e-ISSN : 2715-5064

## ANALISIS DAN SIMULASI KONVERTER DC-DC PENAIK TEGANGAN DENGAN CELL PENGUAT TINGGI UNTUK APLIKASI PHOTO VOLTAIC (PV)
Anung 1 , Givy Devira Ramady 2 , Purwadi Budi Santoso 3 , Taufik Rachman 4 , Yakob Liklikwatil 5 , Dwiyanto 6 1,2,5,6 Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala, Bandung
3,4 Jurusan Teknik Informatika, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala, Bandung
1,2,3.4.5 Jln. Soekarno-Hatta no 597, Kota Bandung, 40284, Indonesia email: 1 anungstmt@gmail.com , 2 givy.d.ramady@gmail.com, 3 purwadiugm87@gmail.com , 4 rachmantaufik59@gmail.com , 5 y.lilikwatil@gmail.com , 6 yan2dwi@yahoo.com
Abstract − The range of DC output voltage of the photovoltaic cell is about 20 - 45 V dc . At generally electrical load use an AC voltage is about 220 V ac for one phase load and a 380 V ac for three phase load. So that the output voltage of the photovoltaic cell has to raise up to 400  V dc and  then  it  voltage  changed  to  an  AC  voltage  with  an inverter. In this paper, the voltage conversion ratio of the DC to DC voltage  with  high  gain  cell  power  converter  will  be  analyzed  and simulated  with  PSIM  software.  From  the  analysis  and  simulations show  that  the  output  voltage  of  that  converter  can  be  achieved  it about 400 Vdc from around input voltage 20 Vdc, the duty cycle of the semiconductor switch is 71 %.
. Keywords : Converter, Gain cell, Duty cycle
Abstrak  Tegangan dc keluaran dari photovoltaic berkisar antara 20  V dc hingga  45  V dc .  Beban  listrik  umumnya  menggunakan tegangan  satu  phasa  220  V ac dan  tegangan  tiga  phasa  380  V ac . Sehingga  tegangan  keluaran  dari  photo  voltaic  harus  dinaikan  ke tegangan 400 V dc yang selanjutnya dirubah ke tagangan arus bolak balik  oleh  inverter.  Pada  makalah  ini  akan  dianalisis  dan disimulasikan  kerja  konverter  daya  penaik  teganagn  DC  ke tegangan  DC  yang dilengkapi dengan  sel  penguat  tegangan tinggi. Analisis  dilakukan  pada  kondisi  konduksi  kontinyu  dan  simulasi dilakukan  dengan  perangkat  lunak  PSIM.  Hasil  analisis  dan simulasi  menunjukan  bahwa  konverter  dapat  menaikan  tegangan sampai sekitar 400 V dc dari tegangan masukan 20 V dc dengan siklus kerja saklar semikonduktor 71%.
Kata Kunci : Converter , Gain cell, Siklus kerja

## I. PENDAHULUAN
Sebagai  negara  kepulauan  dengan  lebih  dari  17000  pulau, Indonesia  menghadapi  tantangan  dalam  pengiriman  tenaga listrik ke semua penduduk, khususnya yang tinggal di daerah jauh  dan  di  pulau  terluar.  Menurut  kementrian  energy  dan mineral meskipun rasio total kelistrikan Indonesia pada tahun 2019  telah  mencapai  hampir  99%.  Terdapat  tempat-tempat yang  ketinggalan  dan  sekitar  1  juta  keluarga  masih  tanpa listrik.  Selain  itu  jaringan  listrik  yang  kuat  hanya  tersedia  di pulau-pulau  utama,  dimana  terdapat  pemerintahan  pusat  dan penduduk  terbanyak.  Terdapat  juga  daerah-daerah  dimana listrik  hanya  tersedia  beberapa  jam  dalam  satu  hari.  Terletak di  daerah  khatulistiwa,  potensi  cahaya  matahari  di  Indonesia diperkirakan  sekitar  208  GWp,  lebih  besar  dari  sumber
energy  terbarukan  yang  lainnya  seperti  air  (75  GWp),  angin (60 GWp) dan panas bumi (29,5 GWp) [2].
