## ANALISA PEMILIHAN MOSFET PADA FULL H-BRIDGE DRIVER UNTUK BEBAN THERMOELECTRIC COOLER (TEC)
Oleh: Vinda Setya Kartika 1 , Nanang Warihandoko 2 , Muhammad Arya Surya Saputra 3 1,3 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang
2 PT. Promanufacture Indonesia E-mail: vinda.setyakartika@gmail.com 1 , nanang.warih@gmail.com 2

## Abstrak
Mosfet merupakan bagian perangkat penting dalam desain rangkaian full h-bridge untuk beban arus dan tegangan besar, sehingga pemilihan tipe mosfet berdasarkan parameter yang ada pada mosfet itu sangat harus diperhatikan untuk mendapatkan desain rangkain dengan performa maksimal. Sebuah mosfet memiliki rangkain pengganti didalam yang bisa mempengaruhi performa dari mosfet itu sendiri. Dalam  penelitian  ini  bertujuan  untuk  membandingkan  dua  N-Channel  mosfet  untuk  dipilih  sebagai driver dari beban thermoelectric cooler sebesar 380W didapatkan bahwa tipe mosfet IPP052N08N5 memiliki performa yang lebih baik dibanding tipe IRFB52N15 secara temperature case tidak panas jika bekerja tanpa heatsink yaitu sebesar 36 O C dibanding suhu IRFB52N15 bisa mencapai 60 O C, suhu ini merupakan suhu terpanas dalam pengetesan yaitu ketika PWM duty cycle 99%, saat PWM duty cycle diturunkan maka suhu mosfet juga akan turun.
Kata Kunci : mosfet N-channel, full h-bridge, temperature case, PWM duty, thermoelectric cooler.

## Abstract
The mosfet is an important device in the design of a full H-bridge circuit for large current and voltage loads, so selecting the mosfet type based on the parameters of the mosfet must be considered to obtain a circuit design with maximum performance. A mosfet has a replacement circuit inside which can affect the performance of the mosfet itself. In this study, the aim was to compare two N-Channel MOSFETs to be selected as drivers for a thermoelectric cooler load of 380W. It was found that the IPP052N08N5  MOSFET  type  had  better  performance  than  the  IRFB52N15  type  in  that  the  case temperature was not hot when working without a heatsink, namely 36OC compared to the IRFB52N15 temperature. reaching 60OC, this temperature is the hottest temperature in the test, namely when the PWM  duty  cycle  is  99%,  when  the  PWM  duty  cycle is  reduced, the  MOSFET temperature  will  also decrease.
Keywords : mosfet N-channel, full h-bridge, temperature case, PWM duty, thermoelectric cooler .

## 1. Pendahuluan
Peltier  merupakan  salah  satu  hasil  efek yang  disebabkan  suatu  fenomena  yang dinamakan efek termoelektrik dimana merupakan  perubahan  energi  listrik  menjadi energi kalor atau sebaliknya, penelitian yang berkaitan  dengan  aplikasi  tentang  efek termoelektrik peltier dimulai pada 1900 awal sampai  sekarang  dan  dapat  menghasilkan efisiensi konversi hanya kurang dari 10%.
Dalam  metode  kontrol  peltier  dapat dijalankan  secara  bolak  balik  menggunakan tegangan DC sehingga 2  sisi peltier tersebut
dapat bergantian berubah suhu dari dingin ke panas  atau  sebaliknya,  untuk  dapat  bekerja seperti  itu  dibutuhkan driver  h-bridge yang bekerja  secara  bergantian  untuk  dapat mengaktifkan  fungsi  peltier.  Ada  beberapa komponen  yang  dapat  digunakan  untuk membuat  sirkuit h-bridge salah  satunya dengan menggunakan mosfet.
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan pembuatan  driver h-bridge untuk  dapat melakukan  kontrol  pada  beban  peltier.  Pada rangkaian h-bridge ini  berisi  4  N-channel mosfet  yang  akan  bekerja  bergantian  dalam proses kontrolnya. dan kita akan mengamati
apa efek dari pemilihan mosfet dengan beban peltier yang sama.
Pada  penelitian  ini  bertujuan  untuk memilih  mosfet  pada h-bridge ,  ini  sangat penting  berkaitan  dengan  performa  dan spesifikasi  mosfet  itu  sendiri  yang  memiliki nilai  parameter  berbeda  beda,  mosfet diharapkan awet karena bekerja untuk beban dengan arus besar dan tegangan besar seperti untuk peltier ini, sehingga diharapkan mosfet tidak  terlalu  panas  dan  diharapkan  dapat bekerja dalam waktu yang lama.

