High Performance BootStrap Capacitor use Low Side Driver (TC4420) with capacitif signal isolation

          Mendrive mosfet salah satu caranya dengan prinsip bootstrap capacitor. Namun memiliki kendala performa yang duty cyclenya terbatas. Berbeda dengan prinsip transformer power suply isolation. Memiliki rentang waktu yang lebar bahkan sangat cepat, bila memakai power suply yang tepat. Kali ini saya akan uraikan cara mendrive mosfet dengan prinsip bootstrap namun memiliki performa yang handal dengan performa yang sedikit dibawah transformer isolation. IC yang dipakai TC4420. Sesuai datasheet IC mampu mendrive sampai 10.000pf. Rentang tegangan juga lebih lebar antara 4,8-18Volt. Jauh lebih lebar daripada IC yang memakai bootstap principle biasanya. Biasanya hanya berkisar 10-15volt. Saya sudah test dengan arduino PWM dengan duty cycle 5-95%. Mosfet yang dipakai type IRFZ44. Ciss 1800pf. PSU Accu 12Volt. Load LED DC 3Watt. Controller Arduino-Uno.PWM pin 9 yang dipakai. Memakai program dimer LED.

 Kemampuan yang lebih baik daripada bootstrap yang biasa, namun rentang duty cycle yang lebar, dengan kelebihan low side driver. Tegangan suply bisa dicheck dengan memeriksa tegangan pada bootstrap capacitor. Semakin tinggi nilai bootstrap capacitor maka tegangan suply IC akan semakin stabil (voltage-Riple & noise). Saya pernah coba dengan 4700uf. Voltage ripple lebih rendah daripada memakai 220uf.
Prinsip ini menawarkan biaya yang lebih murah daripada menggunakan prinsip Isolation power suply. Signal isolation memberikan safety lebih baik bagi sumber signal, biasanya mikrokontroler. Pemahaman teori sangat penting. Teori akan diuji dengan praktek. Hasil akhir dari praktek akan menentukan apakah teori itu benar atau salah. Apabila ada kesalahan penulis itu semua karena penulis hanya manusia biasa, yang tidak luput dari kesalahan. Mohon maaf bila ada kesalahan. Wasalamualaikum wr.wb.Selamat mencoba.Semoga berhasil menemukan apa yang anda cari.

Kendala Perdagangan antar negara dengan multi regulasi pajak dan solusinya.

Ini adalah situasi yang pernah saya alami sebagai engineer dan costing(estimator) produk, tidak hanya sekali namun berulangkali. Mungkin teman2 yang lain atau bahkan pengusaha atau importir bahkan negara yang super power sekalipun kewalahan dengan fenomena ini.

Contoh kasus yang saya alami adalah pembuatan mechanism untuk kursi dengan besi. PT.XX di suatu kawasan industri bogor. Harga estimsi material dengan ketelitian gram sekitar 5kg. Jadi Harga Bahan baku sekitar 35rb. Ongkos tenaga kerja, powder coating, procces machining dan las sekitar 15rb/pcs. Ditambah PPN dan margin harganya menjadi sekitar 85-90rb. Untuk orang awam mungkin harga sedemikian termasuk sudah murah. Tetapi untuk produksi ribuan unit akan berbeda halnya. Sedangkan pemilik usaha pasti akan membuat keputusan membuat atau membeli (make-or-buy). Untuk membuat pasti butuh tool/Investasi. Sedangkan membeli hanya cukup langsung impor saja. Apalagi untuk kawasan berikat dengan ijin lengkap pasti akan sangat mudah impor. Selanjutnya keputusan dibuat berdasarkan harga. 

Import 5USD sedangkan produksi sendiri 6,5-7USD. Si pengusaha pasti akan langsung mengambil keputusan untuk impor. 

Selanjutnya kenapa bisa import lebih murah?. Pertanyaan ini membutuhkan penjabaran yang panjang. Secara sederhana, proses produksi dimulai dari bahan baku langsung, tidak langsung dan unsur lain sehingga tercipta struktur harga. Material dasar untuk produksi unsur dasar yang mempengaruhi harga. Selanjutnya Volume produksi akan berpengaruh di effisiensi tooling/peralatan. Penggunaan alat yang hemat daya akan berpengaruh jangka panjang perusahaan. Production Planning yang tepat dan meminimalisir overheat bahan baku produksi. Upah buruh dapat mempengaruhi 5% harga barang. Untuk proses logistik yang effisient langsung terkoneksi port to port. Rantai distribusi yang pendek akan meminimalisir peningkatan harga dari produsen ke konsumen. Penggunaan mesin otomatis akan mempercepat proses produksi, namun jumlah variant produk akan terbatas dan membutuhkan extra time untuk setup produk baru. 

Penjabaran selanjutnya, Kalau semua sudah sama kenapa membeli barang di negara XX koq tetap lebih murah?. Nah ini menarik untuk ditelusuri. Struktur pajak progresif dan single tax option terkadang terlewat dari pengamatan kita. Contoh kasus selanjutnya untuk single tax option adalah xxx solar. Pabrikan XXX solar adalah contoh perusahaan yang menggunakan single tax option(menurut pengamatan saya saja). Pabrik ini mempunyai teknologi canggih yang terintegrasi, mulai pengolahan pasir menjadi solar cell. Pengolahan aluminium dan extruder, injection palstik dll serta semua industri pendukung untuk membuat sebuah produk finish good. Maka produk output untuk PT xx sudah berupa produk consumer yang siap pakai. hanya dengan membayar satu kali pajak. Berbeda halnya dengan PP YY yang membeli produk pendukung produksi dari PT lain. Maka, PT yang produknya dibeli PT YY pasti sudah membayar pajak pada harga barangnya. Jadi untuk persaingan harga pasti PT YY akan kalah dalam jangka panjang karena struktur pajak yang panjang untuk mensuply unit produksinya(prograsif). 

Selanjutnya setelah struktur pajak sama, kenapa setelah struktur pajak sama, koq tetap beli disana lebih murah juga? lebih rumit lagi ini, Untuk faktor produksi sudah kita bahas. struktur pajak sudah, selajutnya insentif pajak ekspor dan energy. Meskipun kecil tapi ini sangat berpengaruh terutama untuk pemain besar. Seperti consumer dengan penjualan yang besar untu suply negara maju. 

Kesenjangan sistem, metode pajak, faktor produksi, insentif dll, adalah struktur komplek elemen perdanganan yang membentuk harga produk lintas negara. Elemen yang diluar faktor produksi terkadang memegang peranan dominan dalam faktor kenaikan harga produk.Namun keputusan ada di tangan konsumen selaku pembeli.Konsumen selaku pembeli ingin mendapatkan harga terbaik, dan kualitas yang bagus. Lalu regulasi adalah kuncinnya. Implementasi regulasi sangat penting untuk membentuk struktur perdagangan yang fair bukan yang free(Oleh Regulator Perdagangan Antar Negara) dan ditaati pelaku perdagangan itu sendiri.

Checking performance mosfet gate driver simple(mengecheck performa gate driver mosfet)

 Apakah mosfet driver yang saya atau anda pakai sudah bekerja dengan maksimal atau belum. Terkadang pertanyaan ini muncul setelah dilakukan pengetesan system total, namun terjadi system yang tidak seimbang. Misalnya panas berlebih, tegangan tidak tercapai, atau bahkan terbakar. Untuk mencegah hal itu saya berbagi tips sedikit untuk memeriksa kemampuan driver mosfet pada saat frekuensi sangat rendah. Gunakan arduino uno program blinking untuk mendrive mosfet. Check tegangan output dengan Avometer. Mosfet driver yang sudah bekerja dengan baik akan memiliki drop tegangan sangat rendah bila tanpa beban. Gunakan sumber power suply 12volt tanpa riple untuk pengujian. Misalnya aki atau battery. Battery dengan tegangan 13,2 volt. Seharusnya tegangan output mosfet tanpa beban akan drop dibawah 0,1 Volt. Apabila open circuit tegangan drop lebih dari 0,1 volt, maka mosfet mengalami fasa belum totally turn on. Sehingga resistansi lebih dari Rds on mosfet sesuai datasheet. Sifat mosfet akan mengalami kenaikan resistansi pada saat suhu naik. Namun minimal kita bisa cegah dengan mengetahui performa driver pada saat low frequency. misalnya on off dengan delay 500ms, 1s. Saya coba drive mosfet pada sisi tinggi(High Side) dan Sisi rendah (Low Side) type IRFZ44. Pada sisi rendah mosfet driver mampu bekerja dengan sempurna dengan drop tegangan dibawah 0,1volt. Namun pada saat saya rubah diposisi tinggi(high side) drop tegangan sampai 0,5 volt. Jadi Resistansi mosfet naik pada saat say konfigurasi high side. Maka dari itu kebanyakan aplikasi N mosfet akan lebih panas bila dipasang di sisi tinggi akan lebih panas, karena tegangan gate dan pengisian belum sempurna, akibatnya Resistansi mosfet akan naik dan timbul panas yang berlebih. Metode yang mampu mengimbangi low side driver dengan duty cycle 1-99% dengan kecepatan tinggi dan kecepatan rendah second-Megahertz hanya dengan metode low side driver dengan isolasi power suply. Sedangkan isolasi signal menggunakan capacitor. Untuk isolasi dengan optocoupler memiliki kelemahan delay yang lebih lama. Metode yang saya coba sebelumya isolasi gate dengan capacitor dengan konfigurasi low side. Metode tersebut mampu bekerja untuk kecepatan tinggi dan kecepatan rendah, Namun memiliki kelemahan pada drop tegangan yang tinggi. Dikarenakan pengisian gate ampere dan tegangan belum sesuai. Sedangkan metode bootsrap capacitor memang murah tetapi memiliki kelemahan tidah mampu untuk duty cycle dengan rentang variasi yang jauh. Misalnya aplikasi membutuhkan wide bangap (Rentang frekuensi yang luas), akan keteteran jika menggunakan bootstrap. Contoh aplikasi lain misalnya suatu saat kita butuh switching dengan frekuensi detik, tiba2 kita butuh 200khz, maka perhitungan capacitor akan kesulitan diaplikasikan.

