KR101562893B1 - 이온화 시스템을 위한 다중-축 제어 장치 - Google Patents

이온화 시스템을 위한 다중-축 제어 장치 Download PDF

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존 에이. 고르크지카
메누얼 시. 블랑코
스티븐 제이. 맨드라치아
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

2극 이온화 장치는, 출력에 연결된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고 양이온을 생성하도록 구성된 양의 고전압 전원을 포함한다. 음의 고전압 전원은 출력에 연결된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고, 음이온을 생성하도록 구성된다. 이온화기용 제어기는 양의 고전압 이온화 파형 및 음의 고전압 이온화 파형을 출력한다. 제어기는 각 파형의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정한다.

Description

이온화 시스템을 위한 다중-축 제어 장치{MULTIPLE-AXIS CONTROL APPARATUS FOR IONIZATION SYSTEMS}
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2007년 11월 19일에 출원된 "Multiple-Axis Control Method And Apparatus For Ionization Systems"라는 명칭의 미국 가특허 출원 번호 61/003,733의 이익을 청구한다.
고전압 전원 및 이온화기를 갖는 직류(DC), 펄스, 또는 교류(AC) 이온화기 시스템은 일반적으로 목표 영역의 균형 또는 순(net) 전하를 제어하기 위해 2가지 방법 중 한가지 방법을 이용한다. 진폭 제어는 양 및 음의 이온화의 상대 진폭을 조정한다. 이것은 이온화기에 인가되는 전류 또는 전압 중 어느 하나의 조정을 통해 달성될 수 있다.
듀티 사이클(duty cycle) 제어는 또한 목표 영역의 균형 또는 순 전하를 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 유형의 제어에서, 양 및 음의 이온화 사이클에 대한 조정은 시간 축에 대해 이루어진다. 제어는 양 및 음의 이온화의 상대 듀티 사이클을 연장하거나 단축시킴으로써 달성된다.
중화 및/또는 균형을 위해, 펄스 주파수 및 파형 형태에 대한 조정이 또한 사용될 수 있다. 고전압 펄스 주파수는 제어를 위해 위 또는 아래로 조정될 수 있다. 출력 펄스의 정확한 형태를 최적화하는 기술도 또한 사용될 수 있다. 그러한 파라미터에 대한 조정은 성능을 최적화하도록 이루어진다.
특히 이온화기가 이동 웹(moving web) 또는 다른 절연체와 같은 크게 대전된 물체에 가까이 있는 응용에서, 목표 영역에 대해 이온화기 제어의 동적 범위를 증가시키는 제어 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 추가로 어느 쪽의 제어 기술의 분해능(resolution)을 개선시키는 것이 바람직하다.
요약하면, 본 발명의 실시예는, 출력에 연결된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고 양이온을 생성하도록 구성된 양의 고전압 전원을 포함하는 2극 이온화 장치를 포함한다. 음의 고전압 전원은 출력에 연결된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고, 음이온을 생성하도록 구성된다. 이온화기용 제어기는 양의 고전압 이온화 파형 및 음의 고전압 이온화 파형을 출력한다. 제어기는 동시에 각 파형의 진폭 및 듀티 사이클을 조정한다.
본 발명의 다른 실시예는, 출력에 연결된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고 양이온을 생성하도록 구성된 양의 고전압 전원을 포함하는 2극 이온화 장치를 포함한다. 음의 고전압 전원은 출력에 연결된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고, 음이온을 생성하도록 구성된다. 제어기는 양 및 음의 고전압 전원의 각 출력의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 출력에 연결된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고 양이온을 생성하도록 구성된 양의 고전압 전원을 포함하는 2극 이온화 장치를 포함한다. 음의 고전압 전원은 출력에 연결된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고, 음이온을 생성하도록 구성된다. 양 및 음의 고전압 전원의 각 출력은 진폭 및 듀티 사이클을 갖는다. 제어기는 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 진폭 및 듀티 사이클 중 적어도 하나를 선택적으로 조정하도록 구성된다.
본 발명의 추가 실시예는 출력에 연결된 적어도 하나의 이온 방출 전극을 갖는 적어도 하나의 출력을 구비한 2극 고전압 전원을 포함하는 2극 이온화 장치를 포함한다. 2극 고전압 전원은 양 및 음의 전위를 교대로 출력한다. 이를 통해 이온 방출 전극은 양이온 및 음이온을 교대로 생성한다. 제어기는 2극 고전압 전원의 출력의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하도록 구성된다.
전술한 요약 및 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명은 첨부 도면과 연계하여 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위해, 현재 바람직한 실시예가 도면에 도시된다. 그러나, 본 발명이 도시된 정확한 배열 및 수단에 한정되지 않음이 이해되어야 한다.
이중-축 제어는 양 및 음의 진폭과 듀티 사이클 제어를 결합하고, 이러한 제 어를 이온화기에 동시에 적용한다. 이러한 제어 방법의 결과는 목표 영역에 대해 이온화기 제어의 크게 증가한 동적 범위이다. 이것은 특히, 이온화기가 이동 웹 또는 다른 절연체와 같은 크게 대전된 물체에 가까워지는 응용에 유용하다.
이중 축 제어는 목표 상에 잔여 전하를 표시하는 센서를 이용하여 조종될 수 있다. 이러한 센서는 이온화기로부터의 하류에 위치한다. 이온화기는 하류에 있는 전하를 제거하기 위해 이온화기의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하도록 센서 정보를 이용한다.
특정한 용어는 본 명세서에 편리함만을 위해 사용되고, 본 발명에 대한 한계로서 취해지지 않는다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 여러 도면 전체에 동일한 요소를 나타내기 위해 사용된다.
이중-축 제어는 양 및 음의 진폭과 듀티 사이클 제어를 결합하고, 이러한 제어를 이온화기에 동시에 적용한다. 이러한 제어 방법의 결과는 목표 영역에 대해 이온화기 제어의 크게 증가한 동적 범위이다. 이것은 특히, 이온화기가 이동 웹 또는 다른 절연체와 같은 크게 대전된 물체에 가까워지는 응용에 유용하다. 진폭 및 듀티 사이클 제어를 결합하는 다른 이익은 단독으로 사용된 어느 한 기술에 관해 개선된 분해능이다. 제어기가 또한 출력 펄스 주파수 및 파형 형태를 조정할 수 있는 능력을 갖기 때문에, 이들 파라미터는 또한 다중-축 제어를 허용하기 위해 진폭 및 주파수와 결합될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 이중 축 제어는 목표 상에 잔여 전하를 표시하는 센서 를 이용하여 조종될 수 있다. 이러한 센서는 이온화기로부터의 하류에 위치한다. 이온화기는 하류에 있는 전하를 제거하기 위해 이온화기의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하도록 센서 정보를 이용한다. 이제 첨부 도면을 참조하면, 본 발명을 예시하기 위해, 현재 바람직한 실시예가 도면에 도시된다. 그러나, 본 발명이 도시된 정확한 배열 및 수단에 한정되지 않음이 이해되어야 한다.
도 1은 2극 펄스 이온화 시스템의 개략적인 블록도이다. 이러한 바람직한 실시예에서, 입력은 2극 이온화 장치(10)에 수신된다. 도 1에서, 입력은 이온화 전원(12)에 의해 수신된다. 입력은, 사용자 입력(16), 센서 입력(20), 마이크로프로세서 입력, 컴퓨터 입력(18) 등을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 복수의 소스로부터 도입될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 입력은 제어기, 프로세서, 또는 다른 제어 회로(14){간략함을 위해, 이후부터 "제어기(14)"로 언급됨}에 의해 수신된