## Jambura Journal of Electrical and Electronics Engineering

## Analisis Perbandingan Inverter Satu Phasa PWM dan SPWM dengan Trafo
Ikhsan Hidayat
Prodi Teknik Elektro
Universitas Negeri Gorontalo Gorontalo, Indonesia ikhsanhidayat@ung.ac.id
Al Mahdali Prodi Otomasi Sistem Permesinan Politeknik ATI Makassar Makassar Indonesia almahdali@atim.ac.id Moh. Afandy Prodi Teknik Listrik dan Instalasi Politeknik Industri Logam Morowali Morowali, Indonesia fandhymoh@gmail.com Diterima : November 2021 Disetujui : Desember 2021 Dipublikasi
: Januari 2022
Abstrak— Riset ini membandingkan masukan sinyal PWM dan SPWM    untuk  mendapatkan  THD  yang  rendah,  dan  juga terkait efek dari teknik modulasi dan jumlah pulsa pada disipasi daya rendah yang terdapat pada inverter satu phasa. Inverter satu  phasa  diberikan  masukan  pulsa  menggunakan  PWM (Pulse Width Modulation),  dan SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation)  dalam  bentuk  gelombang  persegi  (kotak)  yang dipasangkan  dengan  filter  LCL  yang  sesuai,  kemudian menghasilkan  desain  rangkaian  inverter  yang  memiliki  THD (Total  Harmonic  Distortion)  yang  rendah  dan  efisiensi  tinggi. Transformator  digunakan  untuk  meningkatkan  tegangan sumber masukan yang semula 48 Volt menjadi 220Volt (Untuk alat  elektronik  skala  rumahan)  juga  disebutkan  dalam penelitian  ini.  Hasil  percobaan  simulasi  dari  analisis perbandingan antara inverter satu phasa PWM dengan inverter satu  phasa  SPWM  maka  didapatkan  bahwa  model  inverter teknik PWM (switching gelombang kotak) dapat meminimalisir harmonisa hingga mendekati 1.8 %.
Kata Kunci—Power elektronik;  Single Phase Inverter, Transformator, PWM.
Abstract- This study compares PWM and SPWM input signals to  obtain  low  THD,  and  also  covers  the  effects  of  modulation technique  and  pulse  count  on  tini  power  dissipation  in  single- phase inverters. The single-phase inverter receives a pulse input using PWM (Pulse Width Modulation) and SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation) in the form of a square wave that is paired with a suitable LCL filter and then creates an inverter circuit design that has a low THD (Total Harmonic Distortion) and a high degree of efficiency. Transformers used to increase the  input  source  voltage  from 48  Volts  to  220Volts  (for  home- scale  electronic  devices)  are  also  mentioned  in  this  study.  The results  of  the  simulation  experiment  from  the  comparative analysis between the single-phase PWM inverter and the single- phase  SPWM  inverter  showed  that  the  inverter  model  using PWM technology (square wave circuit) can minimize harmonics to almost 1.8%.
Keyword—Power elektronics; Single Phase Inverter, Transformator, PWM.