## 2. Tinjauan Pustaka

## 2.1. Peltier
Modul Peltier merupakan suatu alat yang berfungsi  untuk  memindahkan  panas  atau menyerap panas dari sisi satu ke sisi lainnya ketika  listrik  DC  dialirkan  [1][2].  Gambar  1 menunjukkan  struktur  dan  operasinya  dari peltier . Modul Peltier memiliki pelat keramik dengan  konduktivitas  suhu  yang  tinggi  pada kedua sisinya. Ada susunan plat semikonduktor termoelektrik di antara kedua sisi  peltier  tersebut  [1][28].  Semikonduktor penyusunya  bertipe  P  dan  tipe  N,  dan dihubungkan  secara  seri  dengan  plat tembaga.  Dan  plat  pertama  dan  terakhir dihubungkan ke kabel untuk catu daya DC.
Gambar 1. Struktur dan cara kerja peltier. (a) arah aliran arus searah jarum jam, (b) arah aliran arus berlawanan arah jarum jam.

## 2.2. N-Channel Mosfet
Mosfet merupakan salah satu komponen elektronika  yang  sering  digunakan  dalam proses    switching    pada    beban    arus    dan
tegangan  yang  besar,  oleh  karena  itu  dalam penelitian ini akan membandingkan performa mosfet  dari  spesifikasi  nya  untuk  dapat mengendalikan beban peltier.
Struktur  transistor  NMOS  terdiri  atas substrat  tipe-p  dengan  daerah  source  dan drain diberi difusi n+ . Diantara daerah source dan  drain  terdapat  suatu  daerah  sempit  dari substrat p yang disebut channel yang ditutupi oleh lapisan tang penghantar ( isolator )  yang terbuat  dari  SiO2.  Panjang  channel  disebut Length (L) dan lebarnya disebut Width (W). Gerbang  ( gate )  terbuat  dari  polisilikon  dan ditutup  oleh  penyekat  yang  diendapkan. Struktur transistor NMOS terdiri atas substrat tipe-p dan tipe-n. kedua parameter ini sangat penting untuk mengontrol MOSFET. Parameter  yang  tidak  kalah  penting  adalah ketebalan  lapisan  oksida  yang  menutupi daerah  channel  (tox).  Di  atas  lapisan insulating tersebut di depositkan polycrystalline silicon (polysilicon e) electrode ,  yang  disebut  dengan  gerbang ( gate ). struktur fisik MOSFET tipe enhancement ditunjukkan dalam gambar 2.

## Gambar 2. Struktur fisik N-MOSFET tipe Enhancement
Dari  struktur  pembentuknya  mosfet menghasilkan  suatu circuit  equivalent yang akan  menentukan  parameter,  spesifikasi  dan bagaimana mosfet bekerja nantinya, rangkaian ini ditunjukkan dalam gambar 3.
Gambar 3. Circuit equivalent mosfet

## 2.3. H-Bridge Driver
Driver h-bridge N-Mosfet  merupakan modifikasi  dari  rangkaian  h-bridge,  dengan menggunakan  Mosfet  sebagai  pengganti saklar.  Fungsi  dari  driver  h-bridge  mosfet adalah  sebagai  driver  peltier,  dengan  driver ini  dapat  mengubah  sisi  suhu  yang  panas ataupun  yang  dingin  dari  peltier,  untuk merancang N channel mosfet h bridge driver dibutuhkan komponen gate driver yang sudah terdapat  kontroler  untuk  kapasitor bootstrap di  sisi  mosfet high  side -nya,  seperti ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Gate Driver H Bridge N-Channel Mosfet

## 3. Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode eksperimental  dalam  proses  pencarian  data outputnya. Data output merupakan hasil dari beberapa  experiment  yang  telah  dilakukan
sehingga  diharapkan  dari  beberapa  data  ini dapat  memberikan  kemudahan  untuk  proses analisa, untuk penarikan kesimpulan dihasilkan  dari  data  hasil  yang  didapat berdasarkan teori yang ada. Metode
eksperimental itu sendiri merupakan metode penelitian  yang  digunakan  untuk  mencari pengaruh  perlakuan  tertentu  terhadap  yang lain  dalam  kondisi  yang  terkendalikan, Instrumen  yang  digunakan  dalam  penelitian ini berupa perangkat yang dibuat untuk dapat mengkarakterisasi  Mosfet  N-Channel  dalam mengendalikan  peltier  modul.  Proses  kerja dari  alat  tersebut  dapat  dilihat  pada  diagram yang ditunjukkan oleh Gambar 5.