Drive Mosfet High Side memakai capacitor (CAPACITIVE DC-ISOLATED GATE DRIVER)

Mendrive mosfet pada sisi high side, terutama untuk N-Chanel memiliki tingkat kesulitan yang lebih tinggi dibandingkan dengan mendrive pada sisi low side. Pada gambar diatas saya mencoba mendrive mosfet dengan prinsip menggunakan kapacitor low ESR untuk mendrive N mosfet. Ada banyak metode memang. Ada bootstrap, transformer isolation signal carrier, transformer isolation suply, transformer isolation signal carrier suply, charge pump dll.
Kali ini circuit sudah saya coba memakai PWM signal arduino uno dengan duty cycle 5%-95% dan on off dengan delay beberapa detik dan milisecond delay. Dan mampu bekerja. Kelemahan yang ada adalah peningkatan Rds on mosfet jadi berubah menjadi lebih tinggi. Ini dikarenakan tegangan gate masih terlalu rendah, Masih dalam tahap saturation dan on mosfet(belum totally turn on). Nilai capacitor harus tebih tinggi dari Input capacitance mosfet (Ciss). Jenis dioda yang dipakai, 1N4148, sedangkan bila ingin memfungsikan dioda sekaligus proteksi mosfet dari over voltage, bisa diganti dengan zener 15volt. Referensi awal memakai skotky dioda, Namun setelah saya coba dan baca datasheet, sifat dioda tersebut memiliki reverse current yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan dioda yang lain. Sehingga saya memilih dioda zener dengan rating 500mA 15Volt atau 18 Volt.  Dioda disini berfungsi sebagai start up charging capacitor berfungsi sebagai jalur kutup negatip dari capacitor saat charging awal untuk mendapatkan tegangan dengan level yang lebih tinggi dari gate treshold (Vgs) mosfet. Sesudah tegangan tercapai, driver baru bisa bekerja dengan baik. Saya coba akali dengan menseries capacitor untuk mnurunkan ESR namun konsekuensi discharge dari capacitor akan menyisakan tegangan pada capacitor selain yang berhubungan dengan driver mosfet. Jadi kondisi mosfet tidak totally turn off. Menyisakan tegangan pada saat turn off. Kelebihan bila menseries capacitor adalah tegangan sisa capacitor berfungsi seperti battery sehingga tegangan tresshold mosfet bisa tercapai/terlewati. Akibatnya Rds on akan sama rendahnya dengan drive mosfet normal pada low side. Dapat diakali dengan memilih mosfet dengan gate treshold yang lebih tinggi sehingga tegangan sisa dari capacitor tidak mempengaruhi mosfet sehingga bisa totally turn off. Penambahan induktor bisa bila ingin membuat resonant gate drive, namun frekuensi harus cukup tinggi, biasanya diatas 500khz. Part yang krusial lain yaitu resistor untuk discharge, diusahakan seminimal mungkin, untuk meminimalisir power disipasi dari mosfet driver. Hanya sedikit modifikasi dari circuit saya peroleh referensi dari (CAPACITIVE DC-ISOLATED GATE DRI VER – THE
CONCEPT,)Alon Blumenfeld, Alon Cervera, and Shmuel (Sam) Ben-Yaakov

Penambahan New PCB Package 2 axis di Proteus (Addition of New PCB Package 2 axis in Proteus)

Khusus Trafo dan induktor trough hole, di proteus memang sangat minim. Kali ini saya akan ulas bagaimana cara menambahkan library custom khusus trafo dan induktor. Pertama ambil package relay omron pada sheet lay out PCB. Selanjutnya decompose pcb package. Lalu kita buat pcb package sesuai datasheet. Ukuran bisa kita chek. keterbatasan toolbar drawing bisa diakali dengan import part .3ds dari google skecth-up. Namun kali ini saya hanya berfokus melalui software langsung. Buat kaki dengan toolbar penambahan lubang seperti biasa. ukur jarak antar lubang dan ukuran body komponen. Untuk ukuran tinggi trafo dan tinggi assembling dari PCB, bisa diedit pada saat making new package. Sedangkan ukuran panjang dan lebar bomponen bisa diperoleh dari mendrag garis dari body relay tsb. Atau bila bentuk trafo ada lengkungan bisa membuat dan menambahkan lingkaran baru. Kelemahan toolbar di drawing proteus pada saat membuat komponen misalnya kita tidak bisa membuat lubang ditengah solid body dari part(extrude cut). Sedangkan untuk membuat induktor bulat bisa diperoleh dengan mendekompose pcb package dari ceramic disc, pada konfigurasi berdiri, edit ukuran pada saat membuat new package. Untuk konfigurasi tidur bisa dibuat dengan package relay. Dengan cara mendele garis body relay dan membuat lingkaran. Yan paling penting dari membuat PCB packae adalah jarak antar lubang komponen. Pastikan sesuai dengan ukuran fisik benda. Chek dimensi menggunakan toolbar dimensi. Untuk yang belum familiar dengan inchi, bisa merubah satuan ke mm, dengan cara mengklik mm pada toolbar atas. Setelah lubang sesuai pastikan juga ukuran body komponen juga sesuai, sehingga tidak bertabrakan dengan part lain saat assembly/ perakitan nanti. Untuk jumlah kaki bisa kita tambahkan dengan  mengklik drill toolbar.Supaya presisi, setting toolbar snap/view ke 1mm atau 0.5mm. untuk membuat pelurusan antar lubang, bisa didapat dengan control+a (alignment), ada option center vertikal, horizontal, dll. Berikut contoh hasil jadi trafo dan induktor simpel.

Claim Fastest Gan Fet driver 2016

SAN DIEGO – July 12, 2016 – Peregrine Semiconductor Corp., founder of RF SOI (silicon on insulator) and pioneer of advanced RF solutions, introduces the word’s fastest gallium nitride (GaN) field-effect transistor (FET) driver, the UltraCMOS® PE29100. Built on Peregrine’s UltraCMOS technology, this new GaN driver empowers design engineers to extract the full performance and speed advantages from GaN transistors. Designed to drive the gates of a high-side and a low-side GaN FET in a switching configuration, the PE29100 delivers the industry’s fastest switching speeds, shortest propagation delays and lowest rise and fall times to AC-DC converters, DC-DC converters, class D audio amplifiers and wireless charging applications.

Peregrine Semiconductor unveils the world’s fastest gallium nitride (GaN) field-effect transistor (FET) driver, the UltraCMOS® PE29100.

GaN-based FETs are disrupting the power conversion market and are displacing silicon-based metal–oxide–semiconductor field-effect transistors (MOSFETs). Compared to MOSFETs, GaN FETs operate much faster and have higher switching speeds in the smallest possible volume. The promise of GaN is that it can dramatically reduce the size and weight of any power supply. To reach their performance potential, these high-performance GaN transistors need an optimized gate driver. This FET driver must charge and discharge gate capacitance as fast as possible, and it must have very low propagation delay to allow fast signals. It also must avoid “shoot through” by not turning on high-side and low-side FETs at the same time. The PE29100 is designed specifically for this purpose.

“Our enhancement-mode GaN (eGaN®) transistors deliver a whole new spectrum of performance compared to MOSFETs,” says Alex Lidow, Ph.D., CEO and co-founder at EPC. “GaN FET drivers, like Peregrine’s UltraCMOS PE29100, enable design engineers to unlock the true potential of eGaN FET technology. The availability of the PE29100 further enhances our ability to deliver the best possible solution into the power conversion market where size, efficiency and simple design are critical.”

Peregrine’s UltraCMOS technology platform is the driving force behind the PE29100’s industry- leading speed. The technology enables integrated circuits to operate at much faster speeds than conventional CMOS technologies. It empowers Peregrine to manufacture a GaN FET driver with the industry’s shortest propagation delays, the lowest rise and fall times and the fastest switching speeds. This speed advantage results in significantly smaller power converters, which benefits the design engineer with increased power density.