## I. P ENDAHULUAN
Semakin menipisnya ketersediaan pasokan sumber daya energi  fosil  [1]  dan  dengan  harga  bahan  bakar  semakin meningkat,  menjadikan  sebagian  masyarakat  beralih menggunakan energi baru dan terbarukan, seperti solar cell , tenaga angin dan biomassa. Energi panas matahari misalnya dianggap cocok sebagai energi alternatif pengganti listrik dari PLN karena berlimpah, bebas polusi dan bebas perawatan [2]. Tegangan  sel  surya  menghasilkan  tegangan  dalam  bentuk DC,  namun  hampir  semua  peralatan  listrik  rumah  tangga menggunakan  sumber  tegangan  AC,  oleh  sebab  itu dibutuhkan  sebuah  alat  yang  dapat  mengubah  arus  bolak  - balik menjadi arus searah, yang sering disebut inverter [3].
Inverter saat ini sangat banyak dipasaran tetapi keluaran yang  dihasilkan  masih  banyak  terdapat  kelemahan  pada gelombang  yang  dihasilkan  tidak  begitu  baik  dan  dengan adanya  riak harmonisa  (THD)  yang  bisa  merusak peralatan listrik yang disuplainya. Suplai daya yang dikeluarkan oleh inverter dapat memberikan keuntungan apabila dibandingkan dengan suplai daya PLN (Perusahaan Listrik Negara), dengan cara  tegangan/arus  konstan  dan  juga  frekuensi  konstan walaupun  terjadi  perubahan  beban.  Dalam  penggunaan transformator  juga  inverter  saat  ini  dapat  dikategorikan menjadi  2  ada  yang  menggunakan  trafo  dan  ada  juga  yang tanpa menggunakan trafo [3].
Pada  pengaplikasian  photovoltaic  (PV),  transformator sering  digunakan  untuk  menyediakan  isolasi  galvanis  dan transformasi  rasio  tegangan  (perbandingan  antara  lilitan primer  dan  sekunder)  [4].  Maka  dari  itu  penulis  akan mengangkat  sedikit  terkait  transformator  pada  penggunaan sistem tenaga surya berbasis rumahan ini. Berangkat dari hal tersebut  akan  dilakukan  analisis  yang  mendalam  terhadap inverter  satu  fasa  dengan  trafo,  dan  juga  pengaruh  metode control  PWM,  SPWM,  inverter  satu  fasa  dengan  parameter yang akan dilihat adalah THD ( Total Harmonic Distortion ), jumlah  komponen  yang  digunakan  dan  efisiensi  inverter tersebut.
THD  yang  juga  disebut  harmonisa  terjadi  karena distorsi  gelombang  arus  dan  tegangan  yang  terdapat  pada gelombang  keluaran  inverter.  Oleh  karena  itu  penelitian  ini menitikberatkan  pada  pengujian  inverter  dengan  PWM dengan  trafo,  dan  juga  inverter  satu  fasa  dengan  metode control  PWM,  metode  diuji  untuk  mendapatkan  THD  yang paling kecil dengan efisiensi inverter yang paling mendekati 100%. Untuk mengatasi masalah THD maka digunakan filter pasif  (PPF),  konsep  PPF  ( Passive  Power  Filter )  dapat mengurangi gangguan harmonic di bawah standar yang telah ditetapkan oleh  IEEE [4].
Gambar 1. Diagram keseluruhan sistem pembangkit tenaga mikro berbasis tenaga surya dengan trafo.
Gambar  1  menampilkan  diagram  keseluruhan  dari sistem  pembangkit  tenaga  surya  untuk  skala  rumahan  yang akan  diteliti.  Mulai  dari  baterai,  inverter,  transformator  dan bebannya  disimulasikan  menggunakan  aplikasi  SPICE. Generator  sinyal  dan  komponen  analisis  juga  dimodelkan dalam program SPICE[6].

## II. METODE
Dalam  desain  ini,  kami  menyajikan  metode  simulasi yang menunjukkan respons frekuensi, THD, daya keluaran, amplitudo tegangan, dan efisiensi daya sebagai dasar untuk analisis  filter,  dan  menggunakan  transformator,  Selain  itu, inverter  fase  tunggal  dengan  metode  kontrol  pensaklaran ( switching ) yaitu menggunakan PWM dan SPWM[12].
Model  yang  diukur  dan  dibandingkan  disini  adalah beberapa  model  inverter,  satu  fasa  menggunakan  teknik PWM  dan  SPWM,  diuji  dengan  pengujian  menggunakan trafo. Dimana parameter tiap-tiap filter yang akan digunakan berbeda untuk mendapatkan hasil THD yang dibawah standar dari IEEE [15].

