi mana Flip-flop tersebut aktif. Transisi pulsa dari positif ke negatif atau sebaliknya, (2) output Flip-flop yang diumpankan ke Flip-flop berikutnya diambilkan dari mana. Dari output Q atau Q, (3) indikator hasil cacahan dinyatakan sebagai output yang mana. Output Q atau Q. ketiga faktor tersebut di atas dapat dinyatakan dalam persamaan EX-OR.

Secara global counter terbagi atas 2 jenis, yaitu: Syncronus Counter dan Asyncronous counter. Perbedaan kedua jenis counter ini adalah pada pemicuannya. Pada Syncronouscounter pemicuan flip-flop dilakukan serentak (dipicu oleh satu sumber clock) susunan flip-flopnya paralel. Sedangkan pada Asyncronous counter, minimal ada salah satu flip-flop yang clock-nya dipicu oleh keluaran flip-flop lain atau dari sumber clock lain, dan susunan flip-flopnya seri. Dengan memanipulasi koneksi flip-flop berdasarkan peta karnough atau timing diagram dapat dihasilkan counter acak, shift counter (countersebagai fungsi register) atau juga up-down counter.

1). Synchronous Counter

Syncronous counter memiliki pemicuan dari sumber clock yang sama dan susunan flip-flopnya adalah paralel. Dalam Syncronous counter ini sendiri terdapat perbedaan penempatan atau manipulasi gerbang dasarnya yang menyebabkan perbadaan waktu tunda yang di sebut carry propagation delay.

Penerapan counter dalam aplikasinya adalah berupa chip IC baik IC TTL, maupun CMOS, antara lain adalah: (TTL) 7490, 7493, 74190, 74191, 74192, 74193, (CMOS) 4017,4029,4042,dan lain-lain.

Pada Counter Sinkron, sumber clock diberikan pada masing-masing input Clock dari Flip-flop penyusunnya, sehingga apabila ada perubahan pulsa dari sumber, maka perubahan tersebut akan men-trigger seluruh Flip-flop secara bersama-sama.

Tabel Kebenaran untuk Up Counter dan Down Counter Sinkron 3 bit :

Gambar rangkaian Up Counter Sinkron 3 bit

Gambar rangkaian Down Counter Sinkron 3 bit

Rangkaian Up/Down Counter Sinkron

Rangkaian Up/Down Counter merupakan gabungan dari Up Counter dan Down Counter. Rangkaian ini dapat menghitung bergantian antara Up dan Down karena adanya input eksternal sebagai control yang menentukan saat menghitung Up atau Down. Pada gambar 4.4 ditunjukkan rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit. Jika input CNTRL bernilai ‘1’ maka Counter akan menghitung naik (UP), sedangkan jika input CNTRL bernilai ‘0’, Counter akan menghitung turun (DOWN).

Gambar rangkaian Up/Down Counter Sinkron 3 bit :

2). Asyncronous counter

Seperti tersebut pada bagian sebelumnya Asyncronous counter tersusun atas flip-flop yang dihubungkan seri dan pemicuannya tergantung dari flip-flop sebelumnya, kemudian menjalar sampai flip-flop MSB-nya. Karena itulah Asyncronous counter sering disebut juga sebagai ripple-through counter.

Sebuah Counter Asinkron (Ripple) terdiri atas sederetan Flip-flop yang dikonfigurasikan dengan menyambung outputnya dari yan satu ke yang lain. Yang berikutnya sebuah sinyal yang terpasang pada input Clock FF pertama akan mengubah kedudukan outpunyanya apabila tebing (Edge) yang benar yang diperlukan terdeteksi.

Output ini kemudian mentrigger inputclock berikutnya ketika terjadi tebing yang seharusnya sampai. Dengan cara ini sebuah sinyal pada inputnya akan meriplle (mentrigger input berikutnya) dari satu FF ke yang berikutnya sehingga sinyal itu mencapau ujung akhir deretan itu. Ingatlah bahwa FF T dapat membagi sinyal input dengan faktor 2 (dua). Jadi Counter dapat menghitung dari 0 sampai 2” = 1 (dengan n sama dengan banyaknya Flip-flop dalam deretan itu).