Tegangan  searah  (V dc )  keluaran  selsurya  sekitar  20  V dc sampai  dengan  45  V dc [3].  Hal  tersebut  tergantung  dari intensitas  cahaya  matahari  yang  diterima  oleh  selsurya  dan jumlah  sel  surya  yang  terpasang.  Intensitas  cahaya  matahari yang  tinggi  akan  menghasilkan  tegangan  keluaran  yang tinggi. Tegangan keluran tersebut kemudian dinaikan  sampai tegangan  sekitar  400  V dc oleh  sebuah  konverter  dc  ke  dc. Tegangan  tersebut  selanjutnya  dirubah  ke  tegangan  arus bolak-balik 220 V ac atau 380 V ac oleh sebuah inverter [6]. Pada  artikel  ini,  disajikan  sebuah  analisis  berupa  penurunan dan simulasi dari konverter tegangan dc ke tegangan dc yang dilengkapi  dengan  sel  penguat  tegangan  tinggi.  Dimana konverter  tersebut  difungsikan  untuk  merubah  tegangan  20 V dc ke tegangan 400 V dc .

## II. PENELITIAN YANG TERKAIT
Penelitian  terkait  atau  penelitian  terdahulu  adalah  salah  satu acuan  bagi  peneliti  dalam  melakukan  penelitian.  Beberapa penelitian  terkait  yang  digunakan  sebagai  bahan    referensi dalam  penelitian  ini  diantaranya  adalah:  -pada  referensi  [1] telah dibahas sebuah konverter penaik tegangan baru dua arah yang berasal dari konverter dc-dc buck-boost.; -pada referensi [2]  telah  dibahas  mengenai    sistem  microgrid  tegangan  dc untuk mensuplai beban didaerah terpencil.; -pada referensi [3] telah  dibahas  mengenai  konverter  dc-dc  penaik  tegagan  baru untuk aplikasi fotovoltaik.; - pada referensi [4] telah dilakukan derivasi,  desain  dan  simulasi  pada  konverter  dc-dc  Zeta.;  - pada  referensi  [5]  telah  diusulkan  rangkaian  kaskade multifasa  boost  konverter  yang  sudah  disederhanakan  untuk aplikasi  penguat  tegangan  tinggi  dan  aplikasi  riak  tegangan yang  rendah.  –pada  referensi  [6]  telah  di  bahas  sebuah konverter  penaik  tegangan  dengan  penguat  tegangan  tinggi untuk fotovoltaik.; -pada referensi [7] telah dilakukan analisis dan  simulasi  untuk  meredukasi  rugi-rugi  pensaklaran  pada konverter dc-dc Zeta dengan teknik zero voltage transition .; - pada  referensi  [8]  dan  [9]  telah  dibahas  bagaimana  operasi dari  konverter  untuk  penaik  tegangan  tinggi  dan  bagaimana mengatasi stress tegangan pada peralatan semikonduktor.
*) penulis korespondensi : Anung Email: anungstmt@gmail.com
e-ISSN : 2715-5064
Berdasarkan  referensi  diatas  maka  penelitian  ini  berkenaan dengan  penurunan  persamaan  matematis  baik  tegangan maupun  arus  pada    konverter  dc-dc  penaik  tegangan  yang dilengkapi  dengan  sel  penguat  tinggi.  Persamaan-persamaan tersebut  selanjutnya  digunakan  untuk  menghitung  nilai komponen  yang  diperlukan,  misalnya  nilai  kapasitor  dan induktor,  berdasarkan  daya  keluaran  yang  dipilih.  Tahap berikutnya  adalah  untuk  membuktikan  hasil  perhitungan  dan topologi  rangkaian  yang  diusulkan  maka  dilakukan  simulasi dengan menggunakan PSIM.