## A. Model Inverter satu fasa
Model  inverter  satu  fasa  dengn  trafo  ini  adalah  model inverter  satu  fasa  yang  hanya  memiliki  4  MOSFET  dan  4 dioda  dengan  tambahan  trafo step  up yang  dapat meningkatkan  tegangan  dari  48Volt  menjadi  sekitar  220 Volt. Gambar Skema inverter satu fasa dengan trafo terdapat pada gambar 2.
Gambar 2. Skema Inverter satu fasa dengan trafo dengan filter
Perangkat  switching  MOSFET  direpresentasikan sebagai M1, M2, M3 dan M4. dan M4. Untuk setiap elemen
pelindung untuk MOSFET, Dioda D1, D2, D3, dan D4 akan digunakan.  Inverter  fase  tunggal  menghasilkan  tegangan keluaran  yang  difilter  pada  titik  24  dan  6.  Transformator keluaran pada titik 28 dan 6. Sedangkan arus keluaran PPF adalah I 24,6. Output PPF saat ini adalah I 24.6. E1, E2, E3 dan  E4  adalah  sinyal  kendali  switching  PWM  dan  SPWM yang  digerakkan  oleh  daya.  Untuk  mempertahankan frekuensi  50  Hz  yang  diinginkan,  sinyal  termodulasi digunakan  untuk  terminal  gerbang  MOSFET  untuk  periode tertentu [9].
Untuk  titik  4  dan  0  adalah  sumber  dc  dari  baterai  48 Volt,  sedangkan  titik  2  dan  6  adalah  titik  keluaran  dari inverter  yang  sudah  berupa  AC,  setelah  keluaran  inverter maka kemudian masuk melalui filter dan pada keluaran filter pada titik 24 dan 6 akan masuk ke trafo sebelumnya harus ada resistor  sebelum  masuk  ke  trafo.  Titik  27  dan  6  adalah  sisi primer  dari  trafo  yaitu  L3,  sedangkan  untuk  L4  adalah merupakan  gulungan  sekunder  dari  trafo,dan  keluaran  dari titik  trafo  tersebut  adalah  titik  28  dan  6  langsung  menuju beban (load).
Untuk  inverter  satu  fasa  menggunakan  dua  metode teknik  yang  berbeda  yaitu  teknik  PWM  dan  SPWM,  dan tentunya memiliki parameter simulasi yang berbeda pula.

## B. Pulse Width Modulation (PWM)
Inverter  satu  phasa  dengan  menggunakan  teknik penyaklaran gelombang kotak biasa disebut dengan inverter PWM  satu  phasa.  teknik  PWM  adalah  proses  berubahnya sinyal  pada  sebuah  gelombang  yang  diatur  oleh  besar kecilnya lebar pada pulsa gelombang. [10].
PWM merupakan cara untuk mengolah sinyal gelombang yang  konsepnya  seperti  pensaklaran,  seperti  pada  keadaan nyala  ( on )  dan  padam  ( off )  yang  di  atur  oleh  sinyal gelombang.

## Gambar 3. Gambaran Pulsa PWM
Dengan menggunakan mikrokontroller digital, komponen analog sederhana, dan rangkaian terpadu PWM yang spesifik dapat  membuat  variasi  pola  siklus  sinyal  PWM.  Inverter modifikasi  gelombang  sinusiodal  mirip  dengan  inverter gelombang  kotak  namun  menggunakan  jenjang  lain  untuk terlihat menyerupai bentuk gelombang sinusoidal.
Pada  kontrol  PWM  yang  analog  membutuhkan pembangkitan  sinyal  referensi  dan carrier (pembawa)  yang mensuplai  umpan  ke  komparator  yang  menciptakan  sinyal output  berdasarkan  ketidaksamaan  antara  frekuensi.  Sinyal referensi  merupakan  sinusoidal  dan  frekuensi  sinyal  output yang  diinginkan,  adapun  sinyal carrier biasanya  berbentuk gigi  gergaji  pada  frekuensi  yang  secara  substansial  lebih tinggi dibanding sinyal referensi.
Apabila  sinyal carrier melewati  rujukan,  sinyal output komparator terdapat pada suatu kondisi dan apabila referensi ada  pada  tegangan  yang  diatasnya,  outputnya  terdapat kondisi  kedua.  Keadaan  ini  ditunjukkan  pada  Gambar  3. Sinyal  frekuensi  carrier  berbentuk  kotak-kotak,    dan gelombang  sinyal  referensi  berbentuk  sinusiodalsinusiodal,
pulsa  sinus  termodulasi  dan  pulsa  tidak  termodulasi.  Guna menciptakan  keluaran  dengan  sinyal  PWM,  teknologi pensaklaran  lainnya  atau  transistor  difungsikan  untuk menyambungkan  sumber  ke  beban  pada  saat  sinyal  rendah atau tinggi.
Pada  elektronika  daya  skema  pensaklaran  yang  sering digunakan  adalah  skema  konfigurasi full  bridge (jembatan penuh)  atau half  bridge (setengah  jembatan).  Pada konfigurasi  full  bridge  diperlukan  empat  perangkat pensaklaran  dan  biasa  disebut  dengan H  bridges ,    karena orientasinya terkait dengan beban.