Tabel Kebenaran dari Up Counter Asinkron 3-bit

Gambar rangkaian Up Counter Asinkron 3 bit :

Timing Diagram untuk Up Counter Asinkron 3 bit :

Berdasarkan bentuk timing diagram di atas, output dari flip-flop C menjadi clock dari flip-flop B, sedangkan output dari flip-flop B menjadi clock dari flip-flop A. Perubahan pada negatif edge di masing-masing clock flip-flop sebelumnya menyebabkan flip-flop sesudahnya berganti kondisi (toggle), sehingga input-input J dan K di masing-masing flip-flop diberi nilai ”1” (sifat toggle dari JK flip-flop).

Counter Asinkron Mod-N

Counter Mod-N adalah Counter yang tidak 2n. Misalkan Counter Mod-6, menghitung : 0, 1, 2, 3, 4, 5. Sehingga Up Counter Mod-N akan menghitung 0 s/d N-1, sedangkan Down Counter MOD-N akan menghitung dari bilangan tertinggi sebanyak N kali ke bawah. Misalkan Down Counter MOD-9, akan menghitung : 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 15, 14, 13,..

Gambar rangkaian Up Counter Asinkron Mod-6

Sebuah Up Counter Asinkron Mod-6, akan menghitung : 0,1,2,3,4,5,0,1,2,… Maka nilai yang tidak pernah dikeluarkan adalah 6. Jika hitungan menginjak ke-6, maka counter akan reset kembali ke 0. Untuk itu masing-masing Flip-flop perlu di-reset ke nilai ”0” dengan memanfaatkan input-input Asinkron-nya (dan ). Nilai ”0” yang akan dimasukkan di PC didapatkan dengan me-NAND kan input A dan B (ABC =110 untuk desimal 6). Jika input A dan B keduanya bernilai 1, maka seluruh flip-flop akan di-reset.

Gambar rangkaian Up/Down Counter Asinkron 3 bit

Rangkaian Up/Down Counter merupakan gabungan dari Up Counter dan Down Counter. Rangkaian ini dapat menghitung bergantian antara Up dan Down karena adanya input eksternal sebagai control yang menentukan saat menghitung Up atau Down. Pada rangkaian Up/Down Counter ASinkron, output dari flip-flop sebelumnya menjadi input clock dari flip-flop berikutnya.

Perancangan Counter

Perancangan counter dapat dibagi menjadi 2, yaitu dengan menggunakan peta Karnough, dan dengan diagram waktu. Berikut ini akan dijelaskan langkah-langkah dalam merancang suatu counter.

a). Perancangan Counter Menggunakan Peta Karnaugh

Umumnya perancangan dengan peta karnaugh ini digunakan dalam merancang syncronous counter. Langkah-langkah perancangannya:

a. Dengan mengetahui urutan keluaran counter yang akan dirancang, kita tentukan masukan masing-masing flip-flop untuk setiap kondisi keluaran, dengan menggunakan tabel kebalikan.

b. Cari fungsi boolean masing-masing masukan flip-flop dengan menggunakan peta Karnough. Usahakan untuk mendapatkan fungsi yang sesederhana mungkin, agar rangkaian counter menjadi sederhana.

c. Buat rangkaian counter, dengan fungsi masukan flip-flop yang telah ditentukan. Pada umumnya digunakan gerbang-gerbang logika untuk membentuk fungsi tersebut.

b). Perancangan Counter Menggunakan Diagram Waktu

Umumnya perancangan dengan diagram waktu digunakan dalam merancang asyncronous counter, karena kita dapat mengamati dan menentukan sumber pemicuan suatu flip-flop dari flip-flop lainnya. Adapun langkah-langkah perancangannya:

1) Menggambarkan diagram waktu clock, tentukan jenis pemicuan yang digunakan, dan keluaran masing-masing flip-flop yang kita inginkan. Untuk n kondisi keluaran, terdapat njumlah pulsa clock.

2) Dengan melihat keluaran masing-masing flip-flop sebelum dan sesudah clock aktif (Qn dan Qn+1), tentukan fungsi masukan flip-flop dengan menggunakan tabel kebalikan.

3) Menggambarkan fungsi masukan tersebut pada diagram waktu yang sama.

