Vol. 12 No. 2, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062                http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i2.4262

## EVALUASI KINERJA BUCK-BOOST KONVERTER BERBASIS KONTROLER KONVENSIONAL
Rosliana Hakim 1 , I Ketut Wiryajati 2 , Ida Bagus Fery Citarsa 3 1,2,3 University of Mataram, Jl. Majapahit 62, Mataram, Lombok NTB Indonesia
Riwayat artikel:
Received: 27  Maret  2024 Accepted: 30 Maret 2024 Published: 2 April  2024

## Keywords:
Buck-Boost Konverter; Open loop ; Close loop ;
Corespondent Email: roslianahakim46@gmail.com
Abstrak.  Dengan  kemajuan  teknologi,  terutama  dalam  bidang  elektronika, serta meningkatnya kebutuhan tegangan DC,  Buck-boost konverter menjadi penting karena kemampuannya mengubah nilai tegangan DC menjadi lebih tinggi  atau  lebih  rendah  dari  tegangan  masukan Penelitian  ini  bertujuan merancang  modul  dirancang  konverter  buck-boost  untuk  mendapatkan tegangan  output  yang  lebih  besar  maupun  lebih  kecil  dari  tegangan  input. Tegangan output pada buck-boost konverter open loop dikendalikan dengan mengatur  nilai  dari  duty  cycle  dari  PWM,  sedangakan  pada  buck-boost konverter close loop dikendalikan oleh parameter Pi. Pengujian sistem secara simulasi menggunakan software MATLAB/SIMULINK. Buck-boost konverter dioperasikan dengan tegangan masukan 12V, dan duty cycle variasi antara 5%  hingga  60%,  pada  frekuensi  switching  50kHz.  Hasil  pengukuran menunjukkan tegangan  keluaran minimal  0,629 V pada duty cycle 5%, dan maksimal 18 V pada duty cycle 60%. Evaluasi performa mengungkap variasi error yang signifikan, terutama pada pengujian 15 hingga 18, dengan rata- rata  error  sekitar  0,3  V.  Efisiensi  tertinggi  terjadi  pada  duty  cycle  65%, mencapai 86.06%, dengan rata-rata efisiensi sekitar 32.64%
Abstract. With  the  advancement  of  technology,  especially  in  the  field  of electronics,  as  well  as  the  increasing  need  for  DC  voltage,  Buck-boost converter becomes important because of its ability to change the value of DC voltage to be higher or lower than the input voltage This study aims to design a  module  designed  buck-boost  converter  to  get  an  output  voltage  that  is greater or smaller than the input voltage. The output voltage of the open loop buck-boost converter is controlled by adjusting the value of the duty cycle of the PWM, while the close loop buck-boost converter is controlled by the Pi parameter. System testing is simulated using MATLAB/SIMULINK software. The buck-boost converter is operated with an input voltage of 12V, and the duty  cycle  varies  between  5%  to  60%,  at  a  switching  frequency  of  50kHz. Measurement results showed a minimum output voltage of 0.629 V at 5% duty cycle,  and  a  maximum  of  18  V  at  60%  duty  cycle.  Performance  evaluation revealed  significant  error  variations,  especially  in  tests  15  to  18,  with  an average error of about 0.3 V. The highest efficiency occurred at a duty cycle of 65%, reaching 86.06%, with an average efficiency of about 32.64%.

