펄스폭 변조(PWM) 신호란 무엇이며 용도는 무엇입니까?

업데이트 됨 Dec 4, 2018

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문의사항

펄스폭 변조(PWM) 신호란 무엇이며 용도는 무엇입니까?

해결책

 PWM(Pulse Width Modulation) 신호는 디지털 소스를 사용하여 아날로그 신호를 생성하는 방법입니다. PWM 신호는 듀티 사이클과 주파수라는 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

 듀티 사이클은 신호가 하이(또는 켜짐) 상태에 있는 시간을 1 사이클을 완료하는 데 걸리는 총 시간의 백분율로 나타냅니다.

 주파수는 PWM이 사이클을 완료하는 속도(즉, 1000Hz는 초당 1000 사이클)를 결정하며, 따라서 하이와 로우 상태 사이를 전환하는 속도를 결정합니다. 디지털 신호를 빠른 속도로 일정한 듀티 사이클을 통해 껐다가 켜면 장치에 전원을 공급할 때 출력이 정전압 아날로그 신호처럼 작동하는 것처럼 보일 수 있습니다.

예로,  5V 에서 하이(on) 또는 0V 에서 로우(off)일 수 있는 디지털 소스를 사용하여 3V 신호를 생성하려면 60% 의 듀티 사이클을 갖는 PWM을 사용하여 5V 60% 의 시간을 출력합니다. 디지털 신호가 충분히 빠르게 순환되면 출력에서 ​​볼 수 있는 전압이 평균 전압으로 나타납니다. 디지털 로우가 0V 인 경우 평균 전압은 디지털 하이 전압에 듀티 사이클 또는 5V x 0.6 = 3V 를 곱하여 계산할 수 있습니다. 듀티 사이클을 80% 로 선택하면 4V 가 나오고, 20% 로 선택하면 1V 가 됩니다.

PWM 신호는 다양한 제어 어플리케이션에 사용됩니다. 주 용도는 DC 모터 제어이지만 밸브, 펌프, 유압 장치 및 기타 기계 부품을 제어하는 ​​곳에도 사용할 수 있습니다. PWM 신호가 설정되어야 하는 주파수는 전원이 공급되는 시스템의 응답 시간과 어플리케이션에 따라 다릅니다. 다음은 몇 가지 어플리케이션과 일반적인 최소 PWM 주파수입니다.
  • 응답 시간이 느린 가열 요소 또는 시스템 : 10-100 Hz 이상
  • DC 전기 모터 : 5-10 kHz 이상
  • 전원 공급 장치 또는 오디오 증폭기 : 20-200 kHz 이상
참고 : 특정 시스템은 원하는 응답 유형에 따라 여기에 나열된 것보다 더 빠른 주파수가 필요할 수 있습니다.

추가 정보

다음은 듀티 사이클이 다른 PWM 신호를 보여주는 몇 가지 그래프입니다.
 
Figure 1. 25% 듀티 사이클

Figure 2. 50% 듀티 사이클
 

Figure 3. 75% 듀티 사이클
 

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