디지털 오디오를 직접 제작한다
거실이나 홀을 웅장한 음으로 채우려면 수A 이상의 대전류와 수십V 이상의 고전압을 출력할 수 있는 파워 앰프로 대형 스피커를 구동해야 한다. 이번 달 연재에서는 72×38mm 기판으로 100W×2채널을 출력할 수 있는 최신 파워 앰프를 소개한다. 우선, 리니어 앰프는 입력된 신호를 그대로 전력 증폭하여 스피커를 구동한다. 입력된 신호는 일단 수백kHz의 고주파 캐리어로 ON/OFF되며 PWM 파로 변환된다. 그 신호로 출력단 스위칭 소자(일반적으로 MOSFET)를 ON/OFF하여 전력 증폭한다. 여기서 얻어진 전력은 아직 PWM 파 상태이므로 전력 손실이 없는 LC 필터로 고주파 캐리어를 제거하여 원래 아날로그 신호로 복조한다.
PWM 파워 앰프는 대부분 오디오 용도로 사용되지만 모터나 피에조 소자 등을 구동하는 데에도 이용된다. 모터는 일반적으로 수kHz 이하에서 동작시키지만 고정밀도로 제어할 필요가 있는 것은 오디오 수준의 대역과 정밀도(왜곡률에 상당)가 필요하다. 예를 들면, 레이저광을 사용하여 기판에 구멍을 뚫는 프린트 기판 가공기에서는 레이저광의 진로를 바꾸는 미러를 구동하기 위해 고정밀 모터와 파워 앰프를 사용한다. 단위시간당 구멍 가공수를 늘리려면 고출력 앰프가 필요하고 발열이나 크기, 효율을 고려하면 아날로그 앰프가 아니라 PWM 파워 앰프가 유리하다.
- CQ출판사 『트랜지스터기술』 西村 康
기사 전문은 월간 전자기술의 스마트 매거진 2014년 2월호에서 확인할 수 있다.