## 1. PENDAHULUAN
Dengan perkembangan teknologi, terutama  dalam  bidang  elektronika,  serta meningkatnya  permintaan  akan  tegangan  DC (Arus  Searah),  hampir  semua  perangkat elektronik membutuhkan sumber tegangan DC. Ini berlaku baik untuk tegangan rendah maupun tegangan tinggi, seperti dalam kendaraan listrik, peralatan  rumah  tangga,  telekomunikasi,  dan sebagainya[1].  Perangkat  elektronika  dan
komponen  kini  mampu  menghasilkan  sistem penyediaan  daya  tegangan  searah  ( Direct Current /DC).  Sistem  ini  melakukan  konversi tegangan  DC  masukan  menjadi  tegangan  DC keluaran  yang  lebih  tinggi  atau  lebih  rendah. Proses konversi ini sering disebut sebagai DC- DC  konverter.  Penerapan  DC-DC  konverter dalam perkembangan teknologi telah memungkinkan  perangkat  elektronika  untuk berfungsi dengan menggunakan sumber energi
baterai yang memiliki tegangan rendah, dengan kemampuan mengatur tegangan keluaran sesuai kebutuhan. Ada berbagai jenis konfigurasi DC- DC konverter yang telah dikembangkan, salah satunya  adalah  jenis  DC-DC  konverter  tanpa isolasi dielektrik antara tegangan masukan dan keluaran,  yang  sering  disebut  sebagai non- isolated DC-DC konverter.[2] Berdasarkan jenis perubahan tegangannya, DC-DC  konverter  dapat  dibagi  menjadi  tiga jenis, yaitu boost konverter (menaikkan), buck konverter  (menurunkan),  dan  buck-boost konverter  (mengatur  tegangan  menjadi  lebih tinggi  atau  lebih  rendah).  Buck  konverter digunakan  ketika  ingin  mendapatkan tegangan keluaran  yang  lebih  rendah  dari  tegangan masukan. Sebaliknya, boost konverter digunakan  untuk  meningkatkan  tegangan keluaran melebihi tegangan masukan.
Sedangkan,  buck-boost  konverter  digunakan ketika  ingin  mengatur  tegangan  keluaran  agar bisa lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukan.[3]
Konverter buck-boost adalah perkembangan dari  konverter  buck  dan  boost  sebelumnya, yang digunakan untuk mengubah nilai tegangan DC  dari  tinggi  ke  rendah  atau  sebaliknya menggunakan  satu  alat.  Prinsip  kerjanya melibatkan  pengaturan duty  cycle pada transistor switching untuk  mengatur  tegangan. Proses switching ini  dikendalikan  oleh  sinyal PWM  yang  dihasilkan  oleh  mikrokontroller. Induktor  juga  memegang  peranan  penting dalam memindahkan energi dari inpu t ke output pada  konverter  buck-boost.[4]  Buck-boost konverter  yang  dilengkapi  dengan  fitur  sistem close loop . Sistem close loop ini dikembangkan guna  mengendalikan  tegangan  DC  keluaran pada  konverter  DC-DC  tersebut.  Dalam mengendalikan tegangan DC keluaran ini, salah satu  metode  yang  mudah  dan  umum  di implementasikan  yaitu  dengan  metode  PI  [5]. Bila  respon output masih  belum  sesuai,  maka akan  dilakukan  proses adjustime dengan trial- error sebagai  upaya  lanjutan  guna  mendapat pengaturan parameter PI yang tepat.[6]
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 DC-DC Konverter
Konverter  DC-DC  merupakan  suatu rangkaian  elektronika  daya  yang  mampu mengubah  tegangan  DC  dari  satu  tingkat tegangan  DC  ke  tingkat  tegangan  DC  lainnya.