## III.METODE PENELITIAN
Penurunan  persamaan  dan  simulasi  dilakukan  dalam penelitian  ini.  Pengoperasian  konverter  daya  DC  ke  DC dengan  sel penguat tinggi ( high  gain  cell) ini dilakukan pada moda  konduksi  kontinyu  (CCM).  Perangkat  switching diasumsikan  sebagai  saklar  yang  ideal.  Dan  tegangan kapasitor  bebas  dari  riak.  Hubungan  tegangan  setiap  tahap dilakukan pada kondisi tunak.
Rangkaian lengkap yang akan dianalisa dan disimulasikan seperti pada gambar 1.
V g C L 1 L 2 C M1 C M2 D 1 D 2 L O C O D M1 D M2 R O SW DC-DC CONVER HIGH GAIN
CELL
Gambar 1 Topologi konverter DC dengan sel penguat tinggi.

## A. Interval waktu pada saklar aktif dalam kondisi ON
Rangkaian  ekuivalen  pada  saat  saklar  aktif  pada  kondisi ON, seperti terlihat pada gambar.2.
V g C L 1 L 2 C M1 C M2 D 1 D 2 L O C O R O SW DC-DC CONVER HIGH GAIN CELL + + - - Gambar.2 Rangkaian Ekuivalen pada kondisi ON
Berdasarkan gambar.2, hubungan antara tegangan keluaran dan  tegangan  masukan  konverter  dapat  diperoleh.  Pada kondisi  ini  tegangan  pada  induktor  dapat  ditulis  seperti  pada persamaan di bawah.
𝑉 𝐿1 = 𝑉 𝑔 (1)
𝑉 𝐿2 = 𝑉 𝐶 (2) 𝑉 𝐿0 = 2𝑉 𝐶𝑀 − 𝑉 0
(3)

## B.  Interval  waktu  pada  saat  sakelar  aktif  dalam  kondisi OFF
Rangkaian  ekivalen  pada  saat  saklar  aktif  dalam  posisi OFF seperti pada Gambar 3.
V g C L 1 L 2 C M1 C M2 D 2 L O C O D M1 D M2 R O SW DC-DC CONVER HIGH GAIN CELL

## Gambar.3 Rangkaian ekivalen dalam kondisi OFF
Berdasarkan gambar.3, tegangan pada induktor L 1 , L 2 , dan L o dapat ditulis seperti di bawah ini.
𝑉 𝐿1 = 𝑉 𝑔 − 𝑉 𝐶 (4)
𝑉 𝐿2 = 𝑉 𝐶 − 𝑉 𝐶𝑀 (5)
𝑉 𝐿𝑂 = 𝑉 𝐶𝑀 − 𝑉 𝑂 (6)

## C. Hubungan Tegangan Keluaran dan Masukan
Hubungan  antara  tegangan  keluaran  dan  tegangan masukan  konverter  daya  dc-dc  dengan  sel  penguat  tinggi  ini dapat  diperoleh  dengan  merata-ratakan  tegangan  pada induktor  dalam  satu  siklus  samadengan  nol.  Berdasarkan persamaan (1) dan (4) maka tegangan rata-rata pada induktor L 1 dalam satu siklus dapat dituliskan sebagai berikut.
∫ 𝑉 𝑔 𝐷𝑇 𝑆 0 𝑑 𝑡 + ∫ (𝑉 𝑔 − 𝑉 𝐶 )𝑑 𝑡 = 0 (1−𝐷)𝑇 𝑆 0 (7)
dimana: 𝐷 = 𝑇 𝑂𝑁 𝑇 𝑆 ; (1 − 𝐷) = 𝑇 𝑂𝐹𝐹 𝑇 𝑆
Persamaan  (7)  dapat  disederhanakan  seperti  pada persamaan di bawah ini.
𝑉 𝐶 = 𝑉 𝑔 (1−𝐷) (8)
Berdasarkan  persamaan  (2)  dan  (5),  tegangan  rata-rata pada  induktor  L 2 dalam  satu  siklus  dapat  ditulis  sebagai berikut.