4) Sederhanakan fungsi masukan yang telah diperoleh sebelumnya, dengan melihat kondisi logika dan kondisi keluaran flip-flop. Untuk flip-flop R-S dan J-K kondisi don’t care (x) dapat dianggap sama dengan 0 atau 1.

5) Tentukan (minimal satu) flip-flop yang dipicu oleh keluaran flip-flop lain. Hal ini dapat dilakukan dengan mengamati perubahan keluaran suatu flip-flop setiap perubahan keluaran flip-flop lain, sesuai dengan jenis pemicuannya.

6) Buat rangkaian counter, dengan fungsi masukan flip-flop yang telah ditentukan. Pada umumnya digunakan gerbang-gerbang logika untuk membentuk fungsi tersebut.

sumber dari:

http://www.adityarizki.net/2011/07/tutorial-teknik-digital-rangkaian-pencacah-counter/

UPS ( Uninterruptible Power Supply )

Setiap PC membutuhkan daya listrik. Kalau aliran listrik (main power) terputus, PC akan mati (tidak berfungsi). Fungsi dasar UPS (Uninterruptible Power Supply) adalah menyediakan suplai listrik SEMENTARA ke beban (PC) tanpa terputus pada saat main power nya tidak bekerja agar seluruh proses dapat dihentikan dengan benar, seluruh data dapat disimpan dengan aman, dan komputer dapat dimatikan dengan benar. Jadi fungsi UPS itu BUKAN agar user tetap dapat bekerja.

UPS memiliki dua sumber daya listrik : Primary Power Source dan Secondary Power Source. Salah satunya berasal dari main power (stop kontak / PLN), satunya dari baterai UPS. Di dalam UPS terdapat Switch yang mengatur sumber daya listrik mana yang digunakan untuk menyediakan suplai listrik ke beban (PC). Jika Primary Power Source tidak berfungsi, Switch akan mengaktifkan Secondary Power Source secara otomatis. Begitu juga sebaliknya jika Primary Power Source sudah kembali berfungsi.

PSU komputer membutuhkan arus listrik AC, sedangkan arus listrik dari baterai adalah DC. Oleh karena itu, di dalam UPS terdapat Inverter yang mengubah arus DC dari baterai menjadi arus AC. Di dalam UPS juga terdapat Rectifier yang mengubah arus AC dari main power menjadi arus DC untuk mengisi baterai pada saat main power bekerja.

Gambar 1 : Diagram paling simpel dari UPS

JENIS - JENIS UPS

Pada dasarnya, UPS cuma ada 2 jenis, yaitu OFFLINE dan ONLINE. Perbedaannya adalah pada sumber daya listrik mana yang jadi Primary Power Source, mana yang jadi Secondary Power Source.

Pada UPS jenis OFFLINE, sumber listrik primer adalah stop kontak / PLN, sumber listrik sekunder adalah inverter (dari baterai). Beberapa yang termasuk istilah lain ataupun varian dari OFFLINE UPS ini antara lain : Standby UPS, Ferroresonant-Standby UPS, Line-Interactive UPS, Voltage & Frequency Dependent (VFD) UPS, Voltage Independent (VI) UPS.

Karakteristik penting yang ada pada Offline UPS adalah adanya Switch Time atau Transfer Time, yaitu waktu yang diperlukan oleh Switch untuk pindah dari sumber listrik primer ke sumber listrik sekunder pada saat sumber listrik primer dianggap gagal berfungsi, sehingga ada jeda waktu dimana beban tidak mendapat listrik.

Gambar 3 : Offline UPS

Garis putus - putus menunjukkan sumber listrik sekunder


Offline UPS generasi sekarang biasanya memiliki Transfer Time kurang dari 4 milidetik (4 ms). Cukupkah Transfer Time segitu? Tergantung PSU nya. Di PSU ada spesifikasi Hold Time atau Holdup Time yang menunjukkan berapa lama PSU masih bekerja sebelum benar - benar mati jika aliran listrik terputus.

Penjelasan soal Hold Time atau Holdup Time bisa dilihat di threadnya Bung Khurios2000 yang udah di-sticky. Yang penting Transfer Time nya UPS harus lebih kecil daripada Hold Time nya PSU. Adanya Transfer Time membuat sebagian orang tidak menganggap Offline UPS sebagai UPS karena tidak benar - benar "uninterruptible".