Jenis-jenis  konverter  DC-DC  meliputi  Boost, Buck,  Buck-Boost,  Cuk,  dan  Sepic[7].  Saat memilih konverter, penting untuk mempertimbangkan  beberapa  kriteria  atau keunggulan,  seperti  kemudahan  integritas konverter,  kemampuan  untuk  mengurangi komponen  yang  tidak  perlu,  minimnya ripple arus keluaran, dan pemeliharaan tegangan DC- DC  yang  stabil.  DC-DC  konverter  berfungsi untuk mengatur dan menjaga tegangan keluaran DC  pada  level  tertentu  agar  tidak  terjadi permasalahan yang diinginkan[8].DC konverter pada  dasarnya  memiliki  dua  mode  operasi, DCM terjadi saat arus induktor dalam konverter mencapai  nol  atau  tidak  kontinu,  sedangkan CCM  terjadi  ketika  arus  induktor  dalam konverter mengalir tanpa putus secara berkelanjutan.[9]
2.2 Buck-Boost Konverter
Buck-boost  konverter  merupakan  tipe konverter  yang  berfungsi  mengubah  nilai tegangan DC menjadi lebih tinggi maupun lebih rendah  dari  nilai  masukannya.  Dengan mengubah  nilai  polaritas  dari  tegangan output terhadap  tegangan input .  Komponen  utama dalam rangkaian buck-boost konverter mencakup  mosfet,  induktor  (L),  kapasitor  (C), dan resistor yang bertindak sebagai beban. [10] Buck-boost  konverter  menghasilkan  tegangan output yang  terbalik  tanpa  memerlukan transformator  Regulator  ini  membutuhkan tingkat  efisiensi  yang  tinggi.  Ketika  terjadi source pada  transistor  arus  pada  di/dl  dibatasi oleh  induktor  L  dan  akan  menjadi  Vs/L. Proteksi  terhadap  arus  hubung  singkat  mudah diimplementasikan.  Proteksi  terhadap  arus hubung  singkat  dapat  diimplementasikan dengan mudah. Namun, penting dicatat bahwa jika duty  cycle PWM  sebagai  pemicu  saklar melebihi 50%, tegangan keluaran akan melebihi tegangan masukan. Sebaliknya, jika duty cycle input terputus, dan dioda menjadi forward bias, memungkinkan arus mengalir dari induktor ke kapasitor.  Pada  tahap  ini,  kapasitor  mulai mengisi  daya,  sementara  beban  menerima energi  dari  induktor,  yang  menyebabkan  arus dalam induktor menurun hingga switch kembali ke  posisi  menyala.  PWM  kurang  dari  50%, tegangan  keluaran  akan  lebih  rendah  dari tegangan  masukan.[11]  Gambar  1.  (a)  Buck- boost konverter, (b) mode switch on , (c) mode switch off.
+_ D R + - S L C (a) Buck-boost konverter
Prinsip  operasi  rangkaian  buck-boost konverter  terbagi  menjadi  dua  mode:  saat switch dalam  keadaan  menyala  ( on )  dan  saat switch dalam keadaan mati ( off ). Mode switch on dapat diamati pada Gambar b dan c. Ketika switch  dalam  keadaan  menyala,  dioda  berada dalam keadaan reverse bias , sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui dioda. Pada kondisi ini, tegangan dioda (VD) adalah sebesar  –(V_in +  Vo).  Saat switch dalam  posisi  tertutup, tegangan  dari  sumber  input  dialirkan  ke induktor,  menyebabkan  arus  mengalir  melalui induktor selama periode di mana switch berada dalam  keadaan  aktif.  Pada  saat  yang  sama, kapasitor  berada  dalam  kondisi  pembuangan, melepas  tegangan  dan  arus  ke  beban  secara bersamaan.  Ketika  switch  berpindah  ke  posisi mati,  tegangan  input  terputus,  dan  dioda menjadi forward bias ,  memungkinkan  arus mengalir dari induktor ke kapasitor. Pada tahap ini,  kapasitor  mulai  mengisi  daya,  sementara beban  menerima  energi  dari  induktor,  yang menyebabkan  arus  dalam  induktor  menurun hingga switch kembali ke posisi menyala.[12]
+_ D R + - L C (b) Mode switch on + _ R + - L C (c) Mode switch off Gambar 1. Buck-Boost Konverter Operasional Ketika switch dalam  kondisi on diperoleh persamaan sebagai berikut:
𝑉 𝐿 = 𝐿 𝑑 𝑖 𝐿 𝑑 𝑡 = 𝐿 𝛥 𝑖𝐿 𝛥 𝑡 … . … … . . . … . . … . . (1)
Sedangkan  dalam  kondisi switch  off diperoleh persamaan sebagai berikut:
𝛥 𝑖𝐿(𝑜𝑓𝑓) = 𝛥 𝑡𝑉𝐿 𝐿 = (1−𝐷)𝑇𝑉 𝑜 𝐿 = (1−𝐷)𝑉 𝑜
𝐿𝑓 . . (2)
Untuk  pengoperasian  dalam  keadaan study- state ,  perubahan  bersih  pada  arus  induktor harus  nol  dalam  satu  periode.  Menggunakan persamaan (1) dan (2).
