Design of Multiple Emission Devices Using Capacitor Charge-Discharge Control

커패시터 충·방전 제어를 이용한 다중 방출 장치 설계

This paper proposes a charge-discharge control circuit using capacitors and verifies the performance of the circuit for charge, emission, and discharge operations. The proposed control circuit performs multiple emission operations without inter-circuit influence because it uses capacitors independently for each emission circuit. Even with the instability of the input power, the output energy during emission stably supplies more than 1.6 mV of energy, which is the energy required for output, through the charging function of the capacitor. After release, the remaining energy of the capacitor is safely discharged by more than 99% of the 3.125 V remaining in the capacitor through the discharge function of the capacitor, confirming that approximately 25 mV remained. The proposed control circuit confirmed the stability and reliability of the emission device through simulation and measurement results.

본 논문은 커패시터를 활용한 충·방전 제어회로를 제안하고, 회로의 충전, 방출, 방전 동작에 대한 성능을 확인한다. 제안된 제어회로는 방출 회로마다 커패시터를 독립적으로 사용하기 때문에, 방출 시 회로 간 영향성 없이 다수의 방출 동작을 수행한다. 방출 시 출력되는 에너지는 입력 전원의 불안정성에도 커패시터의 충전 기능을 통해 출력에 필요한 에너지인 1.6 mW 이상의 에너지를 안정적으로 공급한다. 방출 후 커패시터의 잔여 에너지는 방전 회로를 통해 3.125 V에서 0.025 V까지 약 99% 이상으로 안전하게 방전한다. 제안된 제어회로는 시뮬레이션과 측정결과를 통하여 방출 장치의 안정성과 신뢰성을 확인하였다.