## C. Signal Pulse Width Modulation (SPWM)
Untuk  menghasilkan  sinyal  SPWM  membutuhkan sinyal carrier dan  juga  sinyal  pemodulasi.  Sinyal carrier menyerupai  sinyal  gelmbang  gigi  gergaji  sedangkan  sinyal pemodulasi menyerupai gelombang sinyal sinusoidal. Teknik sine  look  up  table menghasilkan look  up  table gelombang sinusoidal  yang  berisi  data-data  nilai  amplitudo  gelombang sinusoidal dalam satu periode.  Nilai dari amplitudo tersebut dipakai menjadi duty cycle PWM.
SPWM  memiliki  prinsip  kerja  sebagai  pengatur  luas sinyal yang membuntuti model sinyal sinusoidal. Sinyal gigi gergaji  dengan  gelombang  dan  amplitudo  yang  maksimal menggunakan  sinyal  sinus  dengan  frekuensi  dan  amplitudo maksimal  sebagai  referensi  untuk  mengubah  sinyal pembawa.  Sebagai  frekuensi  carrier,  gelombang  sinyal  gigi gergaji wajib setingkat atau lebih dari isyarat sinus. Adapun indek  modulasi  amplitudo  biasa  juga  disebut  dengan perbandingan  amplitudo  gelombang  sinusoida  dengan gelombang gigi gergaji.

## Gambar 4.Gambaran Pulsa SPWM

## D. Harmonisa
Hubungan  antara  bentuk  frekuensi  sinus  sistem  pada gelombang  kelipatan  integer  dari  frekuensi  fundamental menyebabkan  gelombang  distorsi  secara  periodik  pada keadaan  rata-rata  disebut  juga  dengan  harmonisa.  Total Harmonics  distortion (THD)  merupakan  parameter pertama dari  harmonisa.  Perbandingan  jumlah  RMS  anggota harmonisa  terhadap  nilai  RMS  dari  anggota  fundamental yang biasanya dihitung pada bentuk persen (%) disebut juga dengan  THD.  Nilai-nilai  ini  digunakan  untuk  menghitung penyesatan  bentuk  sinyal  periodik  yang  terdapat  pada harmonisa  dari  bentuk  gelombang  sinus  yang  komplit (sempurna).  THD  nol  persen  merupakan  gelombang  sinus yang  komplit  (sempurna).  Rumus  dari  nilai  THD  tegangan dinyatakan  pada  Persamaan  (3).  Parameter  kedua  adalah Individual  Harmonic  Distortion (IHD)  yaitu  perbandingan nilai  rms  harmonisa  individu  terhadap  nilai  rms  komponen fundamentalnya.  Parameter  ketiga  adalah  THD  arus  yaitu jumlah  distorsi  harmonisa  arus  dan  didefinisikan  dalam Persamaan  (1-2).  Untuk  Daya  keluar  dapat  dicari  dengan rumus  dalam  Persamaan  (4),  untuk  efisiensi  daya  dapat dinyatakan pada persamaan (5) :
𝑖 𝑡 = 𝐼 0 + ∑ ∞ 𝑛=1 𝐼 𝑛 𝐶𝑜𝑠(𝑛. 𝜔. 𝑡) + 𝜃 𝑛 (1)
𝑇𝐻𝐷 𝐼 = √ ∑∞ 𝑛=2 𝐼𝑛 2 𝐼1 (2)
𝑇𝐻𝐷 𝑉 = √ ∑∞ 𝑛=2 𝑣𝑛 2 𝑉1 (3)
P=V.I (4)
𝜂 = 1 + 𝐷𝑎𝑦𝑎𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝐷𝑎𝑦𝑎𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑥 100% = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛 𝑥 100% (5)
Deret  Fourier  memiliki  prinsip  dasar  yaitu  seluruh bentuk gelombang waktu atau frekuensi waktu kontinyu f(t) yang periodic (asalkan  bukan  gelombang  sinus)  bisa dinyatakan  atau  diuraikan  kedalam  beberapa  komponen harmonisa  atau  komponen  frekuensi,  atau  menggunakan istilah lain bisa dinyatakan menjadi pola penambahan fungsi dari  sinus  atau  cosinus.  Jadi  apabila  terdapat  frekuensi  saat yang  berkelanjutan f(t) yang  per  periode  (penyimpangan karena  terdapatnya  harmonisa)  diambil  deret  Fouriernya maka  outputnya  berupa  frekuensi  saat  berkelanjutan  pula, namun  terdapat  komponen  frekuensi  serta  gelombang harmonisa.
Variabel  output  dari  analisis  transien  adalah  dalam bentuk  terpisah.  Data  sampel  ini  dapat  digunakan  untuk menghitung koefisien deret Fourier.
Standar  penelitian ini menggunakan standar harmonisa dari  IEEE  519-1992  [15].  Batas  harmonisa  untuk  arus (THD v )  dan  tegangan  (THD I )  merupakan  dua  kriteria  yang digunakan untuk evaluasi distorsi harmonisa
TABEL 1. Batas distorsi tegangan yang diakibatkan harmonisa menurut IEEE 519-1992
IEEE Std 519-1992,p.85.1993 1 Distorsi Tegangan Harmoni dalam % Fundamental Sistem Tegangan <69kV 69- 138kV >138kV THD 5,0 2,5 1,5 Distorsi Arus Harmoni dalam % Fundamental I hs /IL THD < 20 5,0 20-50 8,0 50-100 12,0 100-1000 15,0 >1000 20,0 III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Jenis Penelitian
Penelitian  ini  adalah  penelitian  kuantitatif  dengan melakukan  simulasi.  Simulasi  dilakukan  menggunakan program  simulasi PSpice  A/D  lite untuk  memperlihatkan perbandingan  dan  kualitas  keluaran  dari  teknik  PWM  dan teknik  SPWM  dalam  mempertahankan  harmonik.  Masing- masing  diuji  langsung  dengan  menggunakan  filter.  Setelah diperoleh  data  simulasi,  maka  didapatkan  hasil  nilai  yang dapat  dibandingkan.  Adapun  parameter  yang  akan ditampilkan  adalah  berupa  THD,  tegangan  keluaran,Arus, dan efisiensi.

