[SOFTSKILL] Mereview Jurnal "Optimasi Penentuan Jenis Mosfet Pada Pengendali Elektronika Motor BLDC"

               OPTIMASI PENENTUAN JENIS MOSFET PADA 
                PENGENDALI ELEKTRONIKA MOTOR BLDC

Jimmy Linggarjati

Computer Engineering Department, Faculty of Engineering, Binus University Jl. K.H. Syahdan No. 9, Palmerah, Jakarta Barat 11480

jimmyl@binus.edu

ABSTRACT

Brushless DC is well-known in both the industry and Tamiya-fan, as a type of motor that is lightweight and efficient in design, yet requires electronic commutation. This article discusses comprehensively the selection of the right type of mosfet BLDC motor specifications. This is very useful during implementation. For beginners, this article s quite interesting especially on the application of electronics required to play BLDC motor. While for professionals, it will be interesting, too because in Indonesia, commonly there are not many people pursuing this field, so that the knowledge is very useful for practitioners.

Keywords: BLDC, MOSFET, bootstrap

ABSTRAK

BrushLess DC sudah dikenal dikalangan industri hingga penggemar mainan mobil listrik -tamiya, sebagai salah satu jenis motor penggerak yang ringan dan efesien dalam disainnya, tetapi memerlukan komutasi elektronik. Artikel ini membahas secara menyeluruh cara pemilihan tipe mosfet yang tepat untuk spesifikasi motor BLDC yang diberikan. Hal ini sangat berguna pada saat implementasi. Bagi pemula tentunya artikel ini akan menarik terutama dari sisi penerapan elektronika yang dibutuhkan untuk memutar motor BLDC ini, sedangkan bagi para profesional, tentunya tetap akan menarik, karena di Indonesia pada umumnya, tidak banyak orang yang menekuni bidang ini, sehingga pengetahuan ini sangat berguna bagi kalangan praktisi.

Kata kunci: BLDC, MOSFET, bootstrap

PENDAHULUAN

BLDC adalah Brush-Less DC motor, di mana pergerakan rotor ditentukan oleh perputaran komutasi elektronik. Hal ini berbeda dengan motor DC brushed, di mana komutasi dilakukan secara otomatis oleh ring-komutator. Aplikasi dari BLDC adalah sama dengan motor DC Brushed. Dalam artikel ini, akan dipelajari cara komutator elektronik bekerja pada motor BLDC.

Topik-topik yang akan dikupas tuntas adalah: (1) karakteristik MOSFET; (2) mosfet driver;

(3) algoritma BLDC.

PEMBAHASAN

Karakteristik Mosfet

Sebuah perusahaan komponen elektronika besar, IR (International Rectifier), mengeluarkan produk HEXFET, yaitu beberapa produk MOSFET yang diperuntukkan untuk melakukan pensaklaran dengan kapasitas arus (ampere) yang besar. MOSFET adalah singkatan dari Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. MOSFET memiliki empat (4) jenis varian, yaitu enhancement dan depletion mode, di mana di setiap mode tersebut terdapat N dan P channel.

Berikut adalah simbol dari dua jenis enhancement mode MOSFET, yaitu P-Channel Mosfet dan N-Channel Mosfet (Gambar 1).

Gambar 1 Gambar P dan N Channel Mosfet

Mosfet P-Channel memiliki panah keluar, hal ini menunjukkan bahwa konduktansi yang terjadi disebabkan oleh holes, sedangakan Mosfet N-Channel memiliki panah masuk, yang menunjukkan bahwa konduktansi yang terjadi dikarenakan oleh elektrons.

Lalu, bagaimana MOSFET bekerja, khususnya sebagai saklar? VGS dari N-Mosfet harus positif, sedangkan untuk P-Mosfet VGS harus negatif. Berikut ini konfigurasi dasar N-Mosfet sebagai saklar (Gambar 2).

Gambar 2 Gambar NMosfet Sebagai Saklar

Dan konfigurasi dasar P-Mosfet sebagai saklar sebagai berikut (Gambar 3).