𝛥 𝑖𝐿(𝑜𝑛) + 𝛥 𝑖𝐿(𝑜𝑓𝑓) … … … … . … … … (3) 𝐷𝑉 𝑖𝑛 𝐿𝑓 = (1−𝐷)𝑉 𝑜 𝐿𝑓 … . … … … . … . . … . … (4)
Untuk mencari nilai tegangan output adalah:
𝑉 𝑂 = −𝑉 𝑖𝑛 ( 𝐷 1−𝐷) ) … . … … … … … . (5)
Untuk mencari nilai duty cycle dengan tegangan input dan output yang telah ditentukan:
𝐷 = |𝑉 𝑜 | 𝑉 𝑠 + |𝑉 𝑜 | … … . … … … . . … … … … (6)

## 3. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan  model  simulasi  buck-boost  konverter dengan    2 tahap,  yaitu  perancangan open loop dan close  loop dilakukan  dengan  software (perangkat  lunak)  yang  akan  disimulasikan menggunakan  simulink  pada  MATLAB,  pada saat metode simulasi open loop  nilai tegangan input bernilai  konstan  yaitu  12V.  Tegangan keluaran  dari  buck-boost  konverter  ini  yang bersifat  fluktatif  yang  dipengaruhi  oleh  nilai duty cycle , nilai frekuensi tetap, nilai duty cycle bervariasi  dan  nilai  beban  yang  tetap, sedangkan  pada  saat  simulasi close  loop nilai tegangan kostan 12V. Tegangan keluaran pada close loop dikendalikan oleh PI.
3.1   Perancangan Buck-boost Konverter Pada  perancangan  buck-boost  konveter, dimodelkan  menggunakan simulink  MATLAB . Pada Gambar Tabel 1.
Tabel 1 . Spesifikasi Buck-boost konverter Parameter Nilai Tegangan Input (Vin) 12 V Tegangan output 0.63 Vdc – 18 Vdc Duty Cycle 5-60% Resistansi Beban (RL) R = 10 ohm Induktor 90.25 uH Kapasitor 300 uf Frekuensi Swwitching (Fs) 50 kHz Ripple Tegangan ( 𝛥 𝑉𝑂 ) 1%
Spesifikaasi  komponen  yang  akan  digunakan dalam  merancang  dan  mensimulasikan  buck- boost konverter. Spesifikasi buck-boost
konverter pada Tabe1 didapatkan dari perhitungan berikikut:
1. Menentukan  nilai Duty  cycle yang digunakan  untuk  menghasilkan  tegangan keluaran ± 0.63V dan ± 18V
𝐷 𝑚𝑎𝑥 = 𝑉 𝑜 𝑉 𝑖𝑛 + 𝑉 𝑜 = 18 12+18 = 60%
𝐷 𝑚𝑖𝑛 = 𝑉 𝑜 𝑉 𝑖𝑛 + 𝑉 𝑜 = 0.63 12+0.63 =  5%

## 2. Menentukan nilai resistor
𝑅 = 𝑉 𝑜 𝐼 𝑜𝑢𝑡 = 18 1.8 = 10Ω
3. Menentukan  nilai  induktor minimum (Lmin)
Pada saat D = 5%
𝐿 𝑚𝑖𝑛 = 𝑅 (1−𝐷) 2𝑓 2 = 10 (1−0.05)
2 (50.000) 2 = 90.25 𝜇𝐻
Jadi, dari data di atas dengan perhitungan dengan nilai duty cycle 5% y, nilai Lmin adalah 90.25 μH . Maka nilai pemilihan induktor lebih besar  dari  Lmin(L>Lmin)  agar  sistem  buck- boot konverter bekerja pada Continous Current Mode (CCM),  paling  tidak  harus  lebih  besar 25%  dari  nilai  minimum.  Sehingga  nilai induktor selalu dalam nilai yang tidak pernah 0 saat study state (mode CCM).[13]
4. Menentukan nilai kapasitor
𝐶 = 𝐷𝑇𝑉 𝑜 ∆𝑉 𝑜 𝑅 = 𝐷 𝑅( ∆𝑉𝑜 𝑉𝑜 )𝑓 = (0.05) (0.63) (0.01)(50.000)10 = 63𝑢𝑓

## 3.2  Perancangan  Buck-Boost  Konverter Open Loop

## Gambar 2. Rankaian Buck-boost Konverter Open Loop
Pada  perancangan  ini  tegangan  input  bernilai konstan yaitu 12V dan untuk mendapatkan nilai tegangan  keluaran  buck-boost  konverter  harus terlebih dahulu menghitung nilai parameter dan menentukan nilai duty cycle agar sesuai dengan data output yang diinginkan. Model sistem open loop dapat dilihat pada Gambar 2 .