## Gambar 5. Blok Diagram Pengetesan Mosfet
Kegunaan  semua  blok  diagram  diatas adalah untuk menunjang proses pengambilan data  performa  mosfet,  PWM generator didapatkan dari output mikrokontroler digunakan  untuk  proses  switching  mosfet,
Gate  driver digunakan  untuk  mengontrol  N channel  mosfet  sebagai  full  H  bridge  dan kontrol bootstrap  capacitor ,  Peltier  block merupakan  susunan  seri  dan  paralel  dari beberapa peltier sehingga akan tercapai beban output  380  W  (48V  x  8A)  , digital thermometer digunakan untuk membaca suhu pada  bodi  mosfet  tanpa heatsink saat  proses aktif. Dalam  penelitian  ini  bertujuan  untuk membandingkan performa dua mosfet sehingga  output  dari  penelitian  ini  akan diketahui atau dipilih satu mosfet yang dapat digunakan dalam kontrol peltier, mosfet yang digunakan  adalah  tipe  N-  Channel  dari Infineon  tipe  hexfet  IRFB52N15  dan Optimos5 IPP052N08N5.
Gate
Driver PWM Gener ator / Mikro kontro ler
Peltier Block 48V/8A H Bridge Digital Thermometer
Gambar 6 menjelaskan flowchart penelitian  secara  umum,  pertama  adalah menyiapkan  dan  merangkai  kontrol  peltier seperti  pada  gambar  5,  selanjutnya  pasang mosfet pada rangkaian full h-bridge aktifkan PWM controller dengan duty cycle 99% pada frekuensi 1 Khz, pasangkan sensor temperature pada  bodi  mosfet highside , mosfet lowside dan  sensor  untuk  membaca temperatur  ruangan,  baca  semua  sensor temperature  dan  lakukan  log  data  setiap  5 detik  selama  1  jam  berjalan,  setelah  selesai ganti  mosfet  dan  lakukan  log  data  kembali. Percobaan  ini  dilakukan  pada  kondisi  ideal mosfet yaitu mosfet tanpa heatsink.