∫ 𝑉 𝐶 𝐷𝑇 𝑆 0 𝑑 𝑡 + ∫ (𝑉 𝐶 − 𝑉 𝐶𝑀 )𝑑 𝑡 = 0 (1−𝐷)𝑇 𝑆 0 (9)
Persamaan (9) dapat ditulis dalam bentuk lebih sederhana, seperti pada persamaan di bawah ini.
𝑉 𝐶𝑀 = 𝑉 𝐶 (1−𝐷) (10)
Dengan  mensubstitusikan  persamaan  (8)  ke  persamaan (10), maka diperoleh persamaan berikut.
𝑉 𝐶𝑀1 = 𝑉 𝐶𝑀2 = 𝑉 𝐶𝑀 = 𝑉 𝑔 (1−𝐷) 2 (11)
Tegangan  rata-rata  pada  induktor  L o dalam  satu  siklus dapat  ditulis  seperti  di  bawah  ini  berdasarkan  persamaan  (3) dan (6).
∫ (2𝑉 𝐶𝑀 − 𝑉 0 ) 𝐷𝑇 𝑆 0 𝑑 𝑡 + ∫ (𝑉 𝐶𝑀 − 𝑉 𝑂 )𝑑 𝑡 = 0 (1−𝐷)𝑇 𝑆 0 (12)
Setelah  disederhanakan  persamaan  (12),  dan  persamaan (11), maka diperoleh persamaan seperti di bawah ini.
𝑉 𝑜 𝑉 𝑔 = (1+𝐷) (1−𝐷) 2 (13)
Untuk  konverter  daya  dc-dc  ideal,  semua  daya  ditransfer dari masukan ke keluaran.
𝑃 = 𝑉 𝑔 . 𝐼 𝑔 = 𝑉 𝑂 . 𝐼 𝑂 (14)
e-ISSN : 2715-5064
Persamaan  (13)  dan  persamaan  (14)  dapat  ditulis  sebagai berikut.
𝑉 𝑂 𝑉 𝑔 = 𝐼 𝑔 𝐼 𝑂 = (1+𝐷) (1−𝐷) 2
(15)
E. Penurunan persamaan untuk menentukan nilai L 1 , L2, L o , C, C M1 , C M2 , dan C o .
Tidak hanya memperhatikan nilai rata-rata arus induktor di L 1 ,  L 2 dan  L o ,  sama  pentingnya  juga  untuk  memilih induktansi  yang  cukup  besar  untuk  memastikan  riak  arus induktor cukup kecil.
i L1 I L1 D i L1 DT s T s DT s T s -V C V g t t
Gambar 4 Bentuk gelombang tegangan dan arus induktor L 1
Dari  Gambar  4,  kita  dapat  melihat  bahwa  riak  arus  induktor,
∆𝑖 𝐿1 , dapat dinyatakan sebagai.
∆𝑖 𝐿1 = 𝑉 𝑔 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 1 (16)
Dengan  memasukkan  persamaan  (13)  ke  persamaan  (16) dan frekuensi switching f s , maka diperoleh persamaan berikut.
∆𝑖 𝐿1 = (1−𝐷) 2 𝐷𝑉 𝑜 (1−𝐷)𝐿 1 𝑓 𝑠 (17)
Dari  persamaan  ini  terlihat  bahwa  untuk  mempertahankan riak arus induktor yang rendah, kita dapat memilih induktansi yang  besar  atau  frekuensi switching yang  tinggi.  Riak  arus induktor  juga  digunakan  untuk  memastikan  konverter beroperasi  dalam  CCM.  Agar  konverter  ini  selalu  beroperasi di  CCM,  arusnya  harus  selalu  di  atas  nol.  Batasnya  adalah ketika  arus  induktor  mencapai  nol  pada  akhir  periode switching , t = T s , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
i L1 I L1 D i L1 DT s T s V g /L 1
Gambar 5. Arus induktor L 1 pada batas CCM-nya
Pada batas CCM, dari pertimbangan geometris, kita dapat membaca  bahwa  nilai  DC  dari  arus  induktor  adalah 𝐼𝐿 1 = ∆𝑖𝐿 1 2 . Jadi, untuk memastikan CCM kita membutuhkan,
𝐼 𝐿1 ≥ ∆𝑖 𝐿1 2 (18)
Dari  persamaan  (15),  (17),  dan  (18),  kemudian  diperoleh persamaan seperti di bawah ini.