## 3.3  Perancangan  Buck-Boost  Konverter Close Loop
Pada  perancangan  ini  nilai  tegangan input  yang  digunakan  sama  dengan  tegangan yang digunakan di open loop . Pada perancangan close  loop ini  nilai  tegangan keluaran  dikendalikan  oleh  PI  agar  membantu mempercepat  nilai  output  yang  digunakan. Model  sistem close  loop dapat  dilihat  pada Gambar 3.

## Gambar 3. Rankaian Buck-boost Konverter Close Loop

## 3.4 Analisis Data
Analisis  dilakukan  pada  buck-boost  converter dengan  melakukan  serangkaian  pengujian. Pengujian pertama melibatkan observasi terhadap  keluaran  tegangan  saat  ada  variasi duty  cycle.  Sukses  dianggap  tercapai  jika tegangan  keluaran  dapat  lebih  tinggi  ( step  up ) atau  lebih  rendah  ( step  down )  dari  tegangan masukan.  Pengujian  kedua  menggunakan Simulink  MATLAB untuk  mengukur  tegangan dan arus beban guna memperoleh selisih antara pengukuran  dan  perhitungan  berdasarkan persamaan 3.1. Setelah mengidentifikasi error, standar  deviasi error dan  efisiensi  buck-boost converter dihitung untuk mengevaluasi
konsistensi  data.  Standar  deviasi  dihitung menggunakan persamaan 3.2 dan 3.3.
𝐸 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒆 =   𝑉 𝒕𝒆𝒓𝒖𝒌𝒖𝒓 −   𝑉 𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒕𝒊𝒔 … . (3.1) v = ∑ 𝑣𝑖 𝑛 𝑖=1 … … … . … … . . … . . . … . . (3.2)
𝑠 = ∑ (𝑉 𝐼−𝑉) 2 𝑛 𝑖=𝑛 𝑛−1 … … … . . … … … . . … (3.3)
Keterangan: v  = Tegangan rata-rata, vi = Tegangan ke i (V), s = standar deviasi, n = jumlah data
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Simulasi Buck-Boost Konverter Pada  operasi  buck-boost  konverter open loop .  Simulasi  ini  dilakukan  dengan  mengatur tegangan input sebesar  12  V  dan  di  sisi  beban
dipasang  sebesar  10  Ω.  Pada  simulasi  ini penulis  menggunakan  dua  sempel  yaitu  pada saat  mode  buck  dan  pada  saat  mode  boost dengan duty cycle 30% dan 70%.
Gambar d. duty cycle 30%
Gambar d. duty cycle 70%
Dari  analisis  gelombang  di  atas,  dapat diketahui bahwa ketika duty cycle bernilai 30%, tegangan  keluaran  lebih  rendah  dari  tegangan masukan,  menunjukkan  operasi  pada  mode buck. Hal ini juga terlihat dari gelombang hasil yang memiliki jarak yang lebih rapat pada nilai duty  cycle  30%.  Sebaliknya,  saat duty  cycle mencapai 70%, tegangan keluaran lebih tinggi dari  tegangan  masukan,  menandakan  operasi pada  mode  boost,  yang  tercermin  dari  hasil gelombang  yang  lebih  melebar.  Lebar  pulsa PWM  berbanding  lurus  dengan  tegangan keluaran,  semakin  besar  lebar  pulsa  maka tegangan keluaran juga semakin besar.
