badan tenaga nuklir nasional - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
BADAN TENAGA NUKLIR NASIONALPUSAT TEKNOLOGI AKSELERATOR DAN PROSES BAHAN
Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb, Yogyakarta 55281
Page 2
Telah dilakukan pembuatan penguat pendorong generator RF untuk siklotronproton 13MeV. Generator RF akan digunakan sebagai sumber teganganpemercepat bolak-balik siklotron DECY-13 rancangan PTAPB-BATAN.Berdasarkan dokumen rancangan dasar siklotron Decy-13 yang telahdibuat, sumber tegangan bolak-balik bekerja pada frekuensi 77,667 MHz dengandaya RF ±10 kW. Pada penelitian sebelumnya telah selesai dibuat RF excitermenggunakan teknik Direct Digital Synthesizer (DDS). Agar exciter dapatmendorong penguat daya RF diperlukan penguat pendorong yang keluarannyamampu untuk mengendalikan keluaran daya RF yang diharapkan. Penguatpendorong RF yang saat ini banyak digunakan untuk aplikasi akselerator adalahteknologi transistor LDMOS. Setelah membandingkan beberapa tipe transistorLDMOS prototip yang telah selesai dibuat dipilih menggunakan transistor LDMOStipe BLF578. Hasil pengujian penguat pendorong dengan tegangan kerja 42 Vdcdan keluaran daya RF 400 W, diperlukan arus 15,3 A dan daya pendorong 1,4 W.Setelah dilakukan perhitungan data hasil pengujian, diperoleh nilai koefisienkorelasi linier antara masukan dan keluaran R2=0,992, power gain 23,98 –24,88, power-added efficiency 62 % dan disipasi panas tertinggi 270 W. Dari hasilpengujian dapat disimpulkan bahwa prototip sudah berfungsi dan hasilnya sesuaiyang diharapkan, namun pendingin transistor BLF578 masih perlu disempurnakanagar saat dioperasikan, panas yang ditimbulkan masih dalam batas aman.
Page 3
Page 4
RF Out
Penguatpendorong
LDMOS300 Watt
Penguat Daya RF10 kW
DDSRF exciter
10 Watt
Page 5
RF out
RF input
Trip/Alarm
Drv. pwr
TeganganArus Reflect
Forward
Suhu
Switching Power Supply
48 Vdc
Pengatur Catu Daya22 - 45 Vdc
Penguat RF Klas-AB
LDMOS-BLF578Atenuasi
RF
Atmega16Penampil & Sistem Trip
LCD Panel LMB 62ADC
Directional Coupler
12
34
5
1.Drain 12.Drain 23.Gate 14.Gate 25.Source
Page 6
Penguat RF Pendorong
LDMOS-BLF578
Bird RF Directional Thruline Wattmeter
Model 43RF DDSExciter
Pengujian dilakukan dengan memberi masukan sinyal RF berasaldari RF DDS exciter yang daya RF keluarannya dapat diatur dari0–10 Watt. Penguat RF pendorong daya keluarannya diukurmenggunakan Bird RF Directional Thruline Wattmeter Model 43dan sebagai beban keluaran digantikan dengan resistor yangimpedansinya sesuai dengan keluaran penguat RF pendorongyaitu dummy resistor 50 Ω
Page 7
1 2
3
45
66 17 8
110
1. Modul penguat RF LDMOS BLF5782. Resistor atenuasi3. Blower pendingin4. Catu daya switching 48 Vdc5. Modul pengatur tegangan catu daya
transitor BLF5786. Trafo catu daya blower7. Catu daya 12 Vdc8. Modul mikrokontroler Atmega169. Panel LCD LMB162AD10.Kipas penghisap udara
9
1 2 63
45
1. Switch ON/OFF2. Tombol reset trip3. Tombol pemilihan menu operasi4. Liquid Crystal Display 5. Indikator trip:
CURR (arus penguat RF)VDD (tegangan penguat RF)REFL (Refected power)TEMP (suhu pendingin penguat RF)
6. Konektor DB-9 (RS-232)
Page 8
y = 310.6x - 22.73R² = 0.992
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
Kel
uara
n D
aya
RF
[W]
Masukan Daya RF [W]
Dari data grafik telah dilakukan perhitungan dan diperolehpersaman regresi linier y = 310,6x - 22,73 dengan R2 = 0,992sehingga dapat disimpulkankan bahwa antara masukan dankeluaran daya RF mempunyai korelasi yang sangat kuat.
Page 9
Hasil pengukuran dan perhitungan diperoleh power gain penguatpendorong dengan rentang gain 23,98 – 24,88. Hasil ini sesuaidengan “Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578Rev.02 4 Feb. 2010”, yang mana dinyatakan bahwa power gainBLF578 minimum 24 dan tipikal-nya adalah 25.
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
25 50 75 100 125 168 200 238 300 350 400
Gai
n [d
B]
Keluaran daya RF [W]
)(*10in
out
PPLOGgain =
Page 10
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400
PAE
[%]
Keluaran daya RF [W]
Pada keluaran daya RF 400 Watt diperoleh PAE 62 %. Hasil inicukup memuaskan, meskipun masih harus ditingkatkan karena“Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578” dinyatakanbahwa PAE 70 %.
Page 11
0255075
100125150175200225250275300
0 50 100 150 200 250 300 350
Dis
ipas
i Day
a R
F [W
]
Keluaran Daya RF [W]
Disipasi tertinggi keluaran daya RF 400 Watt adalah 270 Wattsehingga perlu diperhatikan apakah pendingin yang terpasangsudah memenuhi syarat karena luasan flens pendingin BLF578adalah 4,25 cm2
Page 12
Telah selesai dibuat penguat pendorong generator RF untuksiklotron DECY-13 menggunakan teknologi transistor LDMOSBLF578. Penguat pendorong RF telah diuji dengan tegangan kerja42 Volt, masukan daya RF mulai 0,1–1,3 Watt dan diperoleh keluarandaya RF 25–400 Watt. Pada keluaran daya 400 Watt penguat RFpendorong menarik arus 15,3 A.
Data hasil pengujian setelah dihitung diperoleh: nilai koefisienkorelasi linier antara masukan dan keluaran R2 = 0,992, power gain23,98 – 24,88, Power-added efficiency 62 % dan disipasi panastertinggi 270 W.
Meskipun prototip sudah berhasil dibuat dan hasilnya sesuaiyang diharapkan, tetapi pendingin transistor BLF578 masih perludisempurnakan agar pada saat dioperasikan secara kontinyu panasyang ditimbulkan masih dalam batas aman.
Page 13