Gambar 3 Gambar PMosfet sebagai saklar

Penggunaan mosfet yang benar tentunya membutuhkan pengertian mendalam pada karakteristik dari Mosfet tersebut (Mosfet, 2002). Berikut ini adalah penjabaran dari setiap parameter mosfet yang ada di dalam datasheet (dalam hal ini mosfet IRF540N): (1) on resistance Rds(on) – ini adalah resistansi yang terjadi di antara drain dan source pada saat IRF540N berada dalam status sakelar tertutup (atau on). Besarnya resistansi ini akan menentukan daya (V x I) yang akan didisipasi oleh IRF540N melalui struktur mekaniknya. Semakin kecil nilai Rds(on) tentunya semakin kecil daya yang akan didisipasi oleh suatu mosfet, karena I kuadrat R berlaku; (2) Maximum drain current Id(max) – ini adalah arus maksimum yang dapat dilalui kaki drain ke kaki source, dan tentunya sangat tergantung dari kemasan mosfet tersebut dan juga Rds(on); (3) Power Dissipation (PD) – ini adalah daya maksimum yang dapat didisipasikan oleh mosfet, tergantung dari kemasannya; (4) Linear Derating Factor – ini adalah besaran yang menyatakan berapa besar daya maksimum per derajat celcius yang harus di-disipasikan; (5) Avalanche Energy EA – ini adalah batasan mosfet dapat menampung energi yang terjadi saat avalanche. Avalanche sendiri adalah kondisi di mana tegangan Drain-Source maksimum dilewati, dan arus besar melewati mosfet. Hal ini tidak akan merusak mosfet secara permanen, selama energi avalanche tersebut tidak melewati batas maksimum;

(6) Peak diode recovery, dv/dt – ini adalah parameter yang menyatakan seberapa cepat dioda-intrinsik mampu berubah keadaan dari status off ke on. Hal ini sangat tergantung dari berapa besar tegangan sebelum dioda tersebut on. Sehingga waktu yang dibutuhkan adalah t= tegangan-balik/peak diode recovery; (7) Drain-to-Source Breakdown Voltage – hal ini menyatakan tegangan maksimum yang diperbolehkan antara kaki drain dan source, ketika mosfet dalam keadaan off; (8) Gate threshold Voltage, Vgs(th) – tegangan gate-source minimum yang menyebabkan mosfet mulai on. Perhatikan bahwa untuk penggunaan mosfet sebagai saklar, Vgs butuh tegangan jauh lebih tinggi dari Vgs(th), yaitu 10volt; (9) Forward transconductance, gfs – ini adalah hubungan linear

antara tegangan Vgs dengan arus Drain (Id/Vgs). Parameter ini penting bila mosfet dipergunakan sebagai penguat aktif atau amplifier; (10) input Capacitance, Ciss. Ini adalah kapasitansi gabungan dari terminal gate dengan terminal drain dan source. CGD adalah faktor yang lebih dominan.

Setelah kita mengerti parameter-parameter mosfet tersebut, bisa ditentukan mosfet tipe apa yang sesuai untuk aplikasi tertentu. Dan hal yang terpenting dalam penentuan tipe mosfet adalah Daya dan Panas yang dihasilkan oleh mosfet tersebut. Daya yang mampu ditangani oleh suatu Mosfet, adalah faktor penting dalam memilih mosfet apa yang digunakan. Daya yang di-disipasi mosfet adalah perkalian tegangan di mosfet dengan arus yang mengalir. Meskipun mosfet ini melewatkan arus yang besar, namun tegangan jatuh pada drain-source kecil, hal ini dikarenakan Rds(on) pada mosfet biasanya berada di kisaran 0,02 Ohms. Sedangkan pada saat mosfet off, arus yang melewati drain-source sangat kecil. Sehingga dapat dijabarkan dengan persamaan daya sebagai berikut:

2

P = i Rds(on)

Seumpamanya arus sebesar 30 ampere melalui Rds(on) = 0,02 Ohms, daya yang terdisipasi dari mosfet tersebut adalah sebesar 18 Watt, dan untuk daya sebesar itu, mosfet perlu diberi heatsink.