“Design engineers are increasingly using GaN transistors for applications where higher switching frequency and high power is required,” says Mark Moffat, director of Peregrine’s power management product line. “However, the currently available gate drivers and controllers do not support the full potential of GaN. With the enabling power of UltraCMOS technology, the PE29100 achieves the industry’s fastest switching speeds at frequencies higher than competing products. By enabling GaN to reach its performance potential, UltraCMOS technology is enabling power innovation.”

Manufactured on a truly insulating substrate, UltraCMOS technology has no bulk or well junctions, and therefore has low parasitics. UltraCMOS technology also has low on-resistance for improved efficiency and low off-capacitance at higher operating frequency.

Features, Packaging, Price and Availability
The UltraCMOS PE29100 is a half-bridge GaN FET driver with internal dead-time control. The high-speed driver operates up to 33 MHz and handles voltages up to 80V. It delivers a short propagation delay of 8 ns. It has a rise time of 2.5 ns and fall time of 1.8 ns when driving a 1000 pF load and 1 ns rise and fall times with 100 pF load. The PE29100 has a one-pin, single-phase input mode and has an output source current of 2A and an output sink current of 4A.

Volume-production parts, samples and evaluation kits are available now. Offered as a 2 x 1.6 mm flip-chip die, the PE29100 is $1.80 each for 1k-quantity orders.

ABOUT PEREGRINE SEMICONDUCTOR
Peregrine Semiconductor Corporation, a Murata company, is the founder of RF silicon on insulator (SOI) and is a leading fabless provider of high-performance, integrated RF solutions. Since 1988 Peregrine and its founding team have been perfecting UltraCMOS® technology—a patented, advanced form of SOI—to deliver the performance edge needed to solve the RF market's biggest challenges, such as linearity. By delivering best-in-class performance and monolithic integration, Peregrine products are the trusted choice for market leaders in automotive, broadband, industrial, Internet of Things, mobile devices, smartphones, space, test-and-measurement equipment and wireless infrastructure. A Murata company since December 2014, Peregrine holds more than 240 filed and pending patents and has shipped over 3.5 billion UltraCMOS units

Gan Fet

Electronic Specifier Editor Joe Bush spoke to Jim Witham, Chief Executive Officer of GaN Systems at electronica about the company’s offer of gallium nitride (GaN) power transistors and the role they are playing in the world’s energy reduction needs of the future.

The world is already consuming too much energy. As the global middle class grows, more energy will be required. Global warming and the resulting regulations, plus more stringent emissions standards, compound the issue. We are entering a revolution where materials and energy must be used more efficiently - meeting population and industrial energy consumption needs is not sustainable with current power system solutions. Power electronics must change.

Whenever power conversion happens, losses occur. These losses manifest themselves as waste heat, which has to be dissipated and gives rise to excess greenhouse gases. Using gallium nitride, with its much lower on-resistance, fast switching capabilities and zero reverse recovery losses, a more efficient conversion is achieved. GaN transistors are already making a difference in the consumer, data centre, industrial and transportation industries. Gallium nitride technology offers efficiency improvements over traditional silicon technology when used in high power conversion systems, thereby reducing greenhouse gas (GHG) emissions and various criteria air contaminants.

Hybrid and electric vehicles have a substantial power conversion requirement – a typical drivetrain can be switching 100kW. A typical silicon-based converter will be optimally 95% efficient – therefore having a five percent loss – or 5kW. These losses, as heat, have to be disposed of, and the current solutions involve water cooling and separate radiator systems. GaN converters can achieve 98 to 99% efficiency – a threefold reduction in losses, and thanks to GaN’s higher efficiencies, can be air-cooled. Other applications include solar, wind and smart grid and high efficiency power supply.

In addition to increased efficiency, systems that use gallium nitride require less components, are more compact and are lighter. Customers are replacing power MOSFETs and IGBTs with GaN transistors in order to reduce system size and weight by up to 5X; decrease power losses by up to 90%; reduce cost and BOM; and gain a competitive advantage.

GaN E-HEMTs (high electron mobility transistors) are being designed into a wide variety of power electronics applications. These applications include travel adapters, wireless chargers, smart home appliances, high efficiency AC/DC data centre power supplies, 48V to 1V direct converters, industrial motor drivers, distributed energy generation and storage systems, aerospace, automotive traction inverters, on-board EV battery chargers and DC/DC converters.

The properties of GaN allow for high current, high voltage and high switching frequency. This is exemplified by the lowest figure of merit (RDS(on) x QG) of all power transistor technologies available today. The ultra-fast switching capabilities with low losses, low on-resistance and superior thermal performance of GaN Systems’ devices combine to increase efficiency and power density in these applications.

At electronica GaN Systems launched a daughterboard style Evaluation Platform to help power design engineers easily evaluate the GaN E-HEMT performance in any system design, along with a universal motherboard (GS665MB-EVB). The family of four daughterboards ranging from 750W to 2,500W consists of two GaN Systems 650V GaN Enhancement mode HEMTs (E-HEMTs) and all necessary circuits, including half-bridge gate drivers, isolated power supplies and an optional heatsink to form a high performance half bridge power stage.

Low side buck

Topologi buck sangat umum dipakai pada SMPS. Umumnya memakai high side switch. namun kali ini saya aka mencoba pada sisi low side. Tingkat kesulitan memang lebih tinggi dibandingkan dengan sisi high side. Power suply harus terisolasi dari pada output. Regulasi pada sisi negatif. Membaca tegangan lebih rumit daripada high side swicth. untuk itu saya gunakan voltage devider 2Pcs pada sisi input. sedangkan outputnya tetap. Keuntungan dari memakai topologi ini adalah, mosfet N dengan Rds on rendah lebih banyak dibandingkan dengan P. Memakai mosfet N pada sisi high side akan memiliki panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan low side. Untuk type topology yang hampir mirip adalah LLC Resonant Flyback. Perbedaan ada pada isolasi menggunakan transformer dan perhitungan resonansi. Sedangkan isolasi menggunakan capacitor 470nf.

Memakai TC4420 high speed mosfet driver (Low-Side)

TC4420 adalah IC mosfet driver yang lumayan handal dipakai untuk mendrive mosfet pada sisi low side. Saya pernah coba pada sisi high side namun gagal. Untuk menggunakan IC ini pada sisi high side perlu isolasi power suply dan isolasi signal, jadi mampu bekerja dengan baik. namun isolasi signal dengan optocoupler kelemahanya pada sisi kecepatan, maksimal sesuai kecepatan dari optocoupler. Isolasi signal bisa juga mengunakan mosfet atau transistor, dengan prinsip kerja pembagi tegangan, dengan pull down resistor sebagai acuan dari voltage devider. Jadi delay lebih lama. Kemampuan IC ini mampu mendrive mosfet sampai 10000pf atau 10n. Angka tersebut biasanya dimiliki oleh mosfet dengan rating ampere besar. Atau biasanya logic gate mosfet. IRLB series. Ada juga yang 13000pf milik IXYS100N50. Jadi driver ini memiliki kemampuan yang handal. Untuk inverting bisa memakai TC4429. Untuk membuat driver mosfet yang setara diperlukan 3 mosfet dan 2 OP-Amp, sesuai dengan block diagram IC tersebut. Mosfet logic pada intput, dan dua mosfet totem pole, N dan P pada outputnya. Saya pernah coba drive mosfet type IXYS21N50, 150N17, Irf3205, IrfZ44 dan yang terkahir IXYS100N50 (100A-500V-Pd1500W-Rdson50 mOhm). Performa terbaik IC didapat pada tegangan 15Volt. Sedangan input minimal pada 4,8Volt VCC(internal zener clamp 4,8V) Dibandingkan dengan metode bootstrap capacitor, yang lebih murah, namun memiliki keterbatasan pada tegangan input yang mendekati output dibawah 2volt (sehingga mosfet saturation).
 Pada mosfet generasi terbaru, Sic (silicon carbid) dan Gan (Galium) memiliki charging gate (Qg) atau berkaitan dengan Ciss yang rendah. Paling rendah dimiliki direct FET untuk system audio, yaitu dengan minimum gate charge, untuk menghindari ringing. Sekitar dibawah 400pf untuk Gan fet yang 5 ampere, sedangkan yang beredar di pasaran sejak lama, misalnya IRFZ44 di angka sekitar 1800pf. Itulah yang membuat mosfet Galium memiliki swiching yang sangat cepat 1-10ns. Untuk Sic mosfet, gate charge diminimalisir dibandingkan generasi sebelumnya. Namun masih diatas Gan FET untuk Cissnya sekitar 1000pf.

Menambahkan AMS1117 Pada proteus

Part baru tentu merepotkan bila tidak ada di library. Harganya murah, semakin banyak digunakan untuk power regulator linear 5V. Misalnya untuk mikrokontroler, dll.Maka kita bisa tambahkan bila packaging ada persamaan di library lama. Cara menambahkan library AMS1117 regulator arduino, yaitu dengan melakukan decompose 7805, ganti pin kaki sesuai ams 117. Selanjutnya making device, delete default packacge diganti SOT-223. Lalu making device selesai. Selamat mencoba.

