Rancang Bangun Synchronous Buck Converter Menggunakan Metode Increment Decrement Voltage Control Untuk Sistem Auxiliary Pada Mobil Listrik Urban Concept

Abstract

Sistem auxiliary pada mobil listrik urban concept membutuhkan tegangan stabil sebesar 12 Volt DC untuk mengoperasikan perangkat seperti lampu, klakson, dan sistem kontrol elektronik. Sumber energi utama yang digunakan adalah baterai lithium-ion dengan tegangan nominal 48 Volt dan tegangan penuh 54,6 Volt. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, dirancang sebuah synchronous buck converter yang mampu menurunkan tegangan dari 54 Volt menjadi 12 Volt secara efisien menggunakan metode increment decrement voltage control berbasis umpan balik rangkaian pembagi tegangan. Pembangkitan sinyal PWM dilakukan oleh mikrokontroler Arduino Nano pada frekuensi switching 30 kHz menggunakan Timer1 mode Phase and Frequency Correct, sementara pengendalian dua MOSFET IRFB4110 pada konfigurasi half-bridge dilakukan oleh IC driver IR2110. Sistem kontrol bekerja dengan membandingkan nilai ADC tegangan keluaran terhadap nilai ADC setpoint sebesar 225,06 yang merepresentasikan tegangan target 12 Volt, kemudian melakukan penyesuaian duty cycle secara bertahap melalui mekanisme increment dan decrement. Hasil pengujian akurasi konverter tanpa algoritma menunjukkan rata-rata error sebesar 4,20% dengan rata-rata efisiensi 85,39%. Setelah diterapkan algoritma increment decrement voltage control, tegangan keluaran pada beban resistor, lampu, dan klakson masing-masing tercatat sebesar 12,04 Volt, 12,07 Volt, dan 11,93 Volt dengan error yang sangat kecil yaitu 0,30%, 0,58%, dan 0,58%. Efisiensi konverter juga mengalami peningkatan pada seluruh variasi beban, dimana efisiensi beban resistor naik dari 80,41% menjadi 84,28%, beban lampu naik dari 5,97% menjadi 7,39%, dan beban klakson naik secara signifikan dari 63,01% menjadi 79,91%. Hasil ini menunjukkan bahwa synchronous buck converter dengan metode increment decrement voltage control mampu menghasilkan tegangan keluaran yang stabil dan efisien untuk sistem auxiliary mobil listrik urban concept.