LC Series Resonant Converter menggunakan TL494

Setelah membuat LLC resonant converter saya tertarik membuat yang “lebih sederhana” yaitu LC series resonant converter.

Saya memilih menggunakan TL494 karena ini merupakan Ic legendaris (dari tahun 70an) sejuta umat SMPS,

Untuk gate drive saya akan menggunakan IR2110, alasannya :

1. Saya punya stok tidak terpakai

2. Tinggal solder tidak seperti GDT yang harus gulung-gulung. sebenarnya bisa saja memkai GDT, hanya saya sedang malas saja.

LC series ini konsepnya cukup sederhana, dari smps halfbridge konvensional ditambahkan external inductor Lr kemudian C kopling (yg biasanya 1 uf) disesuaikan nilainya menjadi kapasitor resonansi. Tujuannya adalah untuk membuat gelombang arus yang melewati trafo berbentuk sinus.

Ada 2 macam mode dalam smps ini yaitu mode ZVS (Zero voltage switching), mosfet di on kan dalam keadaan tegangan ketika VDS = nol, yang kedua ZCS (Zero Current Switching), mosfet di on kan dalam ketika IDS = nol.

Smps ini hanya memiliki 1 frekuensi resonansi, berbeda dengan LLC yang mempunyai 2 frekuensi resonansi.

LC converter memiliki gain <1 (kurang dari1) , sedangkan LLC converter diatas Fr1 gain akan<1 dibawah Fr1 gain >1

Sebenarnya smps jenis ini sudah dipakai beberapa pabrikan sperti Yamaha, C audio, Crown dll.

Saat ini mungkin popularitas LLC diatas LC series, setiap mencoba pencarian LC series ini di google selalu diarahkan ke LLC. smps LLc populer seiring dengan makin banyaknya penggunaan pada LCD/LED TV.

Sumber pustaka mengenai LC series resonan akan saya cantumkan pada referensi pada bagian bawah halaman ini.

Dari tulisan ini harapannya penghobi smps di indonesia bisa membuat sendiri smps resonant dengan mudah (hanya perlu perhitungan matematika sederhana) dengan komponen yang mudah didapat.

PCB di desain dengan single layer agar mudah dibuat.

……dilanjut lain waktu, pcb masih dalam proses desain…..

yang mau intip skemanya dulu silahkan : Tl494_IR2110-SRC_ZVS_V2_RES

kalau mau buat juga silahkan daripada nunggu saya kelamaan

  • saya memilih menggunakan MOSFET daripada IGBT karena smps ini di desain bekerja dalam mode ZVS dengan frekuensi switching sedikit diatas frekuensi resonansi. IGBT lebih cocok untuk mode ZCS.
  • softstart menggunakan IC 555 sepertinya tidak perlu lagi, saya sudah mensimulasikan dengan cara lain yang jauh lebih sederhana. akan diterapkan di skema final nantinya
  • dibawah ini bentuk gelombang arus pada Lr kurva warna biru , tegangan di Cr (kurva hijau), dan tegangan pada titik tengah halfbridge (merah). gelombang ini dalam keadaan bebean sekitar 1920 watt (dalam simulasi)

26-01-2020 : sampai sekarang saya belum sempat melanjutkan versi Tl494 ini

saya sudah berhasil mencobanya pada SMPS IR2153 saya dengan menambahkan resonant induktor dan resonant kapasitor.

SMPS IR2153 ini bekerja dengan switching frekuensi 60kHz, frekuensi resonansi dipilih sedikit dibawah frekuensi switching (Fr<Fs), dengan Lr 21uH dan Cr 440nF (2x220nF) maka frekuensi resonansinya sekitar 52kHz

SMPS Ir2153 tampak atas

SMPS IR2153 dengan penambahan komponen resonansi

tegangan pada kapasitor resonant berbentuk sinusoidal