Power disipasi mosfet Pd

Power disipasi mosfet adalah daya yang mampu dilewati oleh sebuah mosfet. Arus besar selalu di tampilkan di datasheet. Akan tetapi biasanya untuk tegangan rendah (0-10volt). Sedangkan sifat resistansi atau resistor mosfet (Rds-on) selalu melekat seperti resistor. Mosfet akan membuang energi yang terdisipasi menjadi panas.

Untuk memilih mosfet yang tepat, itu pekerjaan yang tidak mudah untuk designer elektronik pemula. Misalnya untuk switching mppt/SMPS dengan tegangan kerja 55volt atau 500volt atau 100volt. Yang paling diperhatikan untuk memilih mosfet yang tepat adalah pertama rating tegangan harus minimal sama dengan saat kondisi open circuit. atau kalau mau dibawah open circuit bisa diproteksi dengan voltage suppresor. Supaya bisa memilih mosfet dengan Rds on yang lebih rendah. Perancang mosfet membuat rating tegangan selalu diikuti resistansi yang ideal. Misalnya untuk mosfet dibawah 50volt biasanya memiliki resistansi yang rendah (dibawah 25 mili ohm). Sedangkan mosfet 150 volt memiliki resistansi sekitar 10-50 miliohm. untuk mosfet tegangan tinggi, 500-800 volt pasti memiliki resistansi yang lebih tinggi. Nilai dari Rds on akan naik mengikuti temperatur kerja. Faktor design, topology, lay-out dan terakir pembuangan panas sangat mempengaruhi effisiensi performa harware. Semakin tinggi duty cycle, maka panas yang terdisipasi makin besar. Grafik bisa dilihat di datasheet. Untuk input capacitance Ciss, sangat menentukan berapa lama device on.

Device inovasi terbaru yaitu Gan FET, Galium memiliki karakter Ciss yang rendah. sekitar 350pf. Untuk mengidupkan total hanya diperlukan energy yang kecil. delay antara 1-10 us. Sayangnya belum begitu banyak beredar versi yang DIY.

Contoh mosfet yang saya pakai IXIS 100N50. Typikal 100A, max 500volt. Pd 1500watt. Rds on 49miliOhm. Ciss +/-14000pf. Untuk mengidupkan total mosfet ini diperlukan energy yang cukup besar. Sehingga delay turn on cukup lama. 150ns-500ns. Tergantung dari kemampuan driver. Jika driver hanya mampu 1000pf, maka delay/50ns, maka total delay turn on minimal = 50 x 14 = 700ns. Mendekati 1us. Artinya kemampuan frekuensi switcing mosfet tersebut dikurangi oleh delay. Pada saat delay adalah masa perubahan resistansi. dari resistansi tinggi menjadi Rds on (transien).

Resistor Shunt kawat tembaga 1,2mm

Aplikasi resistor shunt cukup banyak. Efisiensi sekarangan menjadi kewajiban bagi stiap alat. Dituntut memiliki effisiensi yang tinggi. Sama halnya dengan resistor shunt. Saya dapat referensi dari microchip.
Mengukur input PV dan output charger dengan resistor shunt 5miliOhm.

Perhitungan sbb:
Shunt 0,005 Ohm
pada saat arus masuk sebesar 10A maka;
V=ixR
V=10 x 0,005
V=0,05Volt.
Berhubung input PV lebih rendah dari Ground, maka nilainya negatif.(-0,05Volt).
Maka digunakan inverting Amplifier(OP-Amp).

Gain  = -100.
Vgain = Vread x Gain
Vgain = -0,05 x -100
Vgain = 5Volt.

Jadi nilai 5 volt bisa dibaca Adc (Analog to digital converter) atau sebagai sensor arus pada mikrokontroler.
Shunt bisa dibuat dengan menghitung resistansi kabel/kawat. 5miliOhm setara kawat tembaga annealing (yang digulung tidak terlalu susah/agak lunak) dengan diameter 1,2mm dengan panjang 350mm atau 35cm. Anda bisa buat sendiri.

Sedangkan shunt satu sisi yang lain nilai yang diperoleh positif/ lebih tinggi dari ground, maka menggunakan non inverting amplifier.

Pemanfaatan Saturation Mosfet

Mosfet memiliki karakteristik semikonduktor. Semakin tinggi Rds on maka arus yang keluar akan semakin kecil. Selama ini sifat saturation mosfet jarang dipakai. Rata-rata designer hanya mencari nilai optimum Rds on, tegangan capacitance dan thermal. Kali ini saya akan memakai mosfet IRF 9540. Mosfet type P.Chanel. Sifatnya yaitu apabila tegangan gate dibawah positif 5 volt atau -5 maka mosfet akan on. Sedangkan bila gate diberi tegangan sama dengan sumber(source), maka mosfet akan mati(totally turn off). Tegangan saturation mosfet digunakan untuk mensuply LED atau 7805 yang sifatnya linear. Semakin tinggi perbedaan tegangan maka akan semakin banyak panas yang terbuang. Saturation mosfet type tsb adalah -2 sampai -4 Volt .Dengan resistor 47k dari gate ke sumber (+), dan resistor 47k series 3 (=141k), maka tegangan dari gate ke sumber = -3,2Volt. Maka mosfet sudah dalam kondisi saturation. Dalam kondisi ini tegangan drain dalam kondisi open circuit diukur = tegangan sumber. Namun apabila diberi load 500 ohm saja, maka tegangan akan drop ke 8-9 Volt. Drop tegangan tidak seperti resistor shunt yang dibuang menjadi panas. Namun seperti sifat dioda atau semikonduktor yang lain, arus ada yang dibuang dan ada yang tertahan. Berhubung Power disipasi mosfet cukup besar maka lebih baik sifatnya daripada resistor yang power disipasinya lebih kecil.
Sifat tersebut bisa dimanfaatkan untuk menurunkan tegangan misalnya dari 60V ke nilai tertentu dengan bantuan DC-DC converter yang lain. Misalnya LM2596,LM2576. Tegangan maksimum dari converter tersebut maksimal 40V, Absolut 45V. Akan tepat jika 60V dipasangkan dengan mosfet saturation tadi. dengan proteksi Zener 45Volt/42Volt maka converter akan aman. Nah anda sudah bisa membuat power suply dari 60V ke 12V/5V/adjustable. Berhubung sifat dari saturation mosfet hanya bisa untuk ampere kecil sekitar 10-50mA. Maka cocok untuk power suply mikrocontroler. untuk variasi ampere yang besar bisa digunakan mosfet yang besar yang dikendalikan dari mikrocontroler(PWM).

Data Vmp minimum, Vmp STC dan Voc 100VDC PV

 Merakit Solar Modul/ Solar Panel adalah hal yang lumrah bagi para intsaler system on grid maupun off grid. Hal yang paling diperhatikan yang pertama adalah tegangan maksimum yang mampu diserap oleh system. Entah itu charger PWM, MPPT, ataupun inverter on grid. Parameter yang pertama adalah tegangan maksimum PV atau open cicuit (Voc) maksimum, dan Tegangan minimal yang mampu diserap. Tabel diatas adalah contoh system DC dari solar panel dengan tegangan maksimal VOC 100VDC.
Parameter terpenting yang kedua adalah power rating dari Solar panel. Kalau memakai device yang bagus artinya spesifikasi tertulis mampu dibebani 100%, maka desainer bisa memasukkan power rating PV dikalikan 120%. Kenapa 20% lebih tinggi dari device?. Ini untuk kasus instaler di Indonesia. Suhu rata2 di indonesia lebih tinggi dibandingkan negara eropa, jepang dan amerika. Meskipun radiasi levelnya lebih dari 1000W/meter persegi. Namun yang mampu diserap hanya 1000. Akan tetapi suhu cell menjadi panas dan hal itu dapat menurunkan output power pada solar panel. Untuk menghitungnya bisa melakukan pengukuran suhu aktual pada cell dikalikan dengan dengan coefisien suhu pada datasheet produk.
Hal tersebut yang paling mempengaruhi output power pada solar modul. Aktualnya kenapa power maksimal yang kita peroleh dari system hanya sekitar 75%-80% dari rating solar modul yang diinstal. Untuk menaikkan power efficiency bisa menggunakan backsheet aluminium, Artinya proses pendinginan cell lebih cepat. Cara extrem yang lain bisa menambah pendingin pada sisi belakang solar panel. Cara instant yang biasa diaplikasikan adalah dengan memilih device yang mempunyai effisiensi tinggi, Namun konsekuensinya cost akan lebih tinggi.