(1+𝐷)
(1−𝐷) 2 𝐼 𝑂 ≥ (1−𝐷) 2 𝐷𝑉 𝑜 2(1+𝐷)𝐿 1 𝑓 𝑠 (19)
Dengan menyederhanakan persamaan (19) kita mendapatkan persamaan seperti di bawah ini.
𝐿 1 ≥ (1−𝐷) 4 𝐷𝑉 𝑜 2(1+𝐷) 2 𝑓 𝑠 𝐼 𝑂 (20)
Memasukkan 𝑅 𝑜 = 𝑉 0 𝐼 𝑜 ke  dalam  persamaan  (20)  sehingga diperleh persamaan di bawah ini.
𝐿 1 ≥ (1−𝐷) 4 𝐷𝑅 𝑜 2(1+𝐷) 2 𝑓 𝑠 (21)
Dengan menggunakan persamaan (2) dan (5), dan tegangan pada  induktor  L 2 sewaktu  ON  dan  OFF,  setelah  diuraikan maka diperoleh tegangan sebagai berikut.
∆𝑖 𝐿2 ≥ 𝑉 𝐶 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 1 (22)
Dengan  memasukkan  persamaan  (8)  ke  persamaan  (22), maka diperoleh persamaan berikut ini.
∆𝑖 𝐿2 ≥ 𝑉 𝑔 (1−𝐷) 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 1 (23)
Dengan  memasukan  persamaan  (13)  ke  persamaan  (23) maka diperoleh persamaan berikut ini.
∆𝑖 𝐿2 ≥ (1−𝐷) 2 𝑉 𝑜 (1+𝐷)(1−𝐷) 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 1 (24)
Nilai  komponen  DC  dari  persamaan  (24)  adalah
𝐼𝐿 2 = ∆𝑖𝐿 2 2 sehingga  persamaan  (24)  dapat  ditulis  sebagai berikut.
𝐼 𝐿 2 ≥ (1−𝐷)𝑉 𝑜 2(1+𝐷) 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 1 (25)
Dimana:
𝐼 𝐿 2 = 𝐼 𝐶 ; 𝐼 𝐶 = (1 − 𝐷)𝐼 𝑔 ;  dan 𝐼 𝑔 = (1+𝐷)𝐼 𝑂 (1−𝐷) 2 dan  kemudian persamaan (25) dapat disederhanakan sebagai berikut.
𝐿 2 ≥ (1−𝐷) 2 𝑅 𝑂 𝐷 2(1+𝐷) 2 𝑓 𝑠 (26)
Untuk  menentukan  nilai  komponen  L o sama  dengan  cara menentukan nilai komponen untuk L 1 dan L 2 .
∆𝑖 𝐿𝑜 = 𝑉 𝐿𝑜 𝐷𝑇 𝑠 𝐿 𝑜 (27)
Memasukkan persamaan (3) ke dalam persamaan (16), kita mendapatkan persamaan sebagai berikut
𝐼 𝐿 𝑜 = 𝐼 𝑜 = ∆𝑖𝐿 2 2 (28)
∆𝑖 𝐿𝑜 = (2𝑉 𝐶𝑀 −𝑉 0 )𝐷𝑇 𝑠 𝐿 𝑜 (29)
Memasukkan  persamaan  (28)  ke  dalam  persamaan  (29), kita mendapatkan persamaan sebagai berikut
𝐿 𝑜 ≥ (2𝑉 𝐶𝑀 −𝑉 0 )𝐷 2𝑓 𝑠 𝐼 𝑂 (30)
Masukkan  persamaan  (11),  dan  persamaan  (13)  ke  dalam persamaan  (30)  sehingga  diperoleh  persamaan  sebagai berikut.