## Gambar 6. flowchart penelitian secara umum

## 4. Hasil dan Pembahasan
Pengujian yang dilakukan menghasilkan data berupa beda suhu pada bodi mosfet saat mosfet menerima beban penuh 380W , untuk memudahkan  analisa  data  dari  suhu  mosfet akan  dilakukan  pengambilan  data  setiap  5 detik selama 1 jam dan data akan ditampilkan dalam sebuah grafik beda performa. Pengujian  dengan  menggunakan  mosfet  tipe hexfet  IRFB52N15,  ditunjukkan  pada  Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian mosfet IRFB52N15 PWM 99% No T_H T_L T_RT 1 26.6 26.9 25.8 2 26.6 26.9 25.9 3 26.6 27 25.9 4 26.6 27 25.9 5 26.6 27 25.9 6 26.6 27 25.9 7 26.6 26.9 25.7 8 27.5 27.1 25.6 9 27.7 27.8 25.5 10 27.7 27.9 25.5 11 27.7 27.8 25.5 12 27.6 27.7 25.4 13 27.6 27.6 25.4 14 27.5 27.5 25.4 15 28.4 27.7 25.5 16 29.1 28.5 25.6 17 30.4 29 25.7 18 31 30.1 25.6 19 32.1 30.9 25.5 20 32.6 31.3 25.4 21 33.6 32 25.4 22 34 32.4 25.4 23 34.9 33 25.4 24 35.8 33.3 25.5 25 36.2 33.9 25.5 26 37 34.2 25.5 27 37.4 34.7 25.6 28 38.2 35.1 25.5 29 38.4 35.4 25.4 30 39.1 35.8 25.5 31 39.7 36 25.6 32 40.3 36.4 25.6 33 40.7 36.5 25.6 34 41 36.9 25.6 35 41.5 37.2 25.6 36 41.8 37.3 25.7 37 42.3 37.7 25.7 38 42.5 37.9 25.6 39 42.9 38.1 25.7 40 43.3 38.2 25.6
No T_H T_L T_RT 83 52.6 44.8 26 84 52.8 44.9 26.1 85 53 45.2 26.1 86 53.1 45.2 26.1 87 53.1 45.5 26.1 88 53.4 45.6 26 89 53.4 45.7 26.2 90 53.7 45.8 26.1 91 53.6 45.9 26.3 92 53.9 45.9 26.2 93 53.8 46 26.1 94 54.2 46.2 26.1 95 54.1 46.2 26 96 54.2 46.4 26.1 97 54.3 46.5 26.1 98 54.4 46.7 26.1 99 54.5 46.7 26.1 Tabel  1  di  atas  menampilkan  sebagian dari log data selama 1 jam dengan PWM duty cycle 99%,  dari  hasil  sistem  berjalan  1  jam suhu high side mosfet akan stabil di 60 derajat celcius dan suhu low side mosfet akan stabil pada  suhu  44  derajat  celcius  pengukuran dilakukan pada suhu ruang 25 derajat celcius, data lengkap akan ditampilkan pada gambar 7 dalam  bentuk  grafik  respon  suhu  mosfet terhadap    waktu.    Pengujian    selanjutnya menampilkan  dengan  menggunakan  mosfet tipe  Optimos5  IPP052N08N5  ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengujian mosfet IPP052N08N5 PWM
No T_H T_L T_RT 1 28.7 28.5 25.3 2 28.8 28.6 25.4 3 29 28.7 25.4 4 29 28.8 25.4 5 29.2 29 25.4 6 29.2 29.1 25.4 7 29.4 29.2 25.4 8 29.5 29.3 25.4 9 29.6 29.4 25.3 10 29.7 29.4 25.3
No T_H T_L T_RT 41 43.5 38.4 25.8 42 44 38.5 25.8 43 44.1 38.8 25.9 44 44.6 39 25.8 45 44.8 39.1 25.7 46 45.3 39.3 25.8 47 45.5 39.4 25.8 48 45.9 39.4 25.9 49 46.1 39.6 25.9 50 46.4 39.7 25.9 51 46.7 39.9 26 52 46.7 40 26 53 47 40.1 26 54 47 40.1 26 55 47.6 40.2 26 56 47.5 40.2 26 57 47.7 40.4 26.1 58 48 40.5 26.1 59 47.9 40.6 26 60 48.3 40.6 26 61 48.3 40.7 26 62 48.4 40.8 26.1 63 48.6 40.9 26 64 48.8 40.9 26.1 65 49.1 40.9 26.1 66 49 40.9 26.1 67 49.8 41.7 26.2 68 49.9 41.8 26.1 69 50.1 42.1 26.2 70 50.2 42.1 26.1 71 50.3 42.5 26.1 72 50.7 42.8 26.2 73 51 43.2 26.1 74 51.1 43.3 26.1 75 51.2 43.5 26.1 76 51.4 43.8 26.2 77 51.6 43.9 26.1 78 51.7 44.1 26.1 79 51.8 44.2 26 80 51.8 44.3 26 81 52.2 44.4 26 82 52.5 44.6 26 99%