f. Gambar output sinyal kendali PI
Hasil  simulasi  untuk  percobaan  buck- boost  konverter open  loop dapat  dilihat  pada gambar d dan e. sedangkan hasil simulasi close loop pada  gambar  f.  Berdasarkan  Gambar  f, menujukan set  point tegangan  keluaran  diatur sebesar 50 V dengan nilai paramater kendali PI yang  dimasukkan  yaitu,  Kp=  0.0065,  dan  Ki= 0.123
4.2  Pengujian  Simulasi  dan  Analisa  Buck- boost Konverter
Dalam pengujian ini, duty cycle mengalami variasi untuk mengamati karakteristik  tegangan  keluaran.  Tegangan masukan  yang  digunakan  adalah  12V,  dengan beban  tetap  sebesar  10Ω,  untuk  mendapatkan nilai tegangan dan arus baik pada input maupun output. Hasil pengukuran merupakan nilai rata- rata  dari  lima  kali  pengambilan  data.  Setelah mendapatkan  hasil  pengukuran,  dilakukan perhitungan nilai error tegangan menggunakan persamaan 3.1. Selain itu, dilakukan perhitungan daya input dan daya output. Tabel disusun  untuk  menyajikan  hasil  pengukuran dan perhitungan.
Dari hasil pengujian pada Tabel 2 , dapat diketahui  bahwa  hasil  buck-boost  konverter mampu  menghasilkan  tegangan  keluaran  yang lebih rendah maupun lebih tinngi dari tegangan input . Pada saat duty cycle dibawah 50% buck- boost  konverter  bekerja  dalam  mode  buck, sedangakan pada saat nilai duty cycle diatas 50 buck-boost  konverter  bekerja  dalam  mode boost. Hasil dari nilai tegangan tersebut sudah sesuai teori, bahwa buck-boost konverter dapat menurunkan  dan  menaikkan  suatu  tegangan dengan mengatur nilai d uty cycle nya.
Tabel 3 . Hasil pengujian Buck Boost
Konverter close loop Set Point Vin (V) PI Vout Ki Kp 5 12 0.0065 0.123 1.248 10 12 0.0065 0.123 2.785 15 12 0.0065 0.123 4.719 20 12 0.0065 0.123 7.224 25 12 0.0065 0.123 10.58 30 12 0.0065 0.123 15.3 35 12 0.0065 0.123 22.27 40 12 0.0065 0.123 33.12 45 12 0.0065 0.123 48.76 50 12 0.0065 0.123 50.62 55 12 0.0065 0.123 39.11 60 12 0.0065 0.123 28.52
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) Vol. 12 No. 2, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062                http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i2.4262
Tabel 2 . Hasil pengujian Buck Boost Konverter open loop
Duty cycle (%) Vin (V) Iin (A) Pin (w) Vout Selisih ( error) Iout (A) P o (w) Efisiensi (%) Pengukuran Perhitungan 5 12 0.01263 0.0151 0.629 0.63 0.001 0.0629 0.039 0.25 10 12 0.01333 0.159 1.329 1.3 0.029 0.1329 0.176 1.1 15 12 0.01411 0.169 2.111 2.1 0.011 0.2111 0.445 2.6 20 12 0.01499 0.179 2.99 3 0.01 0.299 0.894 5.07 25 12 0.01598 0.191 3.984 4 0.016 0.3984 1.587 8.3 30 12 0.01712 0.205 5.117 5.1 0.017 0.5117 2.618 12.7 35 12 0.01842 0.222 6.42 6.4 0.02 0.642 4.121 18.56 40 12 0.01993 0.239 7.931 8 0.209 0.793 6.29 26.3 45 12 0.02171 0.26 9.704 9.8 0.096 0.974 9.416 36.2 50 12 0.02381 0.285 11.81 12 0.19 1.181 13.947 48.9 55 12 0.02634 0.316 14.34 14.6 0.26 1.434 20.563 65 60 12 0.02944 0.353 17.43 18 0.57 1.743 30.38 86.06
Dari  hasil  pengujian  pada Tabel  3 , dapat  diketahui  bahwa  tegangan  masukan bernilai  tetap  (12  V)  dan  nilai  parameter  PI tetap,  serta  nilai set  point diatur  dari  5  -60  V. hasil  respon  tegangan  keluarannya  yang  lebih optimal  yaitu  pada set  point 50  V,  dengan selisih error 0.62.  Pada  Gambar  3,  terlihat bahwa  saat  melakukan  pengujian  dengan  nilai duty  cycle antara  5%  hingga  60%,  diperoleh data  mengenai  tegangan  keluaran  dan  arus keluaran. Saat nilai duty cycle berada di bawah 50%, buck-boost konverter menurunkan tegangan  dari  12V  tegangan  input  (operasi dalam  mode  buck).  Ketika  nilai duty  cycle melebihi  50%,  konverter  beroperasi  dalam mode  boost  karena  tegangan  keluaran  lebih tinggi dari tegangan masukan.