𝐿 𝑜 ≥ {2 (1−𝐷)2 (1+𝐷) 𝑉𝑂 (1−𝐷)2 −𝑉 0 }𝐷 2𝑓 𝑠 𝐼 𝑂 (31)
Equation (31) can be arranged as equation (32).
𝐿 𝑜 ≥ {2( 1 1+𝐷 )𝑉 𝑂 −𝑉 𝑂 }𝐷 2𝑓 𝑠 𝐼 𝑂 (32)
e-ISSN : 2715-5064
Nilai  induktor  Lo  diperoleh  dengan  penyederhanaan persamaan (32).
𝐿 𝑜 ≥ 𝑅 𝑂 (1−𝐷)𝐷 2𝑓 𝑠 (1+𝐷)
(33)
Selain  nilai  komponen  induktor  dan  riak  arus  maksimum yang  diijinkan,  juga  penting  untuk  menentukan  nilai komponen  kapasitor  C 1 ,  C M1 ,  C M2 ,  dan  C O untuk  riak tegangan  maksimum  yang  diijinkan, D V.  Nilai  kapasitor, dapat  ditentukan  dengan  menggunakan  persamaan 𝐶 = 𝑑𝑄 𝑑𝑉 dimana  Q  adalah  muatan  listrik.  Dengan  menulis  ulang perubahan  rata-rata,  maka  diperoleh ∆𝑉 = ∆𝑄 𝐶 .  Jumlah  muatan D Q  sebagai  integral  arus  adalah ∆𝑄 = ∫ 𝑖(𝑡) 𝑑𝑡 .    Dengan mengasumsikan  riak  arus  dapat  diabaikan,  maka  selama saklar ON 𝐼 𝐿 2 = 𝐼 𝐶 dan 𝐼 𝐶 = (1+𝐷)𝐼 𝑂
(1−𝐷) .
Persamaan  untuk  menentukan  nilai  komponen  C  adalah sebagai berikut.
𝐶 ≥ (1+𝐷)𝐷𝐼 𝑂 (1−𝐷)∆𝑉 𝐶 𝑓 𝑆 (34)
Sekarang,  untuk  C M1 =  C M2 jika  kita  mengasumsikan  riak arus dapat diabaikan, selama waktu ON maka,
𝐼 𝐶𝑀 = 𝐼 𝐿 𝑜 = 𝐼 𝑂
𝐶 𝑀 = 𝐼 𝑂 𝐷 ∆𝑉 𝐶𝑀 𝑓 𝑆 (35)
Bentuk  gelombang  arus  dan  tegangan  kapasitor  C o dapat digambarkan seperti pada gambar 6.
i Co I Lo D i Lo DT s T s A Co v Co V O
Gambar 6 Bentuk gelombang arus dan tegangan kapasitor C O
Sekarang,  muatan  yang  menentukan  perubahan  tegangan C O ,  ditampilkan  sebagai  luas  A Co .  Secara  geometris  kita mendapatkan itu.
𝐴 𝐶𝑜 = 1 2 𝑇 𝑠 2 ∆𝑖 𝐿𝑜 2 (36)
Sekarang,  muatan  yang  menentukan  perubahan  tegangan Co,  ditampilkan  sebagai  luas  ACo.  Secara  geometris  kita mendapatkannya.
𝐶 𝑜 ≥ 𝐴 𝐶𝑜 ∆𝑉 𝐶𝑜 = 𝑇 𝑆 8 (1 + 𝐷)𝐷𝑉 𝑂 𝑇 𝑆 (1 − 𝐷)𝐿 𝑜
𝐶 𝑜 ≥ (1+𝐷)𝐷𝑉 𝑂 8𝑓 𝑆 2 (1−𝐷)𝐿 𝑜 ∆𝑉 𝐶𝑜 (37)

## 3.5 Menghitung Nilai Komponen
Nilai komponen dari konverter dapat dihitung berdasarkan nilai-nilai  sebagai  berikut:  V g = 20V;  V O = 400V;  Resistansi beban  berkisar  antara  100Ω  hingga  1000Ω;  frekuensi
pensaklaran ditentukan 50 kHz; dan riak tegangan maksimum pada  ketiga  kapasitor  adalah  1  %.  Dan  konverter  harus beroperasi pada moda konduksi kontinyu (CCM).