## B. Model Pengukuran
Model  yang  diukur  dan  dibandingkan  disini  adalah model  inverter,  pengujian  inverter  satu  fasa  menggunakan teknik  PWM  dan  SPWM,  diuji  dengan  pengujian menggunakan  trafo  dan  filter  LCL,  dimana  parameter  tiap- tiap filter yang akan digunakan berbeda untuk mendapatkan hasil THD yang dibawah standar dari IEEE.
Model inverter satu fasa dengan trafo ini adalah model inverter  satu  fasa  yang  hanya  memiliki  4  MOSFET  dan  4 dioda  dengan  tambahan  trafo  step  up  yang  dapat meningkatkan  tegangan  dari  48Volt  menjadi  sekitar  220 Volt.  Gambar  rangkaian  inverter  satu  fasa  dengan  trafo terlihat di Gambar 5

## Gambar 5. Rangkaian Inverter satu fasa dengan trafo
Untuk  titik 4  dan 0  adalah  sumber  DC  dari  baterai  48 Volt,  sedangkan  titik  2  dan  6  adalah  titik  keluaran  dari inverter  yang  sudah  berupa  AC,  setelah  keluaran  inverter maka kemudian masuk melalui filter dan pada keluaran filter pada titik 24 dan 6 akan masuk ke trafo sebelumnya harus ada resistor  sebelum  masuk  ke  trafo.  Titik  27  dan  6  adalah  sisi primer  dari  trafo  yaitu  L3,  sedangkan  untuk  L4  adalah merupakan  gulungan  sekunder  dari  trafo,dan  keluaran  dari titik  trafo  tersebut  adalah  titik  28  dan  6  langsung  menuju beban (load).
Untuk  inverter  satu  fasa  menggunakan  dua  metode teknik  yang  berbeda  yaitu  teknik  PWM  dan  SPWM,  dan tentunya  memiliki  parameter  simulasi  yang  berbeda  pula. Adapun parameter simulasi dari model inverter dengan trafo menggunakan teknik pensaklaran PWM dan SPWM terlihat pada tabel 2.
T ABEL 2. S IMULASI PARAMETER INVERTER SATU FASA DENGAN TEKNIK
PWM & SPWM DENGAN TRAFO .
Parameter Teknik PWM / SPWM PWM SPWM Frequency 50 Hz 50 Hz Input voltage 48 V 48 V Output Voltage 227 V 190 V Output Power 116 W 81 W Variable Parameter filter LCL 2- leg’s Trafo LCL 2- leg’s Trafo L1 10 mH - 10 mH - L2 15 mH - 15 mH - Lf1 5 mH - 1.5 mH - Lf2 5 mH - 4.5 mH - C1 195 uF - 256 uF - C2 195 uF - 260 uF - RT - 10 Ohm - 10 Ohm L3 - 40 mH - 45 mH
L4 - 800 mH - 900 mH