No T_H T_L T_RT 11 29.7 29.6 25.3 12 29.9 29.7 25.3 13 30.1 29.7 25.3 14 30.2 29.8 25.3 15 30.4 29.9 25.3 16 30.4 30.1 25.4 17 30.5 30.2 25.3 18 30.6 30.2 25.4 19 30.7 30.3 25.5 20 30.8 30.4 25.4 21 30.9 30.5 25.5 22 31 30.5 25.5 23 31.3 30.4 25.4 24 31.4 30.5 25.4 25 31.5 30.6 25.3 26 31.6 30.6 25.3 27 31.7 30.7 25.3 28 31.8 30.8 25.3 29 31.9 30.8 25.4 30 32 30.9 25.5 31 32.1 30.9 25.5 32 32.1 31 25.5 33 32.3 31 25.5 34 32.3 31.1 25.5 35 32.4 31.1 25.4 36 32.5 31.2 25.5 37 32.6 31.2 25.6 38 32.7 31.3 25.7 39 32.8 31.3 25.6 40 32.8 31.3 25.7 41 32.8 31.4 25.6 42 32.9 31.4 25.7 43 33 31.5 25.8 44 33.1 31.5 25.8 45 33.1 31.5 25.7 46 33.2 31.6 25.7 47 33.2 31.6 25.7 48 33.3 31.6 25.7 49 33.4 31.7 25.8 50 33.4 31.7 25.8 51 33.5 31.8 25.8 52 33.6 31.8 25.9
No T_H T_L T_RT 53 33.6 31.9 25.9 54 33.7 31.9 25.9 55 33.8 31.9 26 56 33.8 31.9 26.1 57 33.9 32 26.1 58 33.9 32 26.2 59 34 32 26 60 34.1 32 26 61 34.1 32 26 62 34.1 32.1 26 63 34.2 32.1 25.9 64 34.2 32.1 25.7 65 34.3 32.1 25.7 66 34.2 32.2 25.8 67 34.5 32.2 25.8 68 34.4 32.2 25.8 69 34.4 32.2 25.8 70 34.5 32.2 25.8 71 34.5 32.2 25.8 72 34.5 32.3 25.8 73 34.5 32.3 25.8 74 34.6 32.3 25.8 75 34.6 32.3 25.8 76 34.7 32.3 25.8 77 34.7 32.3 25.8 78 34.7 32.3 25.7 79 34.8 32.3 25.6 80 34.7 32.4 25.6 81 34.8 32.4 25.6 82 34.8 32.4 25.7 83 34.8 32.4 25.8 84 34.8 32.4 25.7 85 34.9 32.4 25.7 86 34.9 32.4 25.8 87 35 32.4 25.8 88 35 32.5 25.7 89 35 32.5 25.8 90 35.9 32.5 25.3 91 35.3 32.6 25.8 92 35.2 32.5 25.8 93 35.3 32.5 25.8 94 35.2 32.5 25.9
No T_H T_L T_RT 95 35.3 32.5 25.8 96 35.3 32.5 25.7 97 35.3 32.5 25.7 98 35.3 32.5 25.8 99 35.3 32.5 25.8 Tabel  2  diatas  menampilkan  sebagian dari log data selama 1 jam dengan PWM duty cycle 99%,  dari  hasil  sistem  berjalan  1  jam suhu high side mosfet akan stabil di 36 derajat celcius dan suhu low side mosfet akan stabil pada  suhu  32  derajat  celcius  pengukuran dilakukan pada suhu ruang 25 derajat celcius, data lengkap akan ditampilkan pada gambar 8 dalam  bentuk  grafik  respon  suhu  mosfet terhadap waktu.
Gambar 7. Grafik respon suhu mosfet IRFB52N15 PWM 99%
Gambar 8. Grafik respon suhu mosfet IPP052N08N5
PWM 99% Pengujian selanjutnya dengan menggunakan mosfet tipe hexfet IRFB52N15 dengan  PWM  50%,  hasil  log  data  suhu ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian mosfet IRFB52N15 PWM 50% No T_H T_L T_RT 1 33.2 31.3 24.7 2 33.1 31.2 24.8 3 33 31 24.7 4 33 31 24.7 5 32.9 30.8 24.8 6 32.8 30.8 24.8 7 32.8 30.7 24.8 8 32.9 30.7 24.7 9 33.2 30.8 24.9 10 33.9 31.3 24.8 11 34.5 31.4 24.7 12 34.7 31.7 24.7 13 35.2 32 24.7 14 35.4 32.3 24.7 15 36 32.6 24.7 16 36.2 32.7 24.8 17 36.6 33 24.7 18 36.9 33.1 24.7 19 37.3 33.3 24.5 20 37.8 33.4 24.5 21 38 33.6 24.4 22 38.4 33.7 24.4 23 38.5 33.8 24.5 24 38.9 34 24.7 25 39.1 34.1 24.7 26 39.4 34.1 24.7 27 39.7 34.2 24.5 28 39.9 34.4 24.4 29 40.2 34.5 24.4 30 40.3 34.6 24.7 31 40.6 34.7 24.7 32 40.8 34.7 25 33 41 34.8 24.9 34 41.1 34.9 24.8 35 41.3 34.9 24.4 36 41.6 35 24.4 37 41.7 35.1 24.7 38 41.9 35.2 24.8 39 42 35.1 24.8
No T_H T_L T_RT 80 46.6 36.4 25.2 81 46.7 36.3 25.2 82 46.8 36.4 25.2 83 46.9 36.4 25.2 84 46.9 36.4 25.3 85 47 36.4 25.2 86 47 36.4 25.1 87 46.9 36.3 25.1 88 46.9 36.4 25.2 89 47 36.5 25.2 90 47.1 36.5 25.2 91 47.2 36.5 25.2 92 47.2 36.4 25.2 93 47.3 36.5 25.1 94 47.3 36.5 25.3 95 47.3 36.6 25.2 96 47.4 36.5 25.1 97 47.4 36.5 25.2 98 47.6 36.5 25.2 99 47.7 36.6 25.3
