Balikpapan – Seiring dengan meningkatnya pengembangan kendaraan listrik, kebutuhan akan sistem penggerak motor yang efisien, andal, dan berdaya tinggi menjadi semakin penting. Menjawab tantangan tersebut, tim peneliti dari Institut Teknologi Kalimantan (ITK) mengembangkan sebuah prototype inverter tiga fasa berbasis Silicon Carbide Metal‑Oxide‑Semiconductor Field‑Effect Transistor (SiC‑MOSFET) yang ditujukan untuk aplikasi penggerak motor kendaraan listrik.
Penelitian ini dilatarbelakangi oleh keterbatasan inverter konvensional berbasis silikon dalam menghadapi tuntutan efisiensi tinggi, kecepatan switching, dan kepadatan daya yang dibutuhkan pada sistem kendaraan listrik modern. Teknologi SiC‑MOSFET menawarkan keunggulan berupa rugi daya yang lebih rendah, kemampuan switching berkecepatan tinggi, serta ketahanan terhadap tegangan dan suhu kerja yang lebih tinggi dibandingkan perangkat semikonduktor konvensional.
Prototype inverter tiga fasa yang dikembangkan terdiri dari modul daya berbasis SiC‑MOSFET, rangkaian gate driver UCC21520, serta sistem pembangkit sinyal PWM menggunakan mikrokontroler Arduino. Proses perancangan diawali dengan simulasi rangkaian menggunakan perangkat lunak LTspice untuk menganalisis karakteristik pensaklaran, tegangan gate‑source (Vgs), tegangan drain‑source (Vds), arus drain‑source (Ids), serta fenomena lonjakan tegangan (voltage spike) pada berbagai level tegangan DC‑link.
Pengujian eksperimental dilakukan melalui pengamatan sinyal PWM, pengujian gate driver, serta pengujian Double Pulse Test (DPT) pada SiC‑MOSFET. Hasil pengujian menunjukkan bahwa inverter mampu menghasilkan sinyal switching tiga fasa yang diperlukan untuk menggerakkan motor PMSM. Namun demikian, masih teridentifikasi adanya efek parasitik dan lonjakan tegangan pada proses switching, yang menjadi indikator penting untuk pengembangan lebih lanjut pada tahap desain tata letak dan peredaman rangkaian.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan SiC‑MOSFET pada inverter kendaraan listrik memiliki potensi besar dalam meningkatkan efisiensi dan kinerja sistem penggerak motor. Prototype yang dihasilkan telah mencapai Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) 4, yaitu model fungsional yang telah diuji di lingkungan laboratorium dan dilengkapi dengan dokumentasi teknis pendukung.
Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan kontribusi nyata dalam pengembangan teknologi inverter daya untuk kendaraan listrik di Indonesia. Ke depan, penelitian dapat dilanjutkan dengan pengujian menggunakan beban motor nyata, implementasi kontrol tertutup, serta optimasi desain untuk mengurangi efek parasitik dan meningkatkan keandalan sistem pada aplikasi kendaraan listrik skala nyata.
Anggota :
Thorikul Huda, S.T., M.T.
Kharis Sugiarto, S.S.T., M.T.
Penelitian ini memberikan kontribusi dalam pengembangan teknologi inverter daya tiga fasa berbasis SiC-MOSFET untuk aplikasi penggerak motor kendaraan listrik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem inverter mampu menghasilkan sinyal switching yang diperlukan dengan efisiensi dan kecepatan switching yang tinggi. Penelitian ini menjadi dasar pengembangan sistem penggerak kendaraan listrik yang lebih efisien, andal, serta mendukung transisi menuju teknologi transportasi ramah lingkungan di Indonesia.