MPPT 12V 10A Ditest memakai 100WP 36Cell (MPPT-20-150WP)

1. Memperoleh tenaga atau daya yang dihasilkan Solar panel bisa menggunakan sensor arus, sensor radiasi ditambahkan dengan sensor suhu. Namun ada cara lagi yang paling murah yaitu dengan menghitung duty cyclenya terlebih dahulu dengan melihat datasheet produk. Parameter Radiasi yang digunakan yaitu radiasi 100-1000W/m persegi. Duty cycle bisa langsung diaplikasikan ke mikrokontroler untuk mendrive mosfet/IGBT/FET. Namun tidak seakurat menggunakan sensor arus atau sensor radiasi.
Kelebihannya jika tanpa sensor bisa langsung bekerja tanpa membaca arus dari Solar panel. Dan tingkat akurasi sekitar 90%.
2.Contoh tabel diatas adalah tabel duty cycle untuk membuat charger 12V memakai solar panel 100WP 36Cell mono. Tabel diatas sudah ditest dan bisa berfungsi dengan baik untuk charging battery lithium 12V.

       Dibawah ini hasil dari revisi yang ke-8 untuk PCB-desingnya. sedangkan untuk coding menggunakan arduino uno sudah sangat sering direvisi. Untuk versi open sourcenya akan segera dirilis. Untuk versi produksi masih tahap coding. kisaran harga Rp.280rb. minat call : bambangnur23@gmail.(tokopedia). Kalau yang ingin bereksperimen, terutama Arduino user, Silahkan. Saya sediakan schematic coding, Bill off Material dan Lay Out PCB-nya.

Berikut Bill-Off Materialnya : 

Top Silk Dan Lay Out PCB.

Schematic :

Data spesifikasi :

1. Battery 12V. Low Voltage disconect 11,2. High Voltage disconect 14,6.

2.Self Consumsion 20-30mA.(0.2-0.4Watt).

3.Input voltage range 15-55VDC.

4.Topology low side buck.

5.Floating grounding system.

6.Dutycycle self adaptif (max power point tracking).

7.Mosfet rating 21A. Safe operation at 8-12A.

8.Tested 100WP 36Cell.

Dan Berikut Coding Arduinonya.

//Sensorless Buck Maximum Power Point Tracking 15-25VDC to-12V

//By          : Bambang Nurdiansyah

//Present to  : Bilqis talita Sakhi (My Daughter)

//Last Update : 05 September 2016 (working freq 10-200Khz @ default setting 100Khz)

//For Battery Voltage More than 24V system, please use buck converter 10-80VDC to 9VDC min 300mA and then connect to 78M05/7805 to supply Atmega 8/168/328P

const int pin_Vin = 0;            // pin of Vin connected  to (A0) = read input voltage/PV to ground, see scematic detail. (fix variable)

const int pin_Vid = 1;            // pin of Vid connected to  (A1) = read voltage drop input from ground to negatif PV input, see schematic detail (fix variable)

const int pin_Vout = 2;           // pin of Vout connected to (A2) = read output voltage/battery (fix variable)

const int led_5 = 5;              // pin led 25% Battery to   (D5) = show battery capacyti 25% (fix variable)

const int led_6 = 6;              // pin led 50% Battery to   (D6) = show battery capacyti 50% (fix variable)

const int led_7 = 7;              // pin led 75% Battery to   (D7) = show battery capacyti 75% (fix variable)

const int led_8 = 8;              // pin led 100% Battery to  (D8) = show battery capacyti 100% or Full Charge (fix variable)

const int avgNum = 8;             // Number of iterations of the adc routine to average the adc readings(fix variable).

const int Low_batt = 97;          // battery system low voltage disconect (11V).

const int Vout_max = 124;         // battery system charging at Max (14V).

const int cycletime = 10;         // Default frequency 100Khz with period 10us. this value can change according basic calculation off switching frequency and hardware setting. can swing from 1khz to 200 khz accroding period/ frequency (2-1000us) example 10khz = period 100us,, 20khz = period 50us. so this value is flexible

const int x = 9;                  // pin mosfet low side to   (D9) according hardware configuration. on this setting use low side buck for lower voltage on the N Chanel Mosfet to decrease thermal effect. it mean increase efficiency of system.(fix variable)

const int load_10 = 10;           // pin load control to      (D10) this pin fuction control load on or off when battery voltage low. this pin can use as dimmer load/LED according mosfet power rating.

int Vin = 0;                      // Variable to store Input Voltage, this is RAW unit (0 - 1023 = use voltage devider 220k and 10k = voltage scale 8,89565217391304 (swing from 0 to 115VDC)-this can use up to 126VDC Voc and this value = 5.5VDC maximum voltage suply microcontroler(from datasheet)

int Vid = 0;                      // Variable voltage drop input voltage, according schematic this value usually negatif, so we must multiply -1 to get positif value, or use inverting OP-AMP

int Vout = 0;                     // Variable to store Output Voltage, this is RAW unit (0 - 1023) (swing from 10-70VDC).

int Vin_min = 144;                // Variable to store Vin_min, this is RAW unit (0 - 1023) = min PV voltage = 16VDC. (default setting use 36cell for Vmp).

int Vin_max = 1023;               // Variable to store Vin_min, this is RAW unit (0 - 1023) = max PV voltage = 115VDC. (default setting use 192 cell for Voc).

int switch_state = 0;             // State condition to control main mosfet pin D9.

boolean mppt = false;             // Variable to store state of MPPT.

long i = 0;  // Variable to store iteration

int onTime = 0;  // Variable to store ON time of MOSFET, in microseconds = 10% 40khz maksimum duty cycle for 192cell (PV=Voc) in and 11v out(Battery very low = 11v)

int offTime = 10;  // Variable to store OF time of MOSFET, in microseconds = 90% 40khz maksimum duty cycle for 192cell (PV=Voc) in and 11v out(Battery very low = 11v)

void setup()

{

  //Serial.begin(9600);

  // running with high speed clock (set prescale to 16)

  // so that analog sampling time is now approximately 17microsecond

  // Source: Arduino Cookbook by MichaelMargolis 2nd chapter recipe 18-9

  bitClear(ADCSRA, ADPS0) ;

  bitClear(ADCSRA, ADPS1) ;

  bitSet(ADCSRA, ADPS2) ;

//  Set switchPin to output mode

  pinMode(led_5, OUTPUT); //pin led 25% Battery

  pinMode(led_6, OUTPUT); //pin led 50% Battery

  pinMode(led_7, OUTPUT); //pin led 75% Battery

  pinMode(led_8, OUTPUT); //pin led 100% Battery

  pinMode(x, OUTPUT);     //sets the x as digital PWM output to pin 9 to drive main mosfet

  pinMode(load_10, OUTPUT); //pin led Load control mosfet

  // Source: http://playground.arduino.cc/Code/PwmFrequency

  TCCR2B = TCCR2B & 0b11111000 | 0x01;

}

void determine_Vout_Max_Vin_min(void)  // Tracking Vin min (Vmp PV input 16-120VDC)

{

  Vout = analogRead(pin_Vout);          // Read Output Voltage or Battery Volt.

  Vid = (analogRead(pin_Vid))*(-1);     // Read Voltage Drop input, from ground to negativ PV input, this value usually negatif, can change with code in software or OP-AMP in hardware

  Vin = (analogRead(pin_Vin))+(Vid);    // Read Input Voltage from PV, this value we can get from summing input voltage to ground with votage drop input.

 if ((Vin >= 0) && (Vin <= 202)) // detect 36cell(20WP-160WP) single modul cell5/6 inch mono/poly

  {

    Vin_min = 144;                       // Vmp @ radiation level 100W/m= 16.10VDC

    Vin_max = 202;                       // Vmp @ radiation level 1000W/m= 22.68VDC

}

// ------------------------------------------------------------------------

// This routine reads and averages the analog inputs for this system

//

// It is called with the ADC channel number (pin number) and returns the average ADC

// value as an integer.

//

// Credit: tp://www.timnolan.com/uploads/Arduihtno%20Solar/ppt.pde

// ------------------------------------------------------------------------

int read_adc(int channel)

{

  int sum = 0;

  int temp;

  int i;

  for (i = 0; i < avgNum; i++);

  {//through reading raw adc values avgNum number of times

    temp = analogRead(channel); // read the input pin

    sum += temp;                // store sum for averaging

    delayMicroseconds(10);      // pauses for 10 microseconds

  }

  return (sum / avgNum);        // divide sum by AVG_NUM to get average and return it

}

void loop()

{

  Vout = analogRead(pin_Vout);          // Read Output Voltage or Battery Volt.

  Vid = (analogRead(pin_Vid))*(-1);     // Read Voltage Drop input, from ground to negativ PV input, this value usually negatif, can change with code in software or use inverting  OP-AMP in hardware

  Vin = (analogRead(pin_Vin))+(Vid);    // Read Input Voltage from PV, this value we can get from summing input voltage to ground with votage drop input.

  if ((Vin < Vin_min) || (Vout >= Vout_max))

  {

    mppt = false;

    onTime = 0;

    offTime = 10;

  }

  else if ((Vout < Vout_max) && (Vin >= Vin_min))

  {

    mppt = true;

    onTime = ((Vout / Vin) * cycletime);

    offTime = cycletime - onTime;

  }

  if (onTime >= 1)

  {

    switch_state = 1;

  }

  else if (onTime <= 0)

  {

    switch_state = 0;

  }

  i = 0;

  while ((i < 18) && mppt)

  {

    digitalWrite(x, switch_state);  // sets the x ON/OFF Accoding value onTime

    delayMicroseconds(onTime);// Turn on Mosfet @ Low side

    digitalWrite(x, 0);    // sets the x OFF

    delayMicroseconds(offTime);   // Turn off Mosfet @ Low side

    i = i + 1;

  }

  Vout = analogRead(pin_Vout);          // Read Output Voltage or Battery Volt.

