Setiap alat elektronik pastilah mengeluarkan noise listrik. Noise atau bising yang dihasilkan pada perangkat merupakan gejala alami yang tidak dapat dihindarkan, ataupun sebuah konsekuensi dari penggunaan daya listrik. Tiap peralatan itu juga memiliki tingkatan kebisingan yang berbeda dari satu dengan yang lainnya dengan dipengaruhi banyak faktor.
Secara khusus kebisingan melekat dalam hukum fisika dan pusat termodinamika. Setiap konduktor yang memiliki hambatan listrik pasti akan menghasilkan kebisingan termal secara inheren. Penghilangan kebisingan dalam elektronik hanya dapat dicapai secara cryogenik, walaupun kebisingan kuantum akan tetap ada.
Diskusi tentang bising listrik pada suatu produk seringkali dikaitkan dengan Electromagnetic Interference (EMI) dan Electromagnetic Compatibility (EMC). Keduanya seringkali menimbulkan kebingungan, terutama mengenai definisi dari keduanya.
Sederhananya sejauh ini belum ada kesepakatan universal yang tepat mengenai kedua konsep istilah tersebut. Itu sebabnya kedua terminologi ini seringkali bercampur dalam menggambarkan konsep serupa.
Otoritas yang cukup disepakati berwenang dalam tataran internasional, yakni International Electrotechnical Commission (IEC) mendefinisikannya sebagai “kemampuan peralatan atau sistem agar berfungsi dengan sangat baik dalam lingkungan elektromagnetik tanpa menghasilkan tingkat kebisingan elektromagnetis yang tidak dapat ditolerir pada lingkungan”. Definisi ini dapat disederhanakan menjadi menoleransi gangguan dan tidak menciptakannya untuk lingkungan.
IEC kemudian mendefinisikan EMI sebagai “degradasi dalam kinerja peralatan atau saluran transmisi maupun sistem yang disebabkan oleh gangguan elektromagnetis”. Sederhananya adalah degradasi dalam kinerja yang disebabkan gangguan luar.
Definisi dari otoritas ini belum juga menciptakan satu suara. Beberapa vendor catu daya mendefinisikan EMI sebagai konsep bagaimana sebuah produk mempengaruhi lingkungan di tempatnya beroperasi. Sementara EMC mengaitkannya dengan bagaimana lingkungan sekitar suatu produk berpengaruh terhadap operasional produk.
Kurangnya kesepakatan akan dua terminologi ini, maka artikel ini akan mengklasifikasikan kegiatan sebagai “tidak membahayakan” atau menolerir gangguan luar”.
Tidak Berbahaya
Berikut ini adalah gangguan umum yang disebabkan oleh pasokan daya listrik dan desain sistem; Emisi konduksi, radiasi, dan harmonik. Gangguan yang muncul mungkin saja menurunkan atau malfungsi pada perangkat yang beroperasi di dekat peralatan.
Gangguan Elektromagnetis Pada Emisi Konduksi
Kekhawatiran paling umum tentang emisi tidak berbahaya adalah konduksi dan radiasi. Emisi konduksi mempengaruhi lingkungan dengan mengirimkan kembali energi ke sumber daya di sepanjang konduktor. Badan berwenang telah menetapkan tingkat maksimal energi konduksi, yakni sekitar 150Khz hingga 300 Mhz.
Saat pengukuran emisi konduksi, line impedance stabilization network (LISN) ditempatkan di antara the device under test (DUT) dan sumber daya. LISN menyediakan standar isolasi antara sumber daya dan perangkat yang diuji (DUT), serta penerapan standar juga dilakukan diseluruh energi konduksi diuji.
Sebagian besar power supply (catu daya) beserta komponen filter internal pada input bertujuan untuk menekan emisi konduksi yang diciptakannya. Ketika catu daya terhubung ke beban sistem, mungkin saja sinyal dari beban sistem terkonduksi kembali dan muncul di input. Jika pengukuran emisi konduksi tidak dapat dilakukan dalam konfigurasi sistem, maka penguji perlu menambahkan komponen untuk mengurangi emisi yang tidak dapat diterima.
Noise Listrik Pada Emisi Radiasi
Sesuai namanya, emisi radiasi mempengaruhi lingkungan dimana suatu produk beroperasi dengan memancarkan energi elektromagnetik. Emisi radiasi diatur dalam ambang frekuensi 30 Mhz hingga 1 Ghz (beberapa frekuensi yang lebih tinggi pula).