Tabel  3  diatas  menampilkan  sebagian dari log data selama 1 jam dengan PWM duty cycle  50%,  dari  hasil  sistem  berjalan  1  jam suhu high side mosfet akan stabil di 49 derajat celcius dan suhu low side mosfet akan stabil pada  suhu  37  derajat  celcius  pengukuran dilakukan pada suhu ruang 25 derajat celcius, data lengkap akan ditampilkan pada gambar 9 dalam  bentuk  grafik  respon  suhu  mosfet terhadap  waktu. Pengujian  selanjutnya dengan  menggunakan  mosfet  tipe  Optimos5 IPP052N08N5 dengan PWM 50%, hasil log data suhu ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengujian mosfet IPP052N08N5 PWM
50% No T_H T_L T_RT 1 25.1 25.1 25.3 2 25.2 25.2 25.4 3 25.3 25.3 25.4 4 25.1 25.1 25.4 5 25.2 25.2 25.4
No T_H T_L T_RT 40 42.2 35.2 24.9 41 42.4 35.2 24.9 42 42.6 35.3 25 43 42.8 35.3 24.9 44 42.9 35.4 25 45 43 35.4 24.9 46 43.2 35.5 24.8 47 43.3 35.5 24.7 48 43.4 35.5 24.8 49 43.6 35.5 24.8 50 43.7 35.6 24.7 51 43.8 35.6 24.8 52 44 35.6 24.7 53 44.1 35.6 24.7 54 44.2 35.7 24.7 55 44.3 35.7 24.8 56 44.5 35.8 24.9 57 44.5 35.9 24.8 58 44.7 35.8 24.8 59 44.9 35.8 24.8 60 45 35.9 24.9 61 45.1 35.9 24.9 62 45.1 36 24.7 63 45.2 36 24.7 64 45.3 36 24.8 65 45.4 36.1 24.9 66 45.5 36 25 67 45.6 36.1 25.1 68 45.7 36.1 25.1 69 45.8 36.2 25.1 70 45.7 36.2 25.1 71 45.8 36.2 25.1 72 45.9 36.2 25 73 46 36.3 25.1 74 46.2 36.4 25.1 75 46.2 36.3 25.1 76 46.1 36.3 25.1 77 46.4 36.3 25.1 78 46.4 36.4 25 79 46.5 36.4 25
No T_H T_L T_RT 6 25.3 25.3 25.4 7 25.1 25.1 25.4 8 25.1 25.1 25.4 9 25.1 25.1 25.3 10 25.1 25.1 25.3 11 25.1 25.1 25.3 12 25.2 25.2 25.3 13 26.1 25.7 25.3 14 26.2 25.8 25.3 15 26.4 25.9 25.3 16 26.4 26.1 25.4 17 26.5 26.2 25.3 18 26.6 26.2 25.4 19 26.7 26.3 25.5 20 26.8 26.4 25.4 21 26.9 26.5 25.5 22 27 26.5 25.5 23 27.3 26.4 25.4 24 27.4 26.5 25.4 25 27.5 26.6 25.3 26 27.6 26.6 25.3 27 27.7 26.7 25.3 28 27.8 26.8 25.3 29 27.9 26.8 25.4 30 28 26.9 25.5 31 28.1 26.9 25.5 32 28.1 27 25.5 33 28.3 27 25.5 34 28.3 27.1 25.5 35 28.4 27.1 25.4 36 28.5 27.2 25.5 37 28.6 27.2 25.6 38 28.7 27.3 25.7 39 28.8 27.3 25.6 40 28.8 27.3 25.7 41 28.8 27.4 25.6 42 28.9 27.4 25.7 43 29 27.5 25.8 44 29.1 27.5 25.8 45 29.1 27.5 25.7
No T_H T_L T_RT 46 29.2 27.6 25.7 47 29.2 27.6 25.7 48 29.3 27.6 25.7 49 29.4 27.7 25.8 50 29.4 27.7 25.8 51 29.5 27.8 25.8 52 29.6 27.8 25.9 53 29.6 27.9 25.9 54 29.7 27.9 25.9 55 29.8 27.9 26 56 29.8 27.9 26.1 57 29.9 28 26.1 58 29.9 28 26.2 59 30 28 26 60 30.1 28 26 61 30.1 28 26 62 30.1 28.1 26 63 30.2 28.1 25.9 64 30.2 28.1 25.7 65 30.3 28.1 25.7 66 30.2 28.2 25.8 67 30.5 28.2 25.8 68 30.4 28.2 25.8 69 30.4 28.2 25.8 70 30.5 28.2 25.8 71 30.5 28.2 25.8 72 30.5 28.3 25.8 73 30.5 28.3 25.8 74 30.6 28.3 25.8 75 30.6 28.3 25.8 76 30.7 28.3 25.8 77 30.7 28.3 25.8 78 30.7 28.3 25.7 79 30.8 28.3 25.6 80 30.7 28.4 25.6 81 30.8 28.4 25.6 82 30.8 28.4 25.7 83 30.8 28.4 25.8 84 30.8 28.4 25.7 85 30.9 28.4 25.7
Tabel  4  diatas  menampilkan  sebagian dari log data selama 1 jam dengan PWM duty cycle  50%,  dari  hasil  sistem  berjalan  1  jam suhu high side mosfet akan stabil di 32 derajat celcius dan suhu low side mosfet akan stabil pada  suhu  28  derajat  celcius  pengukuran dilakukan pada suhu ruang 25 derajat celcius, data lengkap akan ditampilkan pada  gambar 10  dalam  bentuk  grafik  respon  suhu  mosfet terhadap waktu.
Gambar 9. Grafik respon suhu mosfet IRFB52N15 PWM 50%