## C. Hasil simulasi
Untuk  model  inverter  satu  fasa  dengan  trafo  ini  terbagi menjadi 2 jenis pengujian, yaitu dengan teknik kontrol PWM dan  SPWM.  Dari  Persamaan  2  dan  Persamaan  3  dalam program spice menghasilkan analisis nilai THD terlihat pada Tabel  5.  Dari  hasil  yang  telah  didapatkan  dari  pengujian simulasi inverter dengan PWM memberikan hasil persentase nilai THD yang baik, yaitu di bawah standar THD dari IEEE yaitu sebesar 1.81%, sedangkan untuk simulasi inverter satu fasa  dengan  menggunakan  trafo  teknik  kontrol  SPWM menunjukkan hasil  THD  yang  tidak  terlalu  jauh  dari  PWM yaitu  sebesar  1.84%.  Ini  diakibatkan  komponen  yang digunakan pada filter LCL 2-Legs , penentuan untuk variable parameter  filter  tergantung  pada  bentuk  gelombang  yang halus,  maka  dari  itu  penentuan  komponen  filter  dan  trafo dengan melakukan pengujian menggunakan aplikasi PS spice Untuk  melihat  hasil  pengukuran  amplitudo  tegangan  lebih jelas pada gambar 6 , gambar 7 dan tabel 3
Gambar 6. Grafik Tegangan Inverter Satu fasa Dengan Trafo teknik PWM
Gambar 7. Grafik Tegangan Inverter Satu fasa Dengan Trafo teknik SPWM
T ABEL 3. P ENGUKURAN AMPLITUDO TEGANGAN PADA INVERTER SATU
FASA DENGAN TRAFO Filter Sumber inverter Keluaran inverter Keluaran filter V dc I dc V inv I inv V fil I fil PWM LLCL 2Leg 48 1.2885 48 1.2886 227 1.0127 SPWM LLCL 2Leg 48 4.3648 46 4.3651 190 864.223m
Tabel 4 menunjukkan hasil Persamaan 4 daya aktif dalam program  spice  dengan  terkendali  PWM  dan  SPWM  untuk daya output dari inverter satu fasa dengan trafo. Seperti yang ditunjukkan  pada  tabel,  menunjukkan  kinerja  daya  sangat baik.
T ABEL 4. H ASIL PENGUKURAN DAYA PADA INVERTER SATU FASA
DENGAN TRAFO Daya P (W) Sumber inverter Keluaran inverter Keluaran filter PWM 2.6K 318 225 SPWM 4.6K 318 150
Dari  Persamaan  3  dalam  program spice menghasilkan analisis nilai THDv ditunjukan pada Tabel 5 . Dari hasil yang telah  didapatkan  hampir  rata-rata  setiap  model  multilevel inverter  maupun  inverter  memberikan  hasil  presentasi dibawah 5% ini berarti nilai yang dicapai sangat memuaskan.
T ABEL 5. H ASIL PENGUKURAN THD V TRAFO
Model Inverter THD v (%) Inverter satu fasa dengan kendali PWM 1.81 Inverter satu fasa dengan kendali SPWM 1.84
Dari  hasil  yang  telah  didapatkan  hampir rata-rata  setiap model multilevel inverter maupun inverter memberikan hasil presentasi  dibawah  5%  ini  berarti  nilai  yang dicapai  sangat memuaskan. Dari tabel 5 terlihat bahwa untuk inverter satu fasa dengan kendali PWM memiliki THD yang paling kecil diantara yang lainnya. Dan juga untuk tabel 6 menunjukkan hasil persamaan 4 daya aktif dalam program spice tanpa trafo untuk  daya  output  dari  dua  inverter  yang  dibandingkan. Terlihat  bahwa  inverter  satu  phasa  dengan  kendali  PWM lebih besar sekitar 116 Watt.
T ABEL 6. D ATA PENGUKURAN DAYA Model Inverter Daya (WATT) Inverter satu fasa dengan kendali PWM 116 Inverter satu fasa dengan kendali SPWM 81
Tabel 7 menunjukkan hasil Persamaan (5) dalam program simulasi  model  inverter  dengan  trafo  untuk  effisiensi  daya dari masing-masing dibandingkan. Model untuk inverter satu fasa  dengan kendali  PWM  memiliki  hasil  yang  sangat  baik yaitu sekitar 98%.
T ABEL 7 D ATA EFISIENSI KEADAAN
Model Inverter Effi. P(%) Inverter satu fasa dengan kendali SPWM 35 Inverter satu fasa dengan kendali PWM 98