Selain ditimbulkan beban sistem, emisi radiasi dapat pula disebabkan oleh interaksi antara catu daya dan beban sistem. Konduktor kedalam maupun keluar dari catu daya dapat berfungsi sebagai “antena” yang tidak diinginkan dalam rangka memancarkan radiasi.
Emisi radiasi yang tidak dapat diterima dari catu daya atau emisi dari interaksi antarar catu daya dan beban sistem, biasanya ditangani dengan menempatkan komponen filter pada konduktor atara catu daya dan beban sistem. Komponen filter ini memilifi fungsi dalam melemahkan energi yang ada dan terpancar oleh konduktor catu daya eksternal. Pengukuran dilakukan melalui antena berjangkauan polarisasi horizontal dan vertikal yang dioperasikan di ruang elektromagnetik (anechoic) dalam rangka mendeteksi dan mengukur emisi radiasi.
EMI dan EMC pada Harmonik
Di lingkup harmonik, perhatiannya ada pada banyaknya beban pada sumber daya ac yang tidak murni resistif sedangkan sumber tegangan bersifat sinusoidal, namun tidak dengan arus beban.
Contoh sederhana dari konsep ini adalah beban yang disajikan oleh catu daya karena penyearah jembatan input dan kapasitor filter. Penyearah jembatan menarik arus dan mengisi kapasitor curah hanya selama fase tegangan ketika tegangan input lebih besar dari tegangan pada kapasitor curah.
Bentuk gelombang arus beban yang dihasilkan pada input penyearah jembatan adalah serangkaian denyutan siklus rendah yang terjadi dua kali frekuensi tegangan saluran. Siklus rendah arus beban berdenyut ini mengkonsumsi sejumlah besar energi pada frekuensi harmonik dari tegangan saluran. Baik sumber maupun sistem transmisi tegangan saluran tidak dioptimalkan untuk menghasilkan energi pada harmonik ini dan dengan demikian sistem beroperasi secara sub-optimal.
Sirkuit Power Factor Correction (PFC) diperlukan dalam beberapa catu daya untuk mengurangi energi harmonik yang ditarik oleh catu daya. Spesifikasi arus harmonik IEC 61000-3-2 membahas harmonik ke-2 hingga ke-40 dan berlaku untuk peralatan dengan arus pengenal hingga 16 A .
Gangguan harmonik yang dihasilkan secara internal hanya berlaku untuk pasokan bertenaga ac saat emisi yang dilakukan dan dipancarkan berlaku untuk pasokan bertenaga ac dan dc.
Toleransi Gangguan Luar Pada Alat Elektronik
Ada banyak sekali kategori yang dianggap gangguan yang telah diatur oleh spesifikasi catu daya dan sistem sejenisnya. Diantaranya seperti electrostatic discharge (ESD) atau pelepasan muatan listrik statis, electrical fast transients (EFT), lonjakan, penurunan, dan kekurangan tegangan. Gangguan eksternal ini dapat mempengaruhi kinerja catu daya dan sistem terkait lainnya.
Desain dan pengujian atasnya dilaksanakan demi catu daya dan sistem agar dapat beroperasi dengan baik di hadapan gangguan-gangguan ini. EFT, lonjakan, penurunan, dan kekurangan tegangan berkaitan dengan kualitas tegangan yang diterapkan pada input catu daya. Sedangkan gangguan ESD eksternal dihasilkan atas interaksi dengan lingkungan operasi.
Penutup – Kesimpulan
Konsep keduanya sangat berkait erat dengan definisi umum yang saling berhubungan diantara mereka. Konsep “menolerir gangguan luar” dan “tidak mengganggu dunia luar” menjadi agak kabur karena saking longgar konsep di keduanya.
Meskipun definisinya tidak universal, namun pada prakteknya gangguan atau bising listrik ditentukan dan diatur oleh lembaga otoritas kelistrikan dan elektronika, baik internasional maupun nasional.
Di Indonesia sendiri kewenangan sertifikasi alat listrik dipegang oleh Badan Standar Nasional (BSN) yang berhak memberikan Standar Nasional Indonesia kepada setiap produk elektronika. BSN juga merupakan bagian dari organisasi internasional seperti ISO dan IEC. Sehingga tak heran apabila tiap standar yang dihasilkan mengacu kepada kesepakatan internasional.
Editted by UN.
