인프런 커뮤니티 질문&답변

안녕하세요, 제어쟁이입니다.
좋게 봐주셔서 감사합니다.

질문 주신 부분 답변드리면,

우선 오실로스코프로 확인해보실 때는 스위치의 드레인-소스 전압 Vds 파형과 PWM 출력 파형을 먼저 같이 찍어보시는 것을 추천드립니다.
이 두 가지를 같이 보면 실제로 PWM 신호가 어떻게 나가고 있는지, 그리고 그에 따라 스위칭 시점에서 전압이 어떻게 변하는지를 가장 기본적으로 확인할 수 있습니다.

보통은 아래 쪽을 우선적으로 보시면 됩니다.

• MCU 또는 게이트드라이버에서 나가는 PWM 출력 파형

• MOSFET의 게이트-소스 전압 Vgs

• MOSFET의 드레인-소스 전압 Vds

• 가능하다면 상전류 파형

PWM이 정상적으로 출력되는지 확인하려면 먼저 PWM 출력 자체를 보고,
실제로 스위치가 제대로 켜지고 꺼지는지는 Vgs와 Vds를 보면 됩니다.
그리고 모터 구동 시 전압 변화나 스위칭 노이즈를 보려면 Vds 파형이 가장 직접적입니다.

특히 Vds 파형을 보면 스위칭 순간의 링잉, 오버슈트, 턴온/턴오프 시점의 변화 등을 확인할 수 있어서,
단순히 PWM이 나간다 수준이 아니라 실제 전력단에서 어떤 일이 일어나는지를 파악하는 데 도움이 됩니다.

그리고 데드타임 부분은 정정해서 말씀드리면,
200ms가 아니라 200ns 정도의 아주 짧은 시간부터 시작하는 개념으로 보셔야 합니다.
실제로는 보통 수백 ns에서 수 us 범위에서 조정하게 되고,
이 값은 단순히 감으로 정하는 것이 아니라

• MOSFET 데이터시트의 turn-on delay, turn-off delay

• gate driver 특성

• 실제 회로 배선 상태

• 스위칭 파형 측정 결과

이런 것들을 같이 보고 정하게 됩니다.

즉, 데드타임은 단순히 200ns부터 1us까지 무조건 순차적으로 넣어보는 개념이라기보다는,
데이터시트 기반으로 대략적인 시작점을 잡고,
그 다음 실제 파형을 보면서 shoot-through가 없는지, 바디다이오드 도통이 과하지 않은지, 파형 왜곡이 심하지 않은지를 확인하면서 조정하는 방식에 가깝습니다.

질문 주신 것처럼 모터 전압만 보면 데드타임 차이가 아주 크게 안 보일 수도 있습니다.
그래서 데드타임 영향은 모터 전압 파형만으로 판단하는 것보다 상전류 파형에서 훨씬 더 분명하게 보이는 경우가 많습니다.

추가로 말씀드리면,
데드타임의 영향을 가장 확실하게 보기 좋은 파형은 상전류 파형입니다.
데드타임이 너무 짧으면 shoot-through 위험이 생길 수 있고,
반대로 너무 길면 전압 왜곡이 생기면서 전류 파형이 찌그러지거나 리플이 증가할 수 있습니다.
특히 저속이나 전류가 작은 구간에서는 이런 왜곡이 더 눈에 띄게 보일 수 있습니다.

정리해서 말씀드리면,

우선은 PWM 출력 파형과 스위치의 드레인-소스 전압 Vds 파형을 먼저 찍어보시고,
가능하면 상전류 파형까지 같이 확인해보시는 것이 가장 좋습니다.
추가 질문사항 있으시면 댓글 부탁드립니다.

감사합니다!