Sumber lain yang menyebabkan mosfet menjadi panas, adalah pergantian kondisi dari on ke off atau sebaliknya, di mana terjadi kondisi singkat di mana mosfet berada pada kondisi 1/2 on dan 1/2 off. Berdasarkan contoh sebelumnya, maka arus yang lewat adalah 15 ampere dengan tegangan antara drain-source misalnya 5 volts, maka daya yang terdisipasi adalah 15 x 5 atau 75 Watts. Namun karena waktu transisi yang singkat, daya sebenarnya tidak sebesar itu, tapi diambil dari perbandingan waktu transisi dengan waktu antar transisi, dikali total Watts transisi (dalam hal ini 75 Watts). Atau secara umum, rumus daya terdisipasi rata-rata adalah:

Total watt transisi(VI) × (waktu transisi/waktu antar transisi(frekuensi))

Agar persamaan di atas tersebut jelas, kita memerlukan sebuah contoh kasus masalah dan solusinya. Masalah: Sebuah mosfet digetarkan pada frekuensi 20KHz (di atas frekuensi dengar manusia) dan memerlukan waktu 1 mikrodetik untuk pergantian on-off. Jika tegangannya adalah 10v dan arus 30A, daya yang terdisipasi karena transisi ini adalah:

0.04 × 5v × 15A =3Watts.

Nilai 0,04 didapatkan dari 1 mikrodetik / 25 mikrodetik, di mana 25 mikrodetik didapat dari t/2 = (1/20KHz)/2 = 50/2 mikrodetik = 25 udetik.

Arus Drain

Besar arus pada mosfet Drain seringkali ditulis di datasheet pada angka maksimum. Namun hal ini perlu dicermati dengan hati-hati, karena pada suhu ruang 25 derajat celcius tidak memungkinkan arus tersebut tetap maksimum. Sebaiknya melihat grafik penurunan arus sebagai fungsi dari temperatur agar dapat melihat kapasitas arus yang sebenarnya.

Kecepatan On-Off

Kecepatan transisi mosfet ditentukan oleh parameter turn-on delay, rise time, turn-off delay, dan fall time. Jika ditotal keseluruhan parameters tersebut, akan didapatkan periode minimum gelombang kotak pada mosfet tersebut, sebagai contoh IRF540N, memiliki total waktu 142ns. Artinya frekuensi tertinggi yang dapat diberikan pada mosfet IRF540N adalah mendekati 6MHz,

namun perlu diperhatikan mosfet tersebut akan menjadi sangat panas, karena sering berada di kondisi transisi dari on-off!

Penentuan MOSFET Tipe IRF540N

Rancangan desain motor ac (BL Super Sanyo Denki) yang menggunakan BLDC ini memiliki resistansi 31,5 x 2 (63) ohms. Frekuensi getar harus berada di atas pendengaran manusia, yaitu 20KHz. Tegangan motor yang akan diberikan adalah sebesar 60Volts. Jika melihat arus saat motor baru akan dinyalakan (stall/diam), arus yang dibutuhkan adalah 60/63 (0,95 -mendekati 1) ampere. Jika diasumsikan suhu pada mosfet tersebut 125 derajat celcius, arus maksimum yang dapat dilewatkan oleh mosfet IRF540N adalah 19 ampere (lihat gambar 4 yang diambil dari datasheet IRF540N). 19A angka yang lebih dari cukup untuk 1A arus stall, sehingga IRF540N bisa digunakan untuk kasus ini.

Gambar 4 Gambar maximum drain current vs. temperature

Berapa daya yang akan di-disipasikan oleh IRF540N ini? Untuk menjawabnya, kita perlu mengetahui besar Rds(on), yaitu 0.052 Ohms. Pada gambar 5 (Normalized On-Resistance Vs. Temperature), dapat dilihat bahwa nilai Rds(on) bertambah sebesar 1,8 x 0,052 Ohms (0.0936 Ohms). Dengan kondisi arus stall sebesar 1A, maka PD = 1 x 1 x 0,0936 = 0,0936 Watts. Karena PD dibawah 1 Watt, kesimpulan yang didapat adalah aplikasi ini tidak memerlukan heatsink, bahkan pada prakteknya kondisi arus stall terjadi kurang lebih 20% dari nilai PD!

Gambar 5 Gambar normalized on-resistance vs. temperature

Sekarang, kita tinggal menghitung daya yang ter-disipasi karena proses switching. Hal ini terjadi hanya saat rise-time dan fall-time, yaitu 49ns+77ns=126ns. Daya yang ter-disipasi menjadi 126ns x 20KHz = 2,52mWatts. Nilai ini dapat diabaikan karena terlalu kecil.