  Vid = (analogRead(pin_Vid))*(-1);     // Read Voltage Drop input, from ground to negativ PV input, this value usually negatif, can change with code in software or OP-AMP in hardware

  Vin = (analogRead(pin_Vin))+(Vid);    // Read Input Voltage from PV, this value we can get from summing input voltage to ground with votage drop input.

  if ((Vin <= Vin_min) || (Vout >= Vout_max))

  {

    mppt = false;

    onTime = 0;

    offTime = 10;

  }

  else if ((Vout < Vout_max) && (Vin >= Vin_min))

  {

    mppt = true;

    onTime = ((Vout / Vin) * cycletime);

    offTime = cycletime - onTime;

  }

  if (onTime >= 1)

  {

    switch_state = 1;

  }

  else if (onTime <= 0)

  {

    switch_state = 0;

  }

  i = 0;

  while ((i < 18) && mppt);

  {

    digitalWrite(x, switch_state);  // sets the x ON

    delayMicroseconds(onTime);// ON time of MOSFET High side & OFF Time Low side

    digitalWrite(x, 0);    // sets the x OFF

    delayMicroseconds(offTime);   // OFF time of MOSFET High side & on Time Low side

    i = i + 1;

  }

  if ((Vout >= 98) && (Vout <= 103)) // 12VDC battery 25%

  {

    digitalWrite(led_5, 1); //led 25%

    digitalWrite(led_6, 0);

    digitalWrite(led_7, 0);

    digitalWrite(led_8, 0);

    delay(1);

  }

  else if ((Vout >= 104) && (Vout <= 109)) // 12VDC battery 50%

  {

    digitalWrite(led_5, 1); //led 25%

    digitalWrite(led_6, 1); //led 50%

    digitalWrite(led_7, 0);

    digitalWrite(led_8, 0);

    delay(1);

  }

  if ((Vout >= 110) && (Vout <= 115)) // 12VDC battery 75%

  {

    digitalWrite(led_5, 1); //led 25%

    digitalWrite(led_6, 1); //led 50%

    digitalWrite(led_7, 1); //led 75%

    digitalWrite(led_8, 0);

    delay(1);

  }

  else if ((Vout >= 116) && (Vout <= 121)) // 12VDC battery 100%

  {

    digitalWrite(led_5, 1); //led 25%

    digitalWrite(led_6, 1); //led 50%

    digitalWrite(led_7, 1); //led 75%

    digitalWrite(led_8, 1); //led 100%

    delay(1);

  }

   Vout = analogRead(pin_Vout);   // Read Output Voltage or battery voltage

   if (Vout > Low_batt)

   {

    digitalWrite(load_10, 1); //turn on load on the condition range voltage battery

    delay(123000);

   }

   else if (Vout <= Low_batt)

   {

    digitalWrite(led_5, 0);

    digitalWrite(led_6, 0);

    digitalWrite(led_7, 0);

    digitalWrite(led_8, 0);

    digitalWrite(load_10, 0); // turn off load when low battery and out off voltage limit.

    delay(123000);

   }

   if (Vout >= Vout_max)

   {

    digitalWrite(led_5, 1); //led 25%

    digitalWrite(led_6, 1); //led 50%

    digitalWrite(led_7, 1); //led 75%

    digitalWrite(led_8, 1); //led 100%0

    digitalWrite(x, 0);

    digitalWrite(load_10, 1);

    delay(123000);

   }

}

Voltage devider for microcontroler (pembagi tegangan untuk mikrokontroler)

 1. Dasar untuk membuat buck converter adalah rangkaian pembagi tegangan.
simulasi dari gambar diatas cukup untuk membuat system pembagi tegangan dari system 12VDC, 24V,48V-60V-100V 150V-250V-500V dan 1000VDC dengan losis sytem 0.5 mA dikalikan tegangan kerja yang diukur.
 2.Contoh 1000VDC diukur tegangan 900V.
Maka daya yang hilang = 900 x 0.5 x 0.001 = 0.45Watt.
Maka cukup menggunakan resistor metal dengan daya 0.6 atau 0.5 watt.
3.Contoh ke 2 .Pada system 28.5V, diukur tegangan 24V.
maka daya yang hilang = 24 x 0.5 x 0.001 = 0.012Watt.
Maka cukup dengan memilih resistor dengan daya maksimal 0.1 watt (SMD) atau kalau tidak ada cukup dengan resistor metal biasa.

Wich one best home inverter for your solar system?

1. Outback F3648XR with Trov 2, (Grid Interactive, booth, on grid and off grid + battery backup, Less setting,  disadvantage only efficiency arround 92%).This type will be supperior model if increase the efficiency.
2.SMA Sunny Island. (Supperior efficiency arround 95%, support generator, less faill system, disadvantage not support on grid mode).
3.Scheneider XW+ series.(Off grid/on grid mode with setting, generator support, battery backup, peak efficiency arround 94%, disadvantage long time connect generator, or bad for computer server)

Low-Frequency Inverters

Introduction to Low-Frequency Inverters

For those who are unaware, the purpose of an off-grid inverter is simple, yet incredibly important for anyone who is looking to set up an off-grid or back up power system, including solar powered systems. Inverters convert the DC power stored within a battery (direct current, 12V, 24V or 48V) into AC power (alternating current, 230-240V) that can be used to run your household items and electrical appliances, from fridges to televisions to mobile phone chargers. Inverters are an essential item for anyone without access to a mains power source, as they can easily provide a plentiful amount of electricity.

Inverters come in many different shapes and sizes, and vary in a diverse amount of ways. There are two main contrasting characteristics between different types of off-grid inverter:

1. The type of power output, categorised by which sine wave it uses – modified or pure sine wave (see more details in our article on this subject). Photonic Universe only stocks pure sine wave inverters, which are more efficient and have a broader range of suitable appliances they can power compared to modified sine wave inverters.
2. What internal frequency the inverter circuits operate at - low frequency or high frequency (not to be confused with AC power output frequency which is a standard 50Hz for our inverters).

We are pleased to add low-frequency inverters to our catalogue, and this article is going to help anyone who is looking to buy an inverter find out whether a low-frequency inverter is right for them, so that they can make an informed and confident purchase.

Low-frequency inverters have the advantage over high-frequency inverters in two fields: peak power capacity, and reliability. Low-frequency inverters are designed to deal with higher power spikes for longer periods of time than high-frequency inverters. Power spikes can occur for a number of reasons (e.g. devices like power tools, pumps, vacuum cleaners and other appliances with electric motors require high starting power); when inverters experience such spikes, they can endure the increased power for a short period of time before shutting down in order to prevent any damage being done to them. Low-frequency inverters have much greater peak power capacity to handle large loads with power spikes than high-frequency inverters. In fact, low-frequency inverters can operate at the peak power level which is up to 300% of their nominal power level for several seconds, while high-frequency inverters can operate at 200% power level for a small fraction of a second. The second main difference is reliability: low-frequency inverters operate using powerful transformers, which are more reliable and sturdy than the high-frequency inverter’s MOSFETs, which use electronic switching and more prone to damage, particularly at high power levels.

In addition to these qualities, low-frequency inverters come with a wide range of technical features and capabilities which most high-frequency inverters lack; these include a built-in battery charger; UPS (Uninterruptible Power Supply) functions; by-pass mode with no battery connected; power saving mode; various charge settings (like different battery types and charging voltages).

In terms of other differences, low frequency inverters are designed for large off-grid power systems and are more suitably equipped for powerful appliances; therefore, they are typically within the high power category of invertor, with their power levels normally within the thousands, typically 2000W-3000W and above (high frequency inverters are also available in lower power categories such as 300W, 600W, 1000W, 1500W etc.) In addition, in most cases low frequency inverters do not include mains power sockets – they come with terminals where AC wires should be connected which then connect to mains sockets.

Low-frequency inverters are not ideal for everyone; they’re very large and are considerably heavier than high-frequency inverters, and would be best suited for those who either are building an off-grid power system with no significant power restrictions, or who run powerful appliances and devices with electric motors like power tools, washing machines, vacuum cleaners and air conditioners. Low-frequency inverters are also best suited for those who want to power various kitchen appliances such as refrigerators, microwaves, dishwashers and ovens.

Enhanced peak performance capacity and improved reliability of low frequency inverters mean that they cost more than high frequency inverters. If you do not consume a lot of energy and you only have small appliances that you need to power, or you have limited space for an inverter, then a high frequency inverter would be more suitable for you.