Gambar 3. Grafik perbandingan vout ukur dan vout hitung Buck-boost  konverter  dapat  menghasilkan tegangan keluaran yang lebih rendah atau lebih tinggi  dari  tegangan  masukan,  serta  memiliki
polaritas  yang  berlawanan  dengan  tegangan masukan.  Tegangan  maksimum  yang  dapat dihasilkan  oleh  buck-boost  konverter  adalah 26.13  V.  Rentang  nilai duty  cycle yang  diuji adalah  5%  hingga  60%.  Pada  grafik  tersebut juga  terlihat  perbedaan  antara  nilai  tegangan keluaran  yang  dihitung  ( Vout hitung)  dengan yang diukur ( Vout ukur), yang disebabkan oleh kerugian  pada  komponen  yang  digunakan. Semakin tinggi nilai duty cycle , semakin besar pula  penurunan  tegangan  yang  terjadi  akibat resistansi  pada  induktor  yang  tidak  mampu menahan arus berlebih.
Gambar 4. Grafik nilai efisiensi Pada pengujian, efisiensi tertinggi tercapai  pada duty  cycle 60%  dengan  nilai 86.06%.  Terdapat  perbedaan  antara  nilai tegangan  yang  diamati  secara  langsung  dan nilai perhitungan teoritis. Dengan menggunakan  persamaan  3.1,  rata-rata  error adalah  0.30  V  dan  rata-rata  efisiensi  adalah 32.64%. Standar deviasi error adalah 0,3V dan
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 1 3 5 7 9 11 13 15 17 Du ty Cy cle Tegangan Keluaran Vout Pengukuran Vout Perhitungan 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Efisisensi Duty cycle (%) Vin (V) Efisiensi (%)
standar  deviasi  efisiensi  adalah  36,09%. Standar deviasi error lebih besar dari rata-rata, menandakan adanya nilai error yang signifikan dalam beberapa kasus, terutama pada percobaan 15  hingga  18.  Ini  berpotensi  mempengaruhi keandalan  buck-boost converter  karena  variasi nilai error yang tinggi

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian Buck-Boost Konverter  dengan  sistem  Simulink  MATLAB dapat  dismpulkan  bahwa  hasil  perancangan buck-boost  konverter  didapatkan  tegangan minimal 0,629 V pada saat nilai duty cycle 5% dan tegangan maksimalnya 18 V saat nilai duty cycle 60%.  Untuk  hasil  evaluasi  performa didapatkan nilai error dari percobaan 15 sampai percobaan 18 yang memiliki variasi nilai error yang cukup tinggi, nilai rata-rata error diperoleh adalah 0,3 V, sedangkan nilai efisiensi terbesar dimiliki saat nilai duty cycle 60% yaitu 86.06% dan nilai rata-rata efisiensi error adalah 32.64%.
Sedangkan  pada  pengujian close  loop Buck-boost  konverter,  tegangan  masukan bernilai  tetap  (12  V)  dan  nilai  parameter  PI tetap,  serta  nilai set  point diatur  dari  5  -60  V. hasil  respon  tegangan  keluarannya  yang  lebih optimal  yaitu  pada set  point 50  V,  dengan selisih error 0.62.