Sepanjang pengalaman saya, Transfer Time 4 ms biasanya cukup untuk PSU abal-abal sekalipun. Cara membuktikannya ya sama dengan cara membuktikan kemampuan UPS mengatasi Blackout seperti yang sudah dijelaskan di atas.
Pada UPS jenis ONLINE, sumber listrik primer adalah inverter (dari baterai). Inverter bekerja terus - menerus menyediakan listrik dari baterai untuk beban (PC), sedangkan rectifier dari AC ke DC bekerja terus - menerus untuk mengisi baterai. Itu sebabnya juga disebut DOUBLE CONVERSION UPS atau DOUBLE CONVERSION ONLINE UPS. Kalau main power tidak berfungsi, hanya rectifier dari AC ke DC yang berhenti bekerja, sedangkan kerja inverter tidak berubah (tidak ada Transfer Time / Switch Time). UPS jenis ini juga disebut Voltage & Frequency Independent (VFI) UPS karena tegangan dan frekuensi outputnya tidak dipengaruhi oleh input.

Pada Online UPS juga terdapat Switch yang otomatis mengambil aliran listrik dari sumber listrik sekunder (langsung dari PLN) jika inverter / baterai tidak bekerja. Biasanya Switch ini juga bisa difungsikan secara manual (manual bypass) untuk maintenance baterai. Tidak adanya Transfer Time / Switch Time membuat sebagian orang menyebut Online UPS sebagai "True UPS".

Gambar 4 : Online UPS

Garis putus - putus menunjukkan sumber listrik sekunder



SPESIFIKASI UPS

Kalo milih UPS, ada spesifikasi yang bisa dibaca di box / manual / website nya. Di sini cuma dibahas beberapa spesifikasi yang penting untuk diperhatikan.

1. UPS Type / Topology
Jenis UPS ini yang paling penting. Intinya: ONLINE atau OFFLINE? Biasanya, kualitas inverter di Online UPS secara umum lebih baik daripada di Offline UPS. Hal ini karena diasumsikan inverter di Offline UPS hanya berfungsi kadang - kadang dan dalam waktu yang relatif singkat. Jadi kalo kualitasnya gak persis ama listrik PLN ya dianggap gak terlalu berisiko merusak PC. Beda dengan Online UPS yang inverternya bekerja terus - menerus, jadi kualitas outputnya harus bener - bener bagus.

2. Load Rating (Capacity & Run Time)
Kapasitas UPS tinggal disesuaikan dengan kebutuhan. Mau dipake berapa PC? Total daya berapa Watt? Yang harus diingat, kapasitas UPS (juga perhitungan beban) ini bisa dinyatakan sebagai Apparent Power, bisa juga sebagai True Power.

True Power = Power Factor x Apparent Power

Biasanya Apparent Power dinyatakan dalam satuan VA (Volt-Ampere), sedangkan True Power biasa dinyatakan dalam satuan Watt. Jadi ada UPS yang nulis spec Maximum Load-nya 600VA (480 Watt). Artinya Apparent Power = 600VA, True Power = 480Watt, Power Factor = 0,8. Kalo di spec UPS cuma ada Apparent Power (pake satuan VA), untuk amannya ambil Power Factor (faktor daya) = 0,6.

UPS yang bagus biasanya dia punya tabel / gambar Run Time seperti ini.

 

Tabel 1 : Run Time Chart

Artinya, kalo PLN mati pas baterai UPS nya penuh (100%), trus dipasang beban 600VA, UPS bisa menyediakan listrik selama 5,8 menit. Kalo bebannya 300VA, bisa nyala 14 menit. Yang pasti UPS gak akan bisa menyediakan listrik di atas beban maksimumnya. Kalo dari tabel di atas, bukan berarti UPS itu bisa nyala 3 menitan kalo bebannya 800VA, tapi malah gak nyala samasekali.
Sebagian UPS mungkin gak menyediakan Run Time Chart seperti itu, tapi menyebutkan Typical Run Time at Full Load dan Typical Run Time at Half Load.

