PWM（Pulse Width Modulation）制御

PWM制御とは

　PWM(Pulse Width Modulation)とは、半導体を使った電力を制御する方式の１つです。オンとオフの繰り返しスイッチングを行い、出力される電力を制御します。

　一定電圧の入力から、パルス列のオンとオフの一定周期を作り、オンの時間幅を変化させる電力制御方式をPWMと呼びます。早い周期でスイッチングを行うことで、オンのパルス幅に比例した任意の電圧が得られます。これは、半導体がオンとオフ状態が最も損失が少ない(中間状態は損失多い)ことを利用した電力制御方式です。

　PWMは、優れた制御性と、高効率が特長で、インバーター回路で広く使われている技術です。ブラシ付きDCモーターの回転制御にも使われています。

デューティー比

　パルス幅を周期で割り算したものをデューティー比といい、単位はパーセント[%]で表します。つまり、「デューティー比＝パルス幅（オン）/周期」と表します。

PWMを使ったLEDの明るさ調整

　PWMを使って制御すると下図のような見え方になります。周期のエネルギーが大きければ、LEDは明るく見え、少なければ暗くなります。
　ただし、電気が流れれば、LEDは一定の光を発行しますが、エネルギーの大小で明るく見せたり暗く見せたりするわけですね。
　注意点としては、LEDの輝度調整は、人の目の曖昧さを利用しているので、個人差があります。周期を長くすると点滅して見えます。また、適正な周期で動作していても、LEDを左右にふったりするとLEDがチラついて見えます。

まとめ

　直流電圧をPWM制御することで、モータ制御やLED制御の幅が拡がります。世の中には、この技術を活用した様々なものがあるので、マイコンを使って再現してみると面白そうですね！