Pengertian Dioda Bridge, Fungsi, dan Cara Kerjanya
Dioda bridge adalah modul dioda yang membentuk sambungan jembatan (bridge) 4 hingga 6 dioda dalam satu paket, dan digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Fungsi dioda bridge adalah untuk mengubah bagian tegangan negatif dari bentuk gelombang AC menjadi tegangan positif, setelah itu difilter low-pass sehingga dapat digunakan untuk menghaluskan, dan hasilnya menjadi DC.
Ketika digunakan dalam aplikasi yang paling umum, yaitu konversi masukan arus bolak-balik (AC) menjadi keluaran arus searah (DC), dioda bridge dikenal sebagai jembatan penyearah (bridge rectifier).
Jembatan penyearah menyediakan penyearah gelombang penuh dari input AC dua kabel, sehingga menghasilkan biaya dan bobot yang lebih rendah dibandingkan dengan penyearah input tiga kabel dari transformator dengan belitan sekunder yang disadap di tengah.
Sebelum ketersediaan IC (integrated circuit), jembatan penyearah dibuat dari dioda terpisah. Namun, sejak sekitar tahun 1950, komponen tunggal dengan empat terminal yang berisi empat dioda dihubungkan dalam konfigurasi jembatan (bridge) telah ada dan sekarang tersedia dengan berbagai peringkat tegangan dan arus.
Dioda juga digunakan dalam topologi jembatan bersama dengan kapasitor sebagai pengganda tegangan (voltage multiplier). Pengganda tegangan adalah rangkaian listrik yang mengubah daya listrik AC dari tegangan rendah ke tegangan DC lebih tinggi, biasanya menggunakan rangkaian kapasitor dan dioda. Lihat gambar rangkaian pengganda tegangan di bawah.
 |
| (Rangkaian Pengganda Tegangan) |
Pengganda tegangan dapat digunakan untuk menghasilkan beberapa Volt dalam peralatan elektronik, hingga jutaan Volt untuk tujuan seperti eksperimen fisika energi tinggi dan pengujian keselamatan petir. Jenis pengganda tegangan yang paling umum adalah pengganda seri setengah gelombang, juga disebut Villard cascade.
Baca Juga: Rangkaian Dioda Seri dan Paralel beserta Contoh Soal
Cara Kerja Dioda Bridge
Jembatan penyearah yang menggunakan empat dioda dirangkai untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Sinyal keluaran pada arus DC dari rangkaian seperti itu selalu memiliki polaritas yang sama, tidak peduli dengan polaritas sinyal masukan arus AC.
Gambar di bawah merupakan rangkaian jembatan penyearah dengan dioda yang saling bertautan dalam konfigurasi bridge. Sinyal AC diterapkan pada terminal masukan A dan B, dan output atau keluaran arus DC dapat diamati pada resistor R1.
Berikut adalah bagaimana rangkaian penyearah ini merespons sinyal AC dengan polaritas yang berubah-ubah di setiap siklus:
Pada setengah siklus ‘positif’ pertama dari sinyal AC, dioda D2 dan D3 menjadi bias maju dan mulai menghantarkan listrik. Pada saat yang sama, dioda D1 dan D4 akan dibias mundur dan tidak akan menghantarkan arus. Jadi, arus akan mengalir ke resistor beban melalui dua dioda yang diberi bias maju. Tegangan pada output akan menjadi positif di terminal D dan negatif di terminal C.
Kemudian, selama setengah siklus ‘negatif’ sinyal AC, dioda D1 dan D4 akan mendapat bias maju dan dioda D2 dan D3 akan menjadi bias mundur. Tegangan positif akan muncul pada anoda D4, dan tegangan negatif akan diterapkan pada katoda D1. Perlu dicatat pada titik ini bahwa arus yang akan mengalir melalui resistor beban akan memiliki arah yang sama seperti pada setengah siklus positif.
Oleh karena itu, apapun polaritas sinyal masukan, polaritas keluaran akan selalu sama. Kita juga dapat mengatakan bahwa setengah siklus negatif dari sinyal AC telah dibalik dan muncul sebagai tegangan positif pada output.
Cara Kerja Kapasitor sebagai Filter
Hal utama yang perlu diketahui pada rangkaian penyearah adalah tegangan keluaran polaritas tunggal ini bukanlah tegangan DC murni, karena sifatnya yang berdenyut dan bukan garis lurus.
Akan tetapi, masalah ini dapat diselesaikan dengan cepat, yaitu dengan cara menghubungkan kapasitor secara paralel dengan resistor beban seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Dalam desain baru ini, setengah siklus ‘positif’ akan mengisi kapasitor melalui dioda D2 dan D3. Sementara itu, selama setengah siklus ‘negatif’ kapasitor akan berhenti mengisi daya dan mulai melepaskan muatannya sendiri melalui resistor beban.
Proses ini dikenal sebagai filtrasi, dan kapasitor bertindak sebagai filter. Kapasitor telah meningkatkan sifat tegangan keluaran yang berdenyut, dan sekarang hanya akan ada riak. Bentuk gelombang ini sekarang lebih mendekati bentuk gelombang tegangan DC murni. Bentuk gelombang dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan menggunakan jenis filter lain seperti filter L-C dan filter pai.
