ANALISIS KOMPARASI EFISIENSI KONVERTER BOOST KONVENSIONAL DAN SINKRONUS DENGAN KENDALI PI KASKADE PADA PENGISIAN DAYA BATERAI 72 VOLT
Abstract
Penelitian ini menyajikan analisis komparasi kinerja antara konverter boost konvensional dan boost sinkronus untuk sistem pengisian daya baterai. Kedua topologi tersebut dioperasikan menggunakan strategi kendali Proportional-Integral (PI) Kaskade pada mode pengisian Constant Current - Constant Voltage (CC-CV). Pengujian dilakukan melalui simulasi perangkat lunak dengan frekuensi pensaklaran 50 kHz. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem kendali memiliki respons transien yang stabil, dibuktikan dengan transisi mode yang mulus, ketiadaan lonjakan arus kejut (overshoot), dan waktu penetapan (settling time) singkat yakni 0.432 detik. Pada evaluasi komponen, topologi sinkronus terbukti jauh lebih efisien. Penggunaan MOSFET berhasil menurunkan rugi-rugi daya konduksi secara drastis dari 6.3 W menjadi 1.38 W, yang merepresentasikan reduksi disipasi panas hingga 78.1%. Peningkatan efisiensi ini berdampak langsung pada proses transfer energi melalui pengujian berskala pendek yaitu selama 8.4 detik menggunakan metode penskalaan (scaling down), topologi sinkronus meminimalisasi pengurasan State of Charge (SoC) baterai sumber menjadi 57.86%, memberikan penghematan sebesar 0.81% dibandingkan topologi konvensional yang terkuras hingga 58.67%. Temuan ini memvalidasi bahwa implementasi konverter boost sinkronus sangat krusial untuk meminimalkan rugi daya serta memperpanjang umur operasional baterai pada aplikasi nyata.
Downloads
References
M. R. Pratama, J. Jamaaluddin, I. Sulistiyowati, and I. Anshory, “Electric Bicycle Battery Charging System Design Using Solar Panel,” JEEE-U (Journal of Electrical and Electronic Engineering-UMSIDA), vol. 8, no. 2, pp. 71–81, Oct. 2024.
W. Alamsyah and A. A. Nasution, “Rancang Bangun Pembuatan Sistem Charger Menggunakan Buck Boost Konverter pada Sistem PLTS,” Jurnal Simetri Rekayasa, vol. 3, no. 1, pp. 144–151, Apr. 2021.
J. W. Sukmasae and S. R. Akbar, “Simulasi Buck Converter Pada Perancangan Alat Pengisian Daya Baterai LiPO,” Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer, vol. 1, no. 1, Jan. 2017.
Aldifa Amendra Makruf, Andi M. Nur Putra, and Sepannur bandri, “Pengaruh Penggunaan Boost Konverter Sebagai Pengatur Tegangan Terhadap Daya Keluaran Sistem Plts 1.5 Kw,” Elkom: Jurnal Elektronika dan Komputer, vol. 17, no. 2, pp. 526–540, Dec. 2024.
I. Yuwandra, S. Handoko, and D. Darjat, “PERANCANGAN KONVERTER ARUS SEARAH TIPE BOOST DENGAN TEGANGAN KELUARAN TERKONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO NANO,” TRANSIENT: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro, vol. 10, no. 1, pp. 26–32, 2021.
A. N. Ramadhan, N. A. Windarko, and Irianto, “PI Fuzzy Controller of Synchronous Boost Converter for Drug Storage Thermoelectric Cooler,” Journal on Advanced Research in Electrical Engineering, vol. 5, no. 1, 2021.
A. Zidan Falih, M. Zaenal Efendi, and F. Dwi Murdianto, “CC-CV Controlled Fast Charging Using Type-2 Fuzzy for Lithium-Ion Battery,” Journal on Advanced Research in Electrical Engineering, vol. 5, no. 2, pp. 135–141, Oct. 2021.
I. Gusti Agung Ayu Devi Anjani, M. Zaenal Efendi, and O. Asrarul Qudsi, “Design of Battery Charging System with CC-CV Method Using Interleaved Buck-Boost Converter,” Journal of Electrical Technology UMY (JET-UMY), vol. 7, no. 1, pp. 38–47, Jun. 2023.
V. Kalyanasundaram, S. George Fernandez, K. Vijayakumar, and S. Vidyasagar, “A two stage battery charger for EV charging applications,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, vol. 19, no. 2, pp. 593–599, Aug. 2020.
A. Hariyadi, A. Nugroho, and Suwarno, “The origin of cycle life degradation of a lead-acid battery under constant voltage charging,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 12, no. 2, pp. 986–993, Jun. 2021.
M. Nizam, H. Maghfiroh, A. Ubaidilah, Inayati, and F. Adriyanto, “Constant current-fuzzy logic algorithm for lithium-ion battery charging,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 13, no. 2, pp. 926–937, Jun. 2022.
M. Zerouali, A. El Ougli, and B. Tidhaf, “A robust fuzzy logic PI controller for solar system battery charging,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 14, no. 1, pp. 384–394, Mar. 2023.
S. Muhammad Ilman and F. A. Septian Putra, “Kendali arus dan tegangan pada konverter DC-DC boost dengan metode kaskade proportional integral derivative,” JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi, Elektronika, dan Listrik Tenaga), vol. 3, no. 3, pp. 191–202, Sep. 2023.
Suroso et al., “Power converter for battery charger of electric vehicle with controllable charging current,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 15, no. 2, pp. 968–977, Jun. 2024.
B. Waruwu, E. M. Silalahi, and B. Widodo, “ANALISIS ENERGI LISTRIK PLTS ON-GRID DENGAN BOOST CONVERTER DAN INVERTER BERBASIS MATLAB/SIMULINK,” Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan, vol. 13, no. 1, pp. 1445–1454, Jan. 2025.
M. W. N. Okta, A. Murtono, and Y. Yulianto, “Analisa Rancang Bangun Buck-Boost Converter Untuk Sistem Charging Battery,” Jurnal Elektronika dan Otomasi Industri, vol. 8, no. 1, p. 34, May 2021.
A. Hassoune, M. Khafallah, A. Mesbahi, A. Nouaiti, and T. Bouragba, “Experimental implementation of a smart battery charger for electric vehicles charging station,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 11, no. 4, pp. 1689–1699, Dec. 2020.
I. Muslimin, ; Muhammad Farid, and M. A. S. Mandra, “Analisis Kinerja Battery Charging Menggunakan Tenaga Surya Untuk Kendaraan Roda Dua,” Jurnal Pendidikan Vokasi Otomotif, vol. 7, Nov. 2024.
R. Kristiyono, B. Nugroho, and B. Supriyanto, “AUTOMATIC CHARGING BATTERY LITHIUM UNTUK KENDARAAN LISTRIK,” Jurnal Teknika, vol. 7, no. 4, pp. 236–242, 2022.
R. Rakhmawati, D. S. Yanaratri, and H. Saifullah, “Design and Build a Battery Charging Station for Electric Vehicles,” International Journal of Engineering and Emerging Technology, vol. 6, no. 2, pp. 52–58, Dec. 2021.
S. Muhammad Ilman and F. A. Septian Putra, “Pemodelan dinamis dan kendali multi-loop konverter DC-DC boost dengan pengendali PI,” JITEL (Jurnal Ilmiah Telekomunikasi, Elektronika, dan Listrik Tenaga), vol. 3, no. 1, pp. 47–56, Mar. 2023.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