Low-frequency inverters remain a fantastic investment for anyone who has a lot of powerful electrical appliances in a place with limited or no access to standard electricity. Coupled with a suitable solar power kit, low frequency inverters can not only to provide a reliable backup power solution, but completely replace conventional electricity by the same quality power supply. The price you would pay for a low frequency inverter over a high frequency inverter should be considered a long term investment, given how unlikely the low frequency inverter is to break down. They are indeed bigger, stronger, and tougher.

© Photonic Universe Ltd, 2014

Efek baru yang akan muncul pada system PV on grid di indonesia, setelah terbitnya Permen ESDM nomor 49 Tahun 2018

Kebetulan saat ini sedang nabung buat pasang grid tie.. sekarang update baru dapet 4x 260WP solar panel...next beli inverter grid tie, dan kebetulan saya sudah ke kantor pln di jogja, namun saya tetap kirim email biar dapat jawaban dan penjelasan tertulis. berikut email saya dan jawaban.

Dear PLN,
Saya adalah pelanggan PLN yang berlokasi di yogyakarta, saya
berkeinginan untuk memasang “solar panel” di rumah untuk memanfaatkan
energy listrik terbarukan tersebut, dan nantinya bermaksud untuk
melakukan ekspor –impor listrik dengan PLN (on grid/grid tie system).
Namun sebelum merealisasikan rencana tersebut , saya ingin mengetahui
prosedur apa yang di butuhkan sebagai pelanggan, dan prosedur PLN
sebagai penyedia/operator.
Selain itu apa sajakah peralatan yang harus di sediakan oleh
pelanggan yang berkeinginan memasang on grid system, dan peralatan apa
saja yang nantinya akan di sediakan oleh PLN.
Best regards
P********
Id pelanggan: 3*********


reply PLN:
Selamat pagi,

Mohon maaf sebelumnya ,baru pada kesempatan ini kami menjawab.

Informasi yang saya dapat :

PLN dapat menerima kelebihan energi listrik yang dihasilkan oleh pelanggan pengguna panel surya dengan menerapkan sistem ekspor impor. Untuk pelanggan PLN yang menggunakan panel surya, PLN akan memasang meter listrik ekspor-impor. Pengiriman kelebihan listrik ini dapat terjadi karena pelanggan memiliki dua sumber pasokan listrik, dari panel surya dan dari PLN.

Energi listrik yang diterima PLN dari panel surya (fotovoltaik) akan di offset oleh PLN dengan energi listrik yang dikirim PLN ke pelanggan. Bila listrik yang diterima PLN dari panel surya lebih besar dari listrik yang dikirim PLN, maka selisihnya menjadi deposit listrik yang akan diperhitungkan untuk pemakaian listrik pelanggan bulan-bulan berikutnya.

Sistem ekspor-impor ini dilakukan PLN kepada pelanggan pengguna panel surya sebagai upaya mendorong percepatan pemanfaatan energi baru dan terbarukan (EBT), sekaligus menambah kapasitas pasokan listrik kepada pelanggan. PLN sangat mengapresiasi upaya masyarakat yang menggunakan energi terbarukan, dalam hal ini energi surya.

Para pelangan PLN yang memasang panel surya di rumah atau bangunan miliknya, dengan maksud untuk memenuhi kebutuhan listrik secara mandiri selain dari PLN, dapat menggunakan energi listrik yang dihasilkan dari panel surya tersebut secara paralel dengan pasokan listrik dari PLN. Misalnya, dari pukul 07.30 hingga 17.00 pelangan menggunakan listrik dari panel surya miliknya. Kemudian sore, malam hingga menjelang pagi pelanggan beralih menggunakan listrik dari PLN.

Untuk Petunjuk Pelaksanaannya :
Sehubungan dengan telah diterbitkannya :
1. Peraturan Direksi PT.PLN (Persero) Nomor 0733.K/DIR/2013 tentang Pemanfaatan Energi Listrik dari Fotovoltaik oleh Pelanggan PT.PLN (Persero).
2. Surat Edara Direksi PT.PLN (Persero) Nomor.0009.E/DIR/2014 tentang Ketentuan Operasional Integrasi Fotovoltaik Milik Pelanggan ke Dalam Area Sistem Tenaga Listrik PT.PLN (Persero).

Mekanisme Pemasangan Fotovoltaik :
1. Pelanggan mengajukan permohonan kepada PT.PLN (Persero).
2. Bila pelanggan menginginkan transaksi ekspor-impor tenaga listrik, maka PLN memproses permohonan pelanggan dengan
menerbitkan nomor register non taglis ( non tagihan listrik) untuk biaya kWh meter Exim ( Export-Import) dan
menerbitkan persetujuan parallel system. Namun bila pelanggan tidak menginginkan transaksi ekspor-impor tenaga
listrik, maka PLN cukup menerbitkan surat persetujuan parallel system fotovoltaik dengan system PLN.
3. Mekanisme penggantian kWh meter Exim telah disediakan di aplikasi layanan PLN.

Biaya-Biaya yang dikenakan :
Pelanggan pengguna Fotovoltaik yang dioperasikan parallel dengan system ketenagalistrikan PLN dikenakan biaya-biaya sebagai berikut :
1. Bila pelanggan tidak menginginkan transaksi ekspor-impor tenaga listrik, maka operasi parallel tidak dikenakan biaya.
2. Bila pelanggan menginginkan transaksi ekspor-impor tenaga listrik, maka biaya kWh meter exim dibebankan kepada
pelanggan dengan harga kWh meter exim yang berlaku di PLN. Pembebanan biaya kWh meter exim ini dikenakan ketika
pelanggan pengguna Fotovoltaik mengajukan operasi parallel.
3. Biaya tagihan pemakaian listrik bulanan sesuai Tarif Tenaga Listrik yang berlaku.
4. Kewajiban pelanggan lainnya seperti Pajak Pertambahan Nilai (jika ada), Pajak Penerangan Jalan dan Materai sesuai
ketentuan yang berlaku.

Perhitungan Tagihan Listrik :
1. Tagihan pemakaian listrik pelanggan pengguna Fotovoltaik yang bertransaksi ekspor-impor tenaga listrik tetap
diberlakukan Rekening Minimum (RM).
2. Tagihan listrik atas pemakaian energi PLN (kWh meter ekspor) yaitu stand pemakaian pada kWh meter ekspor tetap
dientrikan ke aplikasi PLN seperti mekanisme perhitungan rekening listrik pada umumnya. Sedangkan untuk energi listrik
dari kWh meter impor (energi listrik dari fotovoltaik yang masuk ke system PLN ) dicatat dan dihitung menggunakan
tariff yang berlaku sesuai golongan tariff pelanggan tersebut.

Contoh 1 :
Penggunaan (operasi Paralel) energi Fotovoltaik adalah pelanggan PLN dengan Golongan Tarif R3.

1. Stand pada kWh meter ekspor tercatat sebagai berikut :
*) Stand lalu (N-1) : 12000
*) Stand kini (N) : 13000
*) Pemakaian : 1000 kWh
2. Stand pada kWh meter import tercatat sebagai berikut :
*) Stand lalu (N-1) : 2000
*) Stand kini (N-1) : 2300
*) Pemakaian : 300 kWh
Maka perlakuannya :
a. Stand point 1 tetap dientrikan ke aplikasi PLN untuk dilakukan proses rekening sebagaimana biasa.
b. Stand point 2 dilakukan perhitungan di luar aplikasi
- Tarif R3 Oktober 2015 : Rp.1.507,05/kWh
- kWh import yang harus dioffset sebesar : 300 kWh x Rp.1.507,05 = Rp.452.115,-, kemudian dibuatkan Berita
Acara perhitungan dan dimasukkan ke aplikasi PLN melalui menu kompensasi, sedangkan kWh import sebesar
300 kWh, harus dimasukkan di laporan Neraca Energi sebagai penerimaan dari Fotovoltaik.
- Pencatatan kWh dilaporan Penjualan yaitu tetap sebesar 1000 kWh dengan Rp sesuai tariff yang berlaku.
3. PLN membuat monitoring Transaksi Fotovoltaik untuk pelanggan dimaksud dengan formulir yang sudah ditentukan.

Demikian penjelasannya, bila ada yang kurang mohon maaf , sekiranya perlu penjelasan tambahan akan kami konsultasikan dulu kepada manajemen PT.PLN (Persero) Kantor Distribusi Jateng&DIY.



Salam hormat,

S******************
PT.PLN (Persero) Area Yogyakarta
Pelayanan Pelanggan
0274-452200 ext.302

(Copas-from-kaskus).

Kesimpulan-PLN-Indonesia-hanya-mengurangi-tagihan-jika-produksi-listrik-roof top/solar system kurang dari pemakaian listrik. Jika produksi lebih besar dari pemakaian hanya dikreditkan ke bulan selanjutnya selama tiga bulan. Setelah bulan ke 3 maka saldo kwh ekspor berlebih akan hangus, (sesuai permen ESDM nomor 49 Tahun 2018). Saldo dari sisa bulan sebelumnya dinilai 65% dari harga beli listrik dari PLN, misalnya kita beli listrik Rp 1.500/Kwh, maka saldo akan 5 kwh dinilai 65%-nya, Atau dinilai Rp.975/Kwh.