Mosfet Driver

Mosfet Driver yang akan digunakan adalah IR2184. IC ini mampu menyediakan tegangan Vgs di atas 10Volts, yang dibutuhkan untuk membuat mosfet berfungsi sebagai saklar. IC ini juga menyediakan arus yang cukup untuk mengisi kapasitor Ciss pada mosfet, sehingga waktu on pada mosfet dapat dilakukan secepat mungkin. Mosfet driver ini digunakan untuk sisi High-side dan Low-side dari tipe N-Mosfet, sehingga di dalam chip IR2184 tersebut terdapat rangkaian bootstrap (Se-Kyo Chung and Jung-Gyu Lim, 2007), yang berfungsi untuk menaikkan tegangan VGS di sisi High-side N-Mosfet, agar mosfet tersebut dapat berfungsi sebagai saklar dengan baik.

Algoritma BLDC

BLDC memerlukan algoritma dasar yang akan menggerakkan rotor pada motor BLDC (Brown, 2011.). Teknik komutator BLDC sendiri dibagi dua cara, yaitu sensored dan sensorless. Cara sensorless memiliki keunggulan dalam hal realibitas di koneksi kabel sensor yang tidak ada lagi, tapi kekurangan dari cara sensorless adalah dibutuhkannya algoritma pemrograman yang lebih kompleks (Jianwen Shao, 2005) Teknik komutasi motor BLDC dengan sensored, menggunakan tiga buah Hall-sensor, yang mendeteksi posisi sudut rotor untuk kemudian memerintahkan kumparan stator berikutnya untuk menyala. Secara keseluruhan terdapat 6 langkah untuk melakukan perputaran sebesar 360 derajat disebut juga sebagai komutasi trapezoidal. Kemudian teknik ke-dua dari algoritma BLDC adalah komutasi Sinusoidal (Sambada, 2005). Komutasi Sinusoidal menghasilkan perputaran yang halus (ripple kecil) dibandingkan dengan komutasi trapezoidal (Precision MicroControl Corporation, n.d).

DAFTAR PUSTAKA

Brown, Ward. (2011). Brushless DC Motor Control Made Easy. Microchip Application Note AN857. Diakses dari http://ww1.microchip.com/downloads/cn/AppNotes/cn012037.pdf

Jianwen Shao. (2005). An Improved Microcontroller-based Sensorless Brushless DC (BLDC) Motor Drive for Automotive Applications. Industry Applications Conference. Fourtieth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2005.

Mosfet.                     (2002).    Mosfet and         Mosfet        Drivers.     Diakses         dari http://robots.freehostia.com/SpeedControl/Mosfets.html.

Precision MicroControl Corporation. (n.d). Brushless AC Motor Commutation: Sinusoidal Commutation with a PC based Motion Controller. Diakses dari http://www.pmccorp.com/support/appnotes/an1004.pdf.

Sambada, Jorge. (2005). Sinusoidal Control of PMSM Motors with dsPIC30F DSC. Diakses dari http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01017A.pdf.

Se-Kyo Chung and Jung-Gyu Lim. (2007). Design of Bootstrap Power Supply for Half-Bridge Circuits using Snubber Energy Regeneration. Diakses dari http://www.review.jpe.or.kr/On line/.../JPE%207-4 -4.pdf.

*********************************************************

               OPTIMASI PENENTUAN JENIS MOSFET PADA 
                PENGENDALI ELEKTRONIKA MOTOR BLDC

Saktio Suryowidagado

                                   

ABSTRAK

BrushLess DC sudah dikenal dikalangan industri hingga penggemar mainan mobil listrik atau bisa disebut tamiya, sebagai salah satu jenis motor penggerak yang ringan dan efesien dalam disainnya, tetapi memerlukan komutasi elektronik. Artikel ini membahas secara menyeluruh cara pemilihan tipe mosfet yang tepat untuk spesifikasi motor BLDC yang diberikan. Hal ini akan sangat berguna pada saat implementasi. Bagi pemula tentunya artikel ini akan menarik terutama dari sisi penerapan elektronika yang dibutuhkan untuk memutar motor BLDC ini, sedangkan bagi para profesional, tentunya tetap akan menarik, karena di Indonesia pada umumnya, tidak banyak orang yang menekuni di bidang ini, sehingga pengetahuan ini akan sangat berguna.