## Gambar 10. Grafik respon suhu mosfet
IPP052N08N5 PWM 50%
Hasil  grafik  respon  suhu  mosfet  diatas sangat  dipengaruhi  oleh  beberapa  parameter atau spesifikasi dari mosfet itu sendiri, karena parameter  seperti  resistansi  dalam  mosfet atau  perangkat  seperti  internal  diode  atau seperti  nilai rise  time ataupun fall  time dari gate input  mosfet  akan  menimbulkan  efek panas  jika  ada  arus  dan  tegangan  yang mengalir  pada  perangkat  ini.  Dari  datasheet kedua mosfet diatas dapat dilihat pada tabel 5 di bawah ini untuk parameternya.

## Tabel 5. Mosfet Spesifikasi
No Parameter IRFB5 2N15 IPP052N08 N5 1 VDS (V) 150 80 2 RDS_ON (mOhm) 32 5.2 3 ID  (A) 51 80 5 VGS (V) ±30 ±20 6 Qg (nC) 60 42 7 IS_Diode (A) 60 80 8 Turn-on delay time (nS) 17 16 9 Rise time (nS) 7 47 10 Turn-off delay time (nS) 27 28 11 Fall time (nS) 7 25 5. Kesimpulan No T_H T_L T_RT 86 30.9 28.4 25.8 87 31 28.4 25.8 88 31 28.5 25.7 89 31 28.5 25.8 90 31.9 28.5 25.3 91 31.3 28.6 25.8 92 31.2 28.5 25.8 93 31.3 28.5 25.8 94 31.2 28.5 25.9 95 31.3 28.5 25.8 96 31.3 28.5 25.7 97 31.3 28.5 25.7 98 31.3 28.5 25.8 99 31.3 28.5 25.8
Dari  penelitian  ini  dapat  disimpulkan bahwa  dua  model  mosfet  yang  dicoba memiliki  respon  output  suhu  yang  berbeda terhadap  input  kontrol  yang  masuk.  Output suhu  terbesar  adalah  saat  mosfet  menerima PWM duty  cycle 99%,  untuk  mosfet  tipe IRFB52N15  suhu  bodi  bisa  mencapai  dan stabil di 60 o C pada sisi high side h-bridge nya sedangkan  untuk  tipe  mosfet  IPP052N08N5 suhu bodi  bisa mencapai dan stabil  di  36 o C, pada  saat  PWM duty  cycle diturunkan  pada nilai  50%  respon  suhu  juga  akan  turun  tapi mosfet  IRFB52N15  masih  memiliki  suhu lebih tinggi yaitu sebesar 49 o C dibandingkan mosfet IPP052N08N5 hanya 36 o C, dari hasil ini mosfet tipe  IPP052N08N memiliki power disipasi  suhu  yang  bagus  jika  bekerja  tanpa tambahan heatsink . Hal ini berkaitan dengan parameter spesifikasi tipe mosfet IPP052N08N  memiliki  nilai  RDS_ON  yang lebih  kecil  daripada  mosfet  IRFB52N15 karena  RDS_ON  merupakan  Rseri internal yang ada saat mosfet aktif pada sisi drain dan source  ,karena  efek  resistansi  ini  yang dilewati  arus  besar  dan  tegangan  besar  akan ada  panas  yang  timbul.  Selain  itu  Qg  (total gate charge ) dari IPP052N08N memiliki nilai yang  kecil  yaitu  sebesar  42  nC  daripada IRFB52N15  sebesar  60nC  hal  ini  berkaitan pada rise  time dan fall  time yang  ada  pada mosfet,  semakin  kecil  nilai  Qg  maka  proses switching mosfet  akan  semakin  cepat sehingga akan cepat pula mosfet ke mode cut off ataupun  saturasi  begitupun  sebaliknya. Sehingga  untuk  design  full  H-bridge  N- Channel mosfet untuk beban 340W thermoelectric  cooler dapat  dipilih  mosfet tipe  IPP052N08N5  karena  dapat  bekerja dengan  performa  yang  optimal  meski  tanpa heatsink dalam  jangka  waktu  yang  panjang, jika menggunakan mosfet  IRFB52N15 lebih baik ditambahkan heatsink .