3. Output Voltage & Frequency
Udah tau khan? Yang pasti harus sama dengan standar tegangan listrik untuk PC (di kita 220 volt, 50 Hz).

4. Electrical Waveform Output
Nah, ini yang sering kurang diperhatikan. Bentuk gelombang yang ideal untuk arus bolak - balik (AC) adalah Sinusoidal (Sinewave). Bentuk gelombang yang paling jelek adalah Squarewave. Tapi sampai saat ini belum ada Inverter murah yang bisa menghasilkan Sinewave Output.

Untuk menekan harga UPS biasanya pada Offline UPS digunakan Inverter yang menghasilkan Modified Squarewave. Bentuk gelombangnya dibuat mendekati (mirip) Sinewave. Ada yang menyebutnya "Stepped approximation to a sinewave", "Pulse-width modified squarewave", "Modified stepwave", atau "Modified sinewave".

Gambar 5 : Electrical Waveform Type

5. Transfer Time
Yang ini udah disinggung di atas tadi, cuma ada di Offline UPS. Yang penting angkanya lebih kecil daripada Hold Time nya PSU yang dipake.

6. Power Conditioning
Ini adalah kemampuan UPS untuk "memuluskan" aliran listrik dari main power sebelum diteruskan ke beban (PC). Ini terutama untuk OFFLINE UPS. Yang paling mendasar adalah Voltage Regulation (untuk mengatasi noise). Hampir semua Offline UPS sekarang udah built-in AVR (Automatic Voltage Regulator). Tapi ya seperti yang sudah disebutkan di atas, AVR yang ada di dalam UPS juga macem - macem kelasnya. UPS yang bagus biasanya bisa diatur tingkat sensitivitas dari AVR nya.

Menurut standar BS EN 62040-3:2001 ada tiga jenis UPS utama (istilah yg standar) :

1. VFI (Voltage and Frequency Independent)

Disebut demikian karena tegangan dan frekuensi output tidak dipengaruhi oleh tegangan dan frekuensi input. Ini yg biasa dikenal dengan nama Online UPS atau Double Conversion UPS.

2. VFD (Voltage and Frequency Dependent)
Disebut demikian karena tegangan dan frekuensi output dipengaruhi oleh (sama dengan) tegangan dan frekuensi input. Ini yg biasa dikenal dengan nama Standby UPS atau Offline UPS. Skema seperti gambar 3 diatas tapi tanpa filter.

3. VI (Voltage Independent)
Disebut demikian karena disertai filter/stabilizer/AVR sehingga tegangan output distabilkan, sedangkan frkuensi output nya tetap mengikuti frekuensi input. Menurut beberapa website UPS, ini yang disebut juga UPS Line-Interactive. Skemanya seperti gambar 3 diatas.

Sedangkan menurut website APC dan PC Guide, disebut UPS Line-Interactive bila dalam UPS tersebut konverternya hanya ada satu, sekaligus berfungsi sebagai Rectifier (AC-DC) dan juga Inverter (DC-AC). Skemanya seperti gambar dibawah ini.

Gambar 6 : Line-Interactive UPS (dengan single konverter menurut beberapa sumber)

Garis putus - putus menunjukkan sumber listrik sekunder

Adapun Ferroresonant-Standby UPS adalah Standby UPS yg transfer switch dan filter/stabilizer/AVR nya digantikan oleh sebuah ferroresonant transformer. Keuntungannya adalah Transfer Time yang lebih singkat (bisa diasumsikan 0 milidetik), karena bila arus listrik dari Primary Power Source putus tiba2, energi yg tersimpan di medan magnetik transformer tetap mensuplai listrik output sampai Secondary Power Source nya bekerja.

Gambar 7 : Ferroresonant-Standby UPS

Garis putus - putus menunjukkan sumber listrik sekunder

Saya berpendapat, Line-Interactive maupun Ferroresonant Standby UPS itu semua hanya varian dari Standby / Offline UPS, karena secara prinsip Primary Power Source nya adalah utility power (PLN). Tapi tentu saja penambahan fitur akan memperbaiki kinerja (kehandalan) UPS.

sumber dari:

http://ordinary-king.blogspot.com/2012/07/prinsip-kerja-ups.html