Kata kunci: BLDC, MOSFET, bootstrap

PENDAHULUAN

BLDC adalah perputaran komutasi elektronik yang menentukan gerakan rotor. Sedangkan motor DC brushed  dilakukan secara otomatis oleh ring-komutator. Pada pembahasan ini akan dibahas cara kerja komutator elektronik pada motor BLDC.

Topik-topik yang akan dibahas adalah: (1) karakteristik MOSFET; (2) mosfet driver;

(3) algoritma BLDC.

PEMBAHASAN

Karakteristik Mosfet

Sebuah perusahaan komponen elektronika besar, seperti IR (International Rectifier), mengeluarkan produk HEXFET, yaitu seperti beberapa produk MOSFET yang di utamakan untuk melakukan pensaklaran dengan menggunakan kapasitas arus (ampere) yang besar. MOSFET adalah singkatan dari Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. MOSFET memiliki empat (4) jenis varian, yaitu enhancement dan depletion mode, di mana di setiap mode tersebut terdapat N dan P channel.

Berikut adalah simbol dari dua jenis enhancement mode MOSFET, yaitu P-Channel Mosfet dan N-Channel Mosfet (Gambar 1).

Gambar 1 Gambar P dan N Channel Mosfet

Mosfet P-Channel memiliki panah yang keluar, hal ini menunjukkan bahwa konduktansi yang terjadi disebabkan oleh holes, sedangakan Mosfet N-Channel memiliki panah yang masuk, menunjukkan bahwa konduktansi yang terjadi dikarenakan oleh elektron.

Lalu, bagaimana cara MOSFET bekerja, khususnya sebagai saklar? VGS dari N-Mosfet harus positif, sedangkan untuk P-Mosfet VGS harus negatif. Berikut ini konfigurasi dasar N-Mosfet sebagai saklar (Gambar 2).

Gambar 2 Gambar NMosfet Sebagai Saklar

Dan konfigurasi dasar P-Mosfet sebagai saklar sebagai berikut (Gambar 3).

Gambar 3 Gambar PMosfet sebagai saklar

Penggunaan mosfet yang benar tentunya membutuhkan pengertian mendalam pada karakteristik dari Mosfet tersebut (Mosfet, 2002). Berikut ini adalah penjabaran dari setiap parameter mosfet yang ada di dalam datasheet (dalam hal ini mosfet IRF540N): (1) on resistance Rds(on) – ini adalah resistansi yang terjadi di antara drain dan source pada saat IRF540N berada dalam status sakelar tertutup (atau on). Besarnya resistansi ini akan menentukan daya (V x I) yang akan didisipasi oleh IRF540N melalui struktur mekaniknya. Semakin kecil nilai Rds(on) tentunya semakin kecil daya yang akan didisipasi oleh suatu mosfet, karena I kuadrat R berlaku; (2) Maximum drain current Id(max) – ini adalah arus maksimum yang dapat dilalui kaki drain ke kaki source, dan tentunya sangat tergantung dari kemasan mosfet tersebut dan juga Rds(on); (3) Power Dissipation (PD) – ini adalah daya maksimum yang dapat didisipasikan oleh mosfet, tergantung dari kemasannya; (4) Linear Derating Factor – ini adalah besaran yang menyatakan berapa besar daya maksimum per derajat celcius yang harus di-disipasikan; (5) Avalanche Energy EA – ini adalah batasan mosfet dapat menampung energi yang terjadi saat avalanche. Avalanche sendiri adalah kondisi di mana tegangan Drain-Source maksimum dilewati, dan arus besar melewati mosfet. Hal ini tidak akan merusak mosfet secara permanen, selama energi avalanche tersebut tidak melewati batas maksimum;