## Daftar Pustaka
Han, S.; Park, J.; Kim, J. Build Plate Heating and  Cooling  Technique  Using  Peltier
Element for Fused    Filament Fabrication. Electronics  2023 , 12 , 1918.
https://doi.org/10.3390/electronics120 81918
Min,  G.;  Rowe,  D.  Improved  model  for calculating the coefficient of performance  of  a  Peltier  module. Energy  Convers . Manag . 2000 ,  41, 163–171.
Kudva,  N.;  Veeresha,  R.  A  review  on thermoelectric  (peltier)  module.  Int.  J. Progress. Res. Sci. Eng . 2020 , 1, 212– 216.
Julio  Cesar  Pacher  Vega;  Jorge  Esteban Rodas  Benitez;  Raul  Igmar  Gregor Recalde; Marco Rivera; Alfredo Renault  Lopez  &  Leonardo  David Comparatore Franco, Efficiency analysis  of  a  modular  H-bridge  based on SiC MOSFET,
International Journal  of  Electronics  Letters , 2019 , 7:1, 59-67, DOI: 10.1080/21681724.2018.1426111 ALAM, M Kevin  Rambang et  al.  Design of
Cooling  and  Heating  Tool  Using Thermoelectric  Peltier  Based  On Arduino  Uno. ELKHA : Jurnal Teknik Elektro ,    [S.l.],  p.  41-47,  apr. 2021 . ISSN 2580-6807.
Prasetyo,  Y.  E.,  &  Rohman,  F.  ( 2018 ).
Analisis Perbandingan kinerja H-bridge driver  Menggunakan  Igbt  Dan  Mosfet Pada  Sistem  Kemudi  steer  by  wire. PENA  TEKNIK:  Jurnal  Ilmiah  Ilmu- Ilmu        Teknik , 3 (1),        73-80. https://doi.org/10.51557/pt_jiit.v3i1.16 9
Safari,  S.,  Castellazzi,  A.,  &  Wheeler,  P. ( 2014 ).  Experimental  and  analytical performance  evaluation  of  SiC  power devices  in  the  matrix  converter.  IEEE Transactions    on    Power    Electronics,
29(5), 2584– 2596.
doi:10.1109/TPEL.2013.2289746
Tanabe, H., Kojima, T., Imakiire, A., Fuji, K., Kozako, M., & Hikita, M. ( 2015 , June 9–12). Comparison performance of Si- IGBT and SiC-MOSFET used for high efficiency inverter of contactless power transfer  system.  In  Proceedings  of  the IEEE 11th  international  conference on power  electronics  and  drive  systems, Sydney  (pp.  707–710).  IEEE  Power Electronics Society. doi:10.1109/
PEDS.2015.7203536
McDonald,  Tim;  Ambrus,  John.  Evaluation of Power MOSFET Thermal Solutions for  Desktop  and  Mobile  Processor Power, PCIM China , March 2002.
Pang, Du-Yeol et al. “Temperature Control using Peltier Element by PWM Method.” ( 2005 ).
Peter B. Green. 2022. Designing with power MOSFETs How to avoid common issues and failure modes. Published by Infineon Technologies AG 81726 Munich, Germany. Edition 2022-02-10 Infineon.  2023.  Power  MOSFET  basics.
Published  by  Infineon  Technologies
AG  81726  Munich,  Germany.  Edition 2023-01-12.
Infineon. 2017. Dynamic thermal behavior of MOSFETs  Simulation  and  calculation of  high  power  pulses.  Published  by Infineon  Technologies  AG  81726 Munich, Germany. Edition 2017-12-19 Infineon. 2007. Estimate Die-Junction Temp in  Power  ICs.  EE  Times  Asia, November 16-30, 2007.
Onsemi.  2022.  APPLICATION  NOTE  :
MOSFET        Basic        AN-9010/D. Semiconductor Components Industries,
LLC, 2000. August, 2022. Dave Salerno. 2001. Closed-Loop Temperature  Regulation  Using  the UC3638  H-Bridge  Motor  Controller and a Thermoelectric Cooler.
Application  Report  SLUA202A  - September 2001. Texas Instrument.
Jamie  Dunn.  2003. Determining  MOSFET Driver Needs for Motor Drive Applications.  Microchip  Technology Inc.

## Toshiba. 2023. Power MOSFET Electrical
Characteristics Application Note. Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation.