ON-OFF만으로 원하는 출력을 내는 PWM/PFM제어
2-04 가장 대표적인 직류 전동기 전압제어 방식
곡선 주로에서 부드러운 회전을 위해 필요한 만큼 핸들을 꺾어야 한다고 가정해 보자. 핸들에 달린 모터가 원하는 만큼만 돌아서 일정한 각도를 유지하도록 액추레이터를 작동시키려면 필요한 만큼의 전기 에너지를 주어야 한다.
그러나 모터는 우리 팔처럼 10도 돌려줘라고 요청하면 10도를 돌려서 알아서 유지하는 동작을 그냥 하지는 못한다. 5V 주면 90도 돌고, 1V 주면 18도 도는 형태의 모터는 세상에 없다. 그저 5V를 주면 + 방향으로 돌아가다가 전압을 끊으면 다시 -방향으로 회귀하는 형태의 단순한 모터만 있을 뿐이다.
이렇듯 ON-OFF 형태로 단순하게 작동하는 액츄레이터들을 정밀 제어하기 위해서는 신호의 강약이 아니라, ON-OFF를 반복하면서 원하는 출력을 ON상태와 OFF 상태의 평균적인 시간비로 제어하는 제어를 이용한다. 100%가 계속 ON이라면 50%는 반은 ON / 반은 OFF로 조작하면 평균적으로는 절반의 출력 제어가 가능하다.
일반적으로는 ON-OFF 주기를 고정하고 신호의 폭을 조절하는 PWM (Pulse Width Modulation) 제어를 주로 이용한다. 신호의 주기가 일정하기 때문에 노이즈 제어가 용이한 반면, 작은 출력에도 주기를 유지하기 때문에 에너지 손실은 높은 편이다. 이를 보완하기 위해서 정밀한 제어에서는 반대로 ON 되는 폭은 그대로 유지하고 주기를 조절하는 PFM (Pulse Frequency Modulation) 제어 방식도 많이 쓰인다.