## D. Statistik Komparatif
Bagian ini menyajikan data kuantitatif dari hasil simulasi yang  disajikan  di  bagian  sebelumnya.  Tegangan  yang disediakan  oleh  inverter  dengan  trafo  kendali  PWM  dan
SPWM  memiliki  perbedaan  dimana  terlihat  di  tabel  4,  5,  6 dan  7.  Dari  data  pengukuran  telah  menunjukkan  bahwa inverter satu phasa dengan kendali SPWM memiliki tegangan keluaran  yang  mencapai  190  Volt  dan  memiliki  daya keluaran  yang  hanya  81  Watt,  sedangkan  dari  data pengukuran  telah  menunjukkan  bahwa  inverter  satu  phasa dengan  kendali  PWM  unggul  dalam  kinerja  terhadap amplitudo  tegangan  keluaran  yang  mencapai  227  Volt,  dan juga memiliki daya keluaran yang lumayan baik yaitu sekitar 118  Watt.  Di  sisi  lain  pada  total  distorsi  harmonik  model inverter  yang  memiliki  THD yang  paling  kecil  adalah  pada model inverter satu phasa kendali PWM yaitu sebesar 1.81 % THD  dan  juga  memiliki  efisiensi  yang  paling  besar  sekitar 98%  lebih  baik  dari  inverter  menggunakan  kendali  SPWM yang hanya memiliki efisiensi 35% dan THD sebesar 1.84 %. Untuk  lebih  jelasnya  seluruh  kesimpulan  dari  pengukuran akan disajikan pada tabel 8.
T ABEL 8. H ASIL PENGUKURAN DAYA , EFISIENSI DAN THD
Daya P (W)
Effi. P (%) THD v (%) Model Inverter Input inverter Output inverter Output filter Inverter 1 fasa kendali PWM 199 92 116 98 1.81 Inverter 1 fasa kendali SPWM 266 211 81 35
1.84

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  statistik  komparatif  di  atas inverter satu fasa dengan gelombang kotak sederhana PWM dibandingkan  dengan  SPWM,  menunjukkan  inputan  PWM dapat  menghasilkan  tujuan  penelitian  yaitu  THD  yang rendah, efisiensi yang tinggi, dan tegangan keluaran inverter sebesar  220  -  230  Volt.  Dari  studi  perbandingan  dengan simulasi SPICE dapat disimpulkan bahwa, Inverter satu fasa dengan  trafo  menggunakan  teknik  pensaklaran  PWM merupakan  inverter  yang  memiliki  THD  yang  rendah,  dan efisiensi  daya  yang  tinggi  diantara  inverter  yang  di  uji cobakan sebelumnya. Inverter yang cocok untuk skala rumah tangga adalah inverter yang memiliki tegangan sekitar 220- 230 Volt, maka dari itu inverter satu fasa dengan trafo dengan teknik  pensaklaran  PWM  adalah  yang  paling  sesuai  karena memiliki tegangan keluaran 227 Volt, THD yang rendah, dan efisiensi daya yang tinggi. Untuk efisiensi daya hasil inverter yang terbaik untuk inverter dengan menggunakan trafo bisa mencapai 98%. Masukan gelombang pulsa kotak sederhana dari  PWM  dapat menghasilkan  gelombang  pulsa  sinusoidal yang baik, apabila menggunakan filter yang sesuai. Seluruh inverter dalam pengujian memiliki besaran komponen yang berbeda-beda,  dan  merupakan  komponen-komponen  yang sudah  dicoba  pada  simulator  terbukti  dapat  mengurangi harmonisa pada inverter.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Ucapan  terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  kepada Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  Kepada  Masyarakat Universitas  Negeri  Gorontalo  untuk  mendanai  penelitian kami  di  bawah  skema  "  Penelitian  Kolaboratif    Dana  BLU FATEK” (Hibah Penelitian Tim BLU Fakultas Teknik UNG) pada tahun 2021.