## UCAPAN TERIMA KASIH

## Penulis mengucapkan terima kasih kepada Fakultas
Teknik,  Jurusan  Teknik  Elektro.  Dosen Pembimbing Akademik dan
Dosen pembimbimbing,  serta  kedua  orang  tua  saya atas  dukungannya  selama  ini  dan  rekan-rekan angakatan  prodi  Teknik  Elektro  Universitas Mataram.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  S. Diusti Dwi Putri, Aswardi, Rancang Bangun Buck-Boost Converter Menggunakan Kendali Pid, J. Tek. Elektro Dan Vokasional 6 (2020) 1–15.
Http://Ejournal.Unp.Ac.Id/Index.Php/Jtev/Ind ex.
[2]  H.  Buntulayuk,  F.A.  Samman,  Y.  Yusran, Rancangan Dc-Dc Converter Untuk Penguatan Tegangan,  J.  Penelit.  Enj.  21  (2018)  78–82. Https://Doi.Org/10.25042/Jpe.112017.12.
[3]  J.  Julianto,  A.  Rajagukguk,  Rancang  Bangun Buck-Boost Converter Berbasis Arduino Pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya 8x10 Wp, J. Fteknik 7 (2020) 1–11.
[4]  M.C.  Rachman,  Rancang  Bangun  Konverter Buck  Boost  Dengan  Sistem  Monitoring Berbasis Labview,
J. Ekon. Dan Pembangunan, Univ. Islam Indones. Yogyakarta 24 No. 1 (2016) 29–41.
[5]  S.M.I. Regiantoro Kunigar*)1, Adnan Rafi Al Tahtawi2,  3program  1,  2,  Desain  Dan Implementasi  Modul  Konverter  Dc-Dc  Jenis Buck-Boost Dengan Pengendali Pid, 4 (2008) 404–415.
[6]  H.K.S.  Alvian  Anggiana  Putra1*,  Muhamad Rifa’i2, Implementasi Sistem Kontrol Penggerak  Motor  Stepper  Pada  Proses Molding Microplastic Berbasis Pid Menggunakan Plc Dan Arduino, 12 (2024) 22– 30. [7]  S. Utami, Implementasi Algoritma Pertub And Observasi Untuk Mengoptimasi Daya Keluaran  Solar  Cell  Menggunakan  Mppt,  J. Infotel Inform. Telekomun. - Elektron. (N.D.).
[8]  H.  Mollaee,  P.  Wheeler,  S.M.  Ghamari,  S.A. Saadat,  Original  Research  Paper  A  Novel Adaptive  Cascade  Controller  Design  On  A Buck  –  Boost  Dc  –  Dc  Converter  With  A Fractional-Order  Pid  Voltage  Controller  And
A  Self-Tuning  Regulator  Adaptive  Current Controller, (2021) 1920–1935. Https://Doi.Org/10.1049/Pel2.12159.
[9]  M.K. Kazimierczuk, Power Converters Pulse- Width Modulated Dc – Dc Power Converters, 2008.
[10]  R. Azzahro, Penggunaan Buck Boost Converter Pada Battery Charging Menggunakan  Fuzzy  Logic  Control  Berbasis Arduino Bersumber Solar Cell, 2021.
[11]  H. Setiadi, Perbandingan Buck-Boost Konverter  Dengan  Maximum  Power  Point Tracker  (Mppt)  Pada  Solar  Charging  Control (Studi Kasus Plts Pematang Johar), (2021) 6.
[12]  B.  Chandrasekar,  C.  Nallaperumal,  S. Padmanaban,  M.S.  Bhaskar,  J.B.  Holm- Nielsen,  Z.  Leonowicz,  S.O.  Masebinu,  Non- Isolated  High-Gain  Triple  Port  Dc-Dc  Buck- Boost Converter With Positive Output Voltage for Photovoltaic Applications, IEEE Access 8 (2020)
113649–113666.
https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.30031 92.
[13]  I.K.  Wirjayati,  I.N.W.  Satiawan,  I.M.A. Nrartha,  N.M.  Seniari,  Teori  Dan  Teknik Penyelesaian  Kasus    Rangkaian  Listrik Dengan Matlab Dan Simulink I, (2022).