Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 21, No.1, Januari – Juni 2022 DOI: https://doi.org/10.24843/MITE.2022.v21i01.P20 1 Alvin Martanio: Desain dan Implementasi Kendali… p-ISSN:1693 – 2951; e-ISSN: 2503-2372 . Desain dan Implementasi Kendali Umpan Balik Arus Berbasis Proporsional-Integral Digital pada Topologi Cuk Converter Arifin Wibisono 1 , Slamet Riyadi 2 , Alvin Martanio 3 [Submission: 06-04-2022, Accepted: 25-05-2022] Abstract— DC-DC converters are required in industrial applications to convert a fixed DC voltage to a variable DC voltage. This article focuses on the choke converter topology which can operate in a buck-boost mode which is regulated through the duty cycle pulse width modulation setting and controlled by the dsPIC33EP512MU810 microcontroller by applying the Proportional-Integral (PI) digital closed-loop current control method. The use of the PI control method is considered to be able to increase the response time that occurs to produce more optimal performance. The frequency given by the signal generator is used as a reference signal to inject current into the inductor (L1). The current sensor module acts as a measuring instrument for the actual current whose value appears through the inductor circuit. The difference between the reference current value and the actual current value will produce an error value which will then be used as a reference for the comparison value of the current sensor results with the PI control method. Simulation results on PSIM, modeling analysis, device implementation, and hardware testing graphs in the laboratory have been carried out as proof of design parameters and the proposed method can work as intended. Intisari— Konverter DC-DC diperlukan dalam aplikasi industri elektronika untuk mengubah tegangan DC tetap menjadi tegangan DC variabel. Artikel ini berfokus tentang topologi cuk converter yang dapat beroperasi dalam mode penurun dan penaik tegangan (buck-boost) yang diatur melalui pengaturan modulasi lebar pulsa duty cycle dan dikontrol oleh mikrokontroler dsPIC33EP512MU810 dengan menerapkan metode kendali arus loop tertutup Proportional-Integral (PI) digital. Penggunaan metode kendali PI dianggap mampu meningkatkan respon waktu yang terjadi sehingga menghasilkan performa yang lebih optimal. Frekuensi yang diberikan oleh generator sinyal dimanfaatkan sebagai sinyal referensi untuk menginjeksi arus pada induktor (L1). Modul sensor arus berperan sebagai alat ukur pada arus aktual yang nilainya muncul melalui rangkaian induktor. Selisih antara nilai arus referensi dan nilai arus aktual akan menghasilkan nilai error yang selanjutnya akan dijadikan sebagai acuan nilai perbandingan hasil sensor arus dengan metode kendali PI. Hasil simulasi pada PSIM, analisis pemodelan, implementasi perangkat dan grafik pengujian perangkat keras pada laboratorium telah dilakukan sebagai pembuktian parameter desain dan metode yang diusulkan dapat bekerja sesuai tujuan. Kata Kunci— cuk converter, dsPIC33EP512MU810, kendali arus, PI digital, simulasi PSIM I. PENDAHULUAN Menuju perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, konsep elektronika dan kendali elektronik sangat memegang peranan penting dalam sistem tenaga listrik tegangan searah (DC). Kebutuhan tegangan DC yang luas disebabkan oleh setiap peralatan elektronik membutuhkan tegangan DC yang berbeda sehingga diperlukan suatu sistem yang mampu mengubah suatu tegangan DC ke nilai tegangan DC yang dapat divariasikan [1][2]. Banyak macam sumber tegangan DC dapat dikonversi oleh konverter DC yang lain. Konverter DC-DC dikelompokkan menjadi tiga pemodelan berdasarkan model keluaran yang dihasilkan, yaitu sebagai penaik tegangan (boost chopper), sebagai penurun tegangan (buck chopper), dan sebagai penaik- penurun tegangan (buck-boost chopper) [3]. Konverter topologi cuk beroperasi menjadi penurun tegangan atau penaik tegangan dari tegangan input [4][5] yang diperoleh dari proses pengaturan modulasi lebar pulsa duty cycle, sama seperti tipe buck-boost. Penambahan induktor dan kapasitor di sisi input dapat membuat topologi ini menghasilkan riak arus yang kecil dibandingkan dengan topologi buck-boost konvensional. Cuk converter memiliki karakteristik yang baik dalam performa [6]. Efisiensi yang tinggi, tingkat kerugian switching yang rendah, dan riak arus keluaran yang lebih kecil membuat cuk converter lebih menarik dan populer [7]. Cuk converter dirancang untuk menggunakan tegangan input DC dari power supply dan pengaturan tegangan output cuk converter membutuhkan pengendalian yang sederhana dan dapat diterapkan pada sistem, salah satunya pengendalian PI [8]. Nilai arus referensi pada modul sensor HX-10P/SP2 diberikan dengan berbagai macam sampel sebagai batas tolak ukur perbandingan nilai kinerja mana yang lebih optimal, sehingga memperoleh tujuan untuk menganalisa sinyal kendali arus induktor (L1) dengan tegangan output yang dihasilkan. Simulasi dilakukan menggunakan software PSIM untuk memverifikasi keseluruhan desain dan parameter sistem bekerja dengan baik sebelum masuk dalam tahap pengujian alat di laboratorium. II. METODE A. Topologi Cuk Converter 1 Dosen, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang, Indonesia; e-mail: arifin@unika.ac.id) 2 Dosen, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang, Indonesia; e-mail: riyadi@unika.ac.id) 3 Mahasiswa, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang, Indonesia; e-mail: alvinmrtn22@gmail.com)