(6) Peak diode recovery, dv/dt – ini adalah parameter yang menyatakan seberapa cepat dioda-intrinsik mampu berubah keadaan dari status off ke on. Hal ini sangat tergantung dari berapa besar tegangan sebelum dioda tersebut on. Sehingga waktu yang dibutuhkan adalah t= tegangan-balik/peak diode recovery; (7) Drain-to-Source Breakdown Voltage – hal ini menyatakan tegangan maksimum yang diperbolehkan antara kaki drain dan source, ketika mosfet dalam keadaan off; (8) Gate threshold Voltage, Vgs(th) – tegangan gate-source minimum yang menyebabkan mosfet mulai on. Perhatikan bahwa untuk penggunaan mosfet sebagai saklar, Vgs butuh tegangan jauh lebih tinggi dari Vgs(th), yaitu 10volt; (9) Forward transconductance, gfs – ini adalah hubungan linear antara tegangan Vgs dengan arus Drain (Id/Vgs). Parameter ini penting bila mosfet dipergunakan sebagai penguat aktif atau amplifier; (10) input Capacitance, Ciss. Ini adalah kapasitansi gabungan dari terminal gate dengan terminal drain dan source. CGD adalah faktor yang lebih dominan.

Arus Drain

Besar arus pada mosfet Drain sering ditulis di datasheet pada angka maksimum. Namun hal ini perlu dicermati dengan sangat hati-hati, karena pada suhu ruang 25 derajat celcius tidak memungkinkan arus tersebut tetap maksimum. Sebaiknya melihat grafik penurunan arus sebagai fungsi dari temperatur agar dapat melihat kapasitas arus yang sebenarnya.

Kecepatan On-Off

Kecepatan transisi mosfet ditentukan oleh parameter turn-on delay, rise time, turn-off delay, dan fall time. Jika ditotal kan keseluruhan parameters tersebut, akan didapatkan periode minimum gelombang kotak pada mosfet tersebut, sebagai contoh IRF540N, memiliki total waktu 142ns. Artinya frekuensi tertinggi yang dapat diberikan pada mosfet IRF540N adalah mendekati 6MHz. Namun, perlu diperhatikan mosfet tersebut akan menjadi sangat panas, karena sering berada di kondisi transisi dari on-off!

Penentuan MOSFET Tipe IRF540N

Rancangan desain motor ac (BL Super Sanyo Denki) yang menggunakan BLDC ini memiliki resistansi 31,5 x 2 (63) ohms. Frekuensi getar harus berada di atas pendengaran manusia, yaitu 20KHz. Tegangan motor yang akan diberikan adalah sebesar 60 Volt. Jika melihat arus saat motor baru akan dinyalakan (stall/diam), arus yang dibutuhkan adalah 60/63 (0,95 -mendekati 1) ampere. Jika diasumsikan suhu pada mosfet tersebut 125 derajat celcius, arus maksimum yang dapat dilewatkan oleh mosfet IRF540N adalah 19 ampere (lihat gambar 4 yang diambil dari datasheet IRF540N). 19A angka yang lebih dari cukup untuk 1A arus stall, sehingga IRF540N bisa digunakan untuk kasus ini.

Gambar 4 Gambar maximum drain current vs. temperature

Berapa daya yang akan di-disipasikan oleh IRF540N ini? Untuk menjawabnya, kita perlu mengetahui besar Rds(on), yaitu 0.052 Ohms. Pada gambar 5 (Normalized On-Resistance Vs. Temperature), dapat dilihat bahwa nilai Rds(on) bertambah sebesar 1,8 x 0,052 Ohms (0.0936 Ohms). Dengan kondisi arus stall sebesar 1A, maka PD = 1 x 1 x 0,0936 = 0,0936 Watts. Karena PD dibawah 1 Watt, kesimpulan yang didapat adalah aplikasi ini tidak memerlukan heatsink, bahkan pada prakteknya kondisi arus stall terjadi kurang lebih 20% dari nilai PD!

                                 Gambar 5 Gambar normalized on-resistance vs. temperature

Sekarang, kita tinggal menghitung daya yang ter-disipasi karena proses switching. Hal ini terjadi hanya saat rise-time dan fall-time, yaitu 49ns+77ns=126ns. Daya yang ter-disipasi menjadi 126ns x 20KHz = 2,52mWatts. Nilai ini dapat diabaikan karena terlalu kecil.

Mosfet Driver

Mosfet Driver yang akan digunakan adalah IR2184. IC ini akan mampu menyediakan tegangan Vgs di atas 10Volt, yang dibutuhkan untuk membuat mosfet berfungsi sebagai saklar. IC ini juga menyediakan arus yang cukup untuk mengisi kapasitor Ciss pada mosfet, sehingga waktu on pada mosfet dapat dilakukan secepat mungkin. Mosfet driver ini digunakan untuk sisi High-side dan Low-side dari tipe N-Mosfet, sehingga di dalam chip IR2184 tersebut terdapat rangkaian bootstrap (Se-Kyo Chung and Jung-Gyu Lim, 2007), yang berfungsi untuk menaikkan tegangan VGS di sisi High-side N-Mosfet, agar mosfet tersebut dapat berfungsi sebagai saklar dengan baik.