Lalu apa solusinya?
1.Pasang PLTS on grid sesuai tagihan bulanan. Maksimal pemasangan 80% dari biaya yang kita bayar tiap bulan. Jadi kita hanya bayar listrik 20% + biaya beban. Jadi perhitungan dan analisa perencanaan yang akurat dibutuhkan sekali.
2.Mengacu pada rekening bulanan minimal PLN yang harus dibayar pelanggan, yaitu 40Jam nyala dikali daya tersambung, dikali tarif, Jadi maksimal pemasangan PLTS Roof top, idealnya tidak lebih dari penghematan tiap bulan dengan tetap membayar tarif listrik minimal.

***Contoh perhitungan implementasi dari perhitungan daya terpasang dan berapa kapasitas PLTS yang harus diinstal :
a. Nama Mr.x Lokasi Jakarta, biaya bulanan listrik Januari-Desember rata-rata 120 ribu/bulan. Daya tersambung 900VA. misalkan daerahnya menetapkan PPj 10% (pajak penerangan jalan).
Dengan tarif PLN Rp.1467/kwh
Maka rekening minimal yang harus dibayar = ((40 jam x (900VA)/1000)) x 1467 x 1,1 =
Rp 58.093.20.
Jadi penghematan maksimal yang dapat dilakukan dengan PLTS Roof top = 120.000 - 58.093 = Rp.61.907,00/bulan.
Perhitungan Tarif harian = 61.097/30 = 2036/hari.
Kwh harian = Tarif harian / harga listrik/kwh = 2036/1467 = 1.388kwh/hari.
Menggunakan software simulasi PV.Syst untuk lokasi jakarta dengan kemiringan 10 derajat solar modul menghadap ke utara, maka diperoleh kapasitas 0.5kwp = 2x250WP, dengan Inverter on grid 900VA.

Untuk contact jasa perhitungan kapasitas lainya bisa call : bambangnur23@gmail.com untuk konsultasi, intalasi dan desain.

Yingli Solar

Since Chinese solar panel makers Suntech and LDK Solar filed for bankruptcy protection in 2013 and 2014, respectively, the solar panel business has gotten more stable. Manufacturing overcapacity has dropped, but Chinese makers that expanded rapidly until about 2011 continue to be plagued with too much capacity and too little demand.

The next casualty appears to be Yingli Green Energy Holding Co. (NYSE: YGE), which said Wednesday that it had received a notice from the New York Stock Exchange that the company is not in compliance with its rule for continued listing because the stock’s share price has fallen below $1.00 per ADS for a period of 30 consecutive days.

Yingli has six months from the date of the August 13 notice to regain compliance. The company said it expects to notify the NYSE that it intends to cure its price deficiency within the prescribed periode

China’s Ministry of Industry and Information Technology (MITI) said on Wednesday that it expects the country’s solar makers to accelerate consolidation as market conditions continue to shift. MITI also said it expects “steady growth” in the country’s solar industry in the second half of the year, according to a report from Bloomberg.

The central planners of MITI may expect more consolidation, but under the country’s local control rules, it is difficult for the solar makers to take the necessary steps, given a local government’s drive to make itself look good by keeping employment numbers up. Closing a solar manufacturing plant does not make the powers-that-be look good.

Yingli’s ADSs traded down more than 9% Friday morning, at around $0.83 in a 52-week range of $0.72 to $4.03. The company’s market cap is about $150 million at that price. The ADSs hit an all-time high of $41.50 in December of 2007 and dropped to around $13.50 in February 2011, before skidding to the recent sub-$1.00 price range.

Energy Balancing system with multiple DC voltage hardware requirement & Small Inverter.

One Key sucses off system is balancing. Many system. Off grid sucsesfully implemented by good balancing. Software make easier to make balancing. Sample use PV syst. Detail user need, solar radiation, inclination, Location coordinat and loses system. Average cost off grid system 7-10USD per watt. It's difficult to decrease. The most high cost is battrey or energy storage and inverter.

 We can cost down DC off grid system by using DC load direct by using DC harware.
1.LED Lamp DC 12 Volt.
2.DC TV. 12Volt.
3.DC Air Conditioner.
4.DC Computer system. CPU&LED.19 Volt = using converter 12-19Volt.
5.DC phone charger.
6.Using Smaller Inverter off grid only for load with no DC system.

The step can significant decrease cost of system off grid photovoltaic system.
For cheaper mounting system using roof top. For energy storage using Lithium battrey is better in life time (Charge-discharge more than 1000cycle) and higer temperature up to 45 degree celcius.
Using software only for PV and battrey calculation. For electrical system can develop manually. Because limit of software.

Indonesia-Launching-5000MW-Renewable-Energy-until-2025

Jakarta, Pada 11-12 Februari 2016, berkolaborasi dengan dunia internasional, Pemerintah Indonesia berencana meluncurkan program 5000 megawatt (MW) energi surya bernilai investasi US$7 miliar, saat Bali Clean Energy Forum (BCEF).

Bersamaan dengan itu, akan dilakukan pula, peluncuran Centre of Excellence Energi Bersih, virtual lounge.

BCEF ditargetkan mampu menjadi titik awal Indonesia untuk mulai melibatkan dunia internasional dalam upaya pengembangan energi bersih.

“Pemerintah Indonesia, dalam hal ini Menteri ESDM, telah mengirimkam undangan kepada 81 Menteri Energi untuk menghadiri acara tersebut,” ujar Ketua Tim Percepatan Energi Baru dan Terbarukan (EBT), William P. Sabandar, di Kantor Direktorat Jenderal Ketenagalistrikan Kementerian ESDM, Selasa (22/12/2015), dirilis Kementerian ESDM.

Ia menjelaskan, BCEF mengundang para pemimpin negara, pemimpin bisnis, dan ahli, untuk bersama-sama berdiskusi, merumuskan apa yang harus dilakukan agargap teknologi di bidang energi bersih dapat dihilangkan.

Selain itu, sambungnya, BCEF dapat mewujudkan pusat data informasi energi bersih, proyek-proyek yang dipantau dan difasilitasi, serta menjadi tempat kolaborasi pembelajaran seputar pengembangan energi bersih di masa depan.

“Kolaborasi transfer energi yang cepat kita lakukan, karena untuk mendapatkan target energi nasional 23 persen untuk mencapai target COP 21 atau komitmen energi bersih kita, dibutuhkan revolusi teknologi dan inovasi. Jika tidak maka tidak dapat mencapai itu,” terang William.

Sementara itu, Menteri Energi dan Sumberdaya Mineral (ESDM), Sudirman Said, mengatakan, BCEF diharapkan semakin mendorong Indonesia untuk melakukan reformasi di bidang finansial energi, teknologi, dan sumberdaya manusia.

“Pekerjaan rumah terbesar kita adalah me-reform aturan, seperti aturan tarif,” pungkasnya.

Ekonomi Maritim Berdaya Dukung Energi Bersih

Energi bersih menjadi daya dukung penting perekonomian maritim. Kementerian ESDM tengah mengembangkan model pembangunan infrastruktur energi dan listrik untuk kluster ekonomi maritim.

“Kementerian ESDM mengembangkan model pembangunan infrastruktur energi dan listrik untuk kluster ekonomi maritim yang sementara ini telah dibangun proyek percontohan di beberapa wilayah barat, tengah, dan timur Indonesia. Salah satunya adalah Aceh Jaya,” ungkap Kepala Badan Litbang Kementerian ESDM, FX Sutijastoto, saat Perayaan Hari Nusantara, di Pendopo Gubernur Provinsi Aceh, Banda Aceh, Minggu (6/12/2015).

Menurutnya, proyek percontohan diharapkan dapat dikembangkan di wilayah-wilayah lain, terutama di wilayah pesisir serta pulau-pulau kecil dan pulau-pulau terdepan.

Ia mengatakan, Kementerian ESDM mendukung pembangunan techno park di Provinsi Aceh yang akan menjadi contoh pengembangan ekonomi maritim berdaya dukung energi bersih.

“Selain itu, kita juga akan mendukung pembangunan techno park di wilayah Aceh yang merupakan kerja sama dengan Kemenko Maritim dan Kemenristek. Insyaallah, nanti, 2016, techno park ini bisa terbangun dan menjadi percontohan, bagaimana ekonomi maritim didukung oleh energi bersih, yaitu tenaga surya dan tenaga angin,” papar Sutijastoto.

Sebagai bagian dari peringatan Hari Nusantara ke-15, tambahnya, pemerintah telah membangun jaringan listrik di kawasan Pelabuhan Lampulo, termasuk penerangan lampu surya.

“Insyaallah, akan ada pembangungan PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) untuk Lampulo,” pungkasnya.