## R EFERENSI
[1] K. Sato, H. Haga and S.K Nagaoka, Single-Phase 7-Level Inverter For Reducing  Number  Of  Switches,  Intelec,  Int.  Telecommun  Energy Conf.,  Vol  2016-September,  2016.J.  Clerk  Maxwell,  A  Treatise  on Electricity and Magnetism, 3rd ed., vol. 2. Oxford: Clarendon, 1892, pp.68–73.
[2] V Letsoin, F A Samman, A E U Salam, Three-Phase DC-AC Inverter with Low Power Dissipation Filter For Photovoltaic-Based Micro-Grid Scale  Electric  Power  System,  The  9th  International  Conference  on Electrical,  Electronics,  Communications,  Controls  and  Informatics System, Batu City, Indonesia,,October,2018.
[3] I.  Hidayat,  F.  A.  Samman  and  R.  S.  Sadjad,  "Single-Phase  DC-AC Inverter  with  Transformer  and  Transformerless  and  Low  Power Dissipation Filter for Photovoltaic-Based Home-Scale Electric Power System,"  2019  International  Conference  on  Information  and Communications  Technology  (ICOIACT),  2019,  pp.  723-727,  doi: 10.1109/ICOIACT46704.2019.8938478.
[4] I. Hidayat, F. A. Samman and R. S. Sadjad, " Low Power Dissipation Filter of Single-phase DC-AC Inverter for Photovoltaic Based  Home Scale Electric Power System," 1st International Conference on Science and  Technology,  ICOST 2019, 2-3 May, Makassar,  Indonesia,  2019, pp. 447-457, doi: 10.4108/eai.2-5-2019.2284602.
[5] Andani  Achmad,  Al  Mahdali,  Ansar  Suyuti,  “Optimization  of Industrial Emission Analysist by Reading Sensor Output Voltage”, 1st International Conference on Science and Technology, ICOST 2019, 2- 3 May, Makassar, Indonesia, 2019, doi: 10.4108/eai.2-5-2019.2284627
[6] Bassi HM, Salam Z. A New Hybrid Multilevel Inverter Topology with Reduced  Switch  Count  and  dc  Voltage  Sources.  Energies.  2019; 12(6):977. https://doi.org/10.3390/en12060977
[7] Cadence PSpice Reference Guide. , Cadence Design Systems. 2000
[8] Tuinenga Paul W. Spice A Giude to Circuit and Analysis Using PSpice. New Jersey: Prentice Hall
[9] N.-C.  Yang  and  M.-D.  Le,  Optimal  design  of  passive  power  filters based on multi-objective bat algorithm and pareto front, Applied Soft Computing, vol. 35, pp. 257266, 2015.
[10] M.  Buyuk,  A.  Tan,  M.  Tumay,  and  K.  C.  Bayindir,  Topologies, generalized designs, passive and active damping methods of switching ripple  filters  for  voltage  source  inverter:  A  comprehensive  review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 62, pp. 46 69, 2016.
[11] Z Liu, and F Blaabjerg, Modelling of the modified-LLCL-filter-based single-phase grid-tied Aalborg inverter IET Power Electronics, vol 10, Pages 151-155., Feb 2017
[12] M.  J.  H.  Rawa,  D.  W.  P.  Thomas  and  M.  Sumner,  "Experimental Measurements and Computer Simulations of Home Appliances Loads for  Harmonic  Studies,"  2014  UKSim-AMSS  16th  International Conference  on  Computer  Modelling  and  Simulation,  2014,  pp.  340- 344, doi: 10.1109/UKSim.2014.12.
[13] A Mostaan, A Abdelhakim, F Blaabjerg, and M Soltani. Single-phase Transformer-less  buck-boost  Inverter  with  zero  leakage  for  PV Systems, 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Beijing, China Oct 29-Nov 1, 2017
[14] Al Mahdali, “Optimalisasi Kalibrasi Sistem Pemantauan Emisi Dengan Menggunakan Sensor Gas”, pp. 91 – 96, 28 October 2021, Makassar, Indonesia, 2021, ISBN : 978-602-60451-8-8
[15] Harun  zbay,  Selim  nc,  Metin  Kesler,  SMC-DPC  based  active  and reactive power control of grid-tied three phase inverter for PV systems, international  Journal  of  Hydrogen  Energy,  Volume  42,  Issue  28,  13 July 2017, Pages 17713-17722,
[16] Muhammad  H.  Rashid,  Hasan  M,  Spice  for  Power  Electronics  and Electric Power, Taylor and Francis Group, Volume: 2, 2006
[17] IEEE  Power  and  Energy  Society;  IEEE  recommended  practices  and requirements for harmonic control  in electrical power systems, IEEE
Std 519-1992, p. 85, 1993
[18] M. Afandy, F. A. Samman and A. Ejah Umraeni Salam, "Performance Comparative  study  on  DC-DC  Boost  Converters  Non-Isolated Configurations,"  2019  International  Conference  on  Information  and Communications  Technology  (ICOIACT),  2019,  pp.  728-732,  doi: 10.1109/ICOIACT46704.2019.8938481.