Algoritma BLDC

BLDC memerlukan algoritma dasar yang akan menggerakkan rotor pada motor BLDC (Brown, 2011.). Teknik komutator BLDC sendiri dibagi menjadi dua cara, yaitu sensored dan sensorless. Cara sensorless memiliki keunggulan dalam hal realibitas di koneksi kabel sensor yang tidak ada lagi, tapi kekurangan dari cara sensorless adalah dibutuhkannya algoritma pemrograman yang lebih kompleks (Jianwen Shao, 2005) Teknik komutasi motor BLDC dengan sensored, menggunakan tiga buah Hall-sensor, yang akan mendeteksi posisi sudut rotor untuk kemudian memerintahkan kumparan stator berikutnya untuk menyala. Secara keseluruhan terdapat 6 langkah untuk melakukan perputaran sebesar 360 derajat disebut juga sebagai komutasi trapezoidal. Kemudian teknik kedua dari algoritma BLDC adalah komutasi Sinusoidal (Sambada, 2005). Komutasi Sinusoidal menghasilkan perputaran yang halus (ripple kecil) dibandingkan dengan komutasi dari trapezoidal (Precision MicroControl Corporation, n.d).

KESIMPULAN

Menurut analisa yang saya lakukan dari jurnal “Optimasi Penentuan Jenis Mosfet Pada Pengendali Elektronika Motor BLDC” di dapat kesimpulan bahwa: BrushLess DC sudah dikenal dikalangan industri hingga penggemar mainan mobil listrik -tamiya, sebagai salah satu jenis motor penggerak yang ringan dan efesien dalam disainnya, tetapi memerlukan komutasi elektronik. Artikel ini membahas secara menyeluruh cara pemilihan tipe mosfet yang tepat untuk spesifikasi motor BLDC yang diberikan. Hal ini sangat berguna pada saat implementasi. Bagi pemula tentunya artikel ini akan menarik terutama dari sisi penerapan elektronika yang dibutuhkan untuk memutar motor BLDC ini, sedangkan bagi para profesional, tentunya tetap akan menarik, karena di Indonesia pada umumnya, tidak banyak orang yang menekuni bidang ini, sehingga pengetahuan ini akan sangat berguna.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Brown, Ward. (2011), “Brushless DC Motor Control Made Easy”. Microchip Application Note AN857. Diakses dari http://ww1.microchip.com/downloads/cn/AppNotes/cn012037.pdf

[2] Jianwen Shao. (2005), “An Improved Microcontroller-based Sensorless Brushless DC (BLDC) Motor Drive for Automotive Applications”. Industry Applications Conference. Fourtieth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2005.

[3] Mosfet,               (2002), “Mosfet and Mosfet Drivers”, Diakses dari http://robots.freehostia.com/SpeedControl/Mosfets.html.

[4] Precision MicroControl Corporation. (n.d), “Brushless AC Motor Commutation: Sinusoidal Commutation with a PC based Motion Controller”, Diakses dari http://www.pmccorp.com/support/appnotes/an1004.pdf.

[5] Sambada, Jorge. (2005). "Sinusoidal Control of PMSM Motors with dsPIC30F DSC", Diakses dari http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01017A.pdf.

[6] Se-Kyo Chung and Jung-Gyu Lim. (2007). "Design of Bootstrap Power Supply for Half-Bridge Circuits using Snubber Energy Regeneration", Diakses dari http://www.review.jpe.or.kr/On line/.../JPE%207-4-4.pdf.

[7] Jimmy Linggarjati. (2012). “Optimasi Penentuan Jenis Mosfet Pada Pengendali Elektronika Motor BLDC”, Diakses dari

http://researchdashboard.binus.ac.id/uploads/paper/document/publication/Journal/Teknik%20Komputer/Vol%2020%20No%202%20Agustus%202012/04_Jimmy%20L.OK.pdf.