Langkah pertama adalah menentukan siklus kerja D, dengan menggunakan persamaan (13).
𝐷 = {(2𝑉 𝑂 + 𝑉 𝑔 ) ± √(−2𝑉 𝑂 − 𝑉 𝑔 ) 2 − 4{𝑉 𝑂 (𝑉 𝑂 − 𝑉 𝑔 )}} 2𝑉 𝑂
= 0,71
Nilai  komponen  L 1 dapat  ditentukan  dengan  menggunakan persamaa (21) dan R O = 1000Ω, maka nilai minimum L 1 yang diijinkan adalah.
𝐿 1 ≥ (1 − 0.71) 4 0.71 ∗ 1000 2(1 + 0.71) 2 50000
𝐿 1 ≥ 17,17347𝜇𝐻
Nilai komponen L 2 dapat ditentukan dengan menggunakan persamaa (26) dan R O = 1000Ω, maka nilai minimum L 2 yang diijinkan adalah.
𝐿 2 ≥ (1−𝐷) 2 𝑅 𝑂 𝐷 2(1+𝐷) 2 𝑓 𝑠 𝐿 2 ≥ (1−0,71) 2 1000∗0,71 2(1+0,71) 2 50000 𝐻
𝐿 2 ≥ 204,2 𝜇𝐻
Nilai komponen L O dapat ditentukan dengan menggunakan persamaa  (33)  dan  R O =  1000Ω,  maka  nilai  minimum  L O yang diijinkan adalah
𝐿 𝑜 ≥ 1000(1−0,71)0,71 2∗(1+0,71)∗50000 𝐻
𝐿 𝑜 ≥ 1204,1 μ𝐻
Nilai  minimum  komponen  kapasitor  C  dapat  ditentukan dengan  menggunakan  persamaan  (34)  dan  nilai  arus  I O tertinggi yaitu 4A.
𝐶 ≥ (1+𝐷)𝐷𝐼 𝑂 (1−𝐷)∆𝑉 𝐶 𝑓 𝑆

## 𝐶 ≥ 83,7𝜇𝐹
Nilai  minimum  komponen  kapasitor  C M1 =C M2 =C M dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (35)
𝐶 𝑀 ≥ 𝐼 𝑂 𝐷 ∆𝑉 𝐶𝑀 𝑓 𝑆 𝐶 𝑀 ≥ 14,2𝜇𝐹
Nilai  minimum  komponen  kapasitor  C O dapat  ditentukan dengan menggunakan persamaan (37).
𝐶 𝑜 ≥ (1+𝐷)𝐷𝑉 𝑂 8𝑓 𝑆 2 (1−𝐷)𝐿 𝑜 ∆𝑉 𝐶𝑜
𝐶 𝑜 ≥ 17,385𝜇 𝐹

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perhitungan dirangkum dalam tabel di bawah ini.

## TABEL I NILAI-NILAI KOMPONEN HASIL PERHITUNGAN
Komponen Nilai komponen hasil perhitungan L 1 17,17347  H
e-ISSN : 2715-5064
L 2 204,2  H L O 1204,1  H C 83,7  F C M 14,2  F C O
17,385  F
Rangkaian simulasi ditunjukan pada gambar 7.
Gambar 7. Rangkaian untuk simulasi
Simulasi  dilakukan  pada  tiga  kondisi  beban  yaitu  R o = 1000Ω, R o = 500Ω, dan R o = 100Ω.
(a) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 71%
(b) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 73%
Gambar 8. Bentuk gelombang hasil simulasi pada beban R o = 1000Ω
(a) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 71%
(b) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 73%
Gambar 9. Bentuk gelombang hasil simulasi pada beban R o = 500Ω
(a) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 71%
(b) Dengan nilai komponen hasil perhitungan dan D = 73% Gambar 10. Bentuk gelombang hasil simulasi pada beban R o = 100Ω
Dari  gambar  8,  gambar.  9  dan  gambar.  10  menunjukkan bahwa tegangan keluaran dapat dikendalikan oleh siklus kerja D, dan tegangan keluaran sangat dipengaruhi oleh perubahan beban.    Sehingga  untuk  memperoleh  tegangan  yang  stabil walaupun terjadi perubahan beban maka diperlukan rangkaian kendali,  yang  mengendalikan  siklus  kerja  dari  saklar semikonduktor.

## V.KESIMPULAN
Dari  hasil  analisis  secara  matematis,  maka  konverter  dc-dc yang  dilengkapi  dengan  sel  penguat tinggi  mampu  menaikan tegangan masukan dari 20 V dc menjadi tegangan keluaran 400 V dc pada siklus kerja 71%. Dan dari hasil simulasi yang telah dilakukan  menunjukan  bahwa  konverter  mampu  menaikan tegangan,  walaupun  tegangan  keluaran  tersebut  masih dipengaruhi oleh perubahan beban.
Selanjutnya  dari  hasil  simulasi  ini  menunjukan  bahwa konverter  ini  memungkinkan  untuk  direalisasikan  dan dilakukan pengujian di laboratorium.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Ridha  D.  N.  Aditama,  Naqita  Ramadhani,  Jihad  Furqani,
Arwindra  Rizqiawan,  Pekik  Argo  Dahono,  “ New  bidirectional  step-up  DC- DC converter derived from buck-boost DC-DC converter ”, IJPEDS, Vol. 12, No. 3, pp. 1699~1707, 2021
[2].
Tri  Ardriani,  Pekik  Argo  Dahono,  Arwindra  Rizqiawan,  Erna Garnia,  Pungky  Dwi  Sastya,  Ahmad  Husnan  Arofat    and  Muhammad Ridwan, “A  DC  Microgrid  System  for  Powering  Remote  Areas” , https://www.mdpi.com/journal/energies , Energies 2021, 14 , 493. https://doi.org/10.3390/en14020493
[3]. Annop  Nakpin  and  Sudarat  Khwan-on, ” A  Novel  High  Step-Up DC-DC  Converter  for  Photovoltaic  Applications” , Procedia  Computer Science 86, pp. 409 – 412, 2016.
[4]. Asger Bjørn Jørgensen, “
Derivation, Design and Simulation of the
Zeta  converter ,” https://www.researchgate.net/publication/355279643 , 19 October 2021.
[5].
Pekik  Argo  Dahono, “Simplified  cascade  multiphase  DC-DC boost  power  converters  for  high  voltage-gain  and  low-ripple  applications,” IJPEDS, Vol. 12, No. 1, pp. 273~285m, Mar 2021 [6]. Divya Navamani.Ja, Vijayakumar.Kb, Jegatheesan.Rc, “ Study  on High  Step-up  DC-DC  Converter  with  High  Gain  Cell for  PV  Applications ,” Procedia Computer Science 115, pp. 731–739, 2017
e-ISSN : 2715-5064
[7]. Anung,  Givy  Devira  Ramady,  Muchamad  Sobri  Sungkar,  Yoddy
Agung  Nuhgraha,  Agung  Wirjawan,  “ Reduksi  Rugi-Rugi  Pensaklaran  Pada Konverter  Dc-Dc  Zeta  Dengan  Teknik  Zero  Voltage  Transition”, Jurnal POLEKTRO: Jurnal Power Elektronik, Vol.12, No.1, pp. 49-53. 2023 [8]. Tohid  Jalilzadeh,  Naghi  Rostami,  Ebrahim  Babaei,  Mohammad Maalandish, “Ultra-step-up  dc–dc  converter  with  lowvoltage  stress  on devices” , IET Power Electron., Vol. 12 Iss. 3, pp. 345-357, 2019 [9]. Anson  K  A,  Fidha  Hashmi  K  P,  Harikrishna,  Jothis  Jacob,  Sera Mathew, “Zeta Converter with Improved Voltage Conversion Gain” , IJERT, Vol. 10 Issue 06, pp. 422 -427, June-2021