PWM(Pulse Width Modulation) 펄스 폭 제어 란 무엇인가

PWM이란?

Pulse Width Modulation 의 약자이며

PWM 제어라고 하면 펄스의 폭을 조정하여 부하에 전력의 크기를 조절하는 것이다.

내장된 타이머카운터를 이용하는 것이 보통이다.

 

PWM의 장점은 기존의 구조에서 많은 변화를 주지않고 프로그래밍만을 통하여 손쉽게 제어가 가능하다는 것과, 타이머카운터를 사용할 경우, 모터에 PWM신호를 주기위해 프로세서에서 분담되는 작업의 량이 대폭 줄일 수 있다는 것이다. 그리고 후자를 이해하기 위해서는 타이머/카운터의 기능과 사용법을 알고있어야한다. 또한 전압이나 전류를 분배 해주기 위한 저항회로를 따로 설치하지 않아도 되므로 좀 더 좋은 효율을 기대할 수 있다.

 

 

  

전달되는 전력은 어떻게 조절하나?

 

다음은 펄스폭 변조에 의한 전압평균값의 변화를 보여준다.

모터나 LED같은경우 위와 같이 신호를 인가하면 실제로 속도나 밝기가 변하는 것을 확인할 수 있다.

 

 

적용은? 

 

아날로그회로에서는 다음과 같은 톱니파형발생기와 비교기를 사용해 DutyCycle을 조절할 수 있다.

 

디지털회로에서는 Counter/Timer를 제어하여 원하는 파형을 뽑을 수 있는데, 많은 모드와 방법을 제공하고 있다. 사용을 하기위해서는 데이터시트의 내용을 바탕으로 설계를 하여야하지만 기본원리는 톱니파형 발생기와 별반 다르지 않다.

 

카운터내부에서는 CLK의 클록을 세고 있다가, 세고있던 클록수가 Overflow되면 다시 0으로 되돌아오므로, 톱니파형의 형태로 증감을 하는 것은 완전히 똑같다. 카운터는 내부에서 프로그래밍된 값보다 큰값이 읽히면 0을 작은값이 읽히면 1을 내보내는 식으로 PWM 신호를 내보낸다.

 

하지만 이와 같은 방식뿐만아니라, 비슷한 방법으로 더 효율적이고 유연한 설계를 위해서 여러가지 방법으로 PWM신호를 제어할 수 있도록, 또는 PWM이외의 목적으로 카운터/타이머를 사용할 수 있도록 많은 프로세서들에 이와 같은 기능들이 다양하게 내장되어있다.

 

앞서 말했던것처럼 타이머/카운터의 이용은 PWM신호를 내보내기위해 프로세서의 부담을 줄이는데 큰 역할을 하므로 필수적으로 알고있어야될 것이다.

[출처] PWM의 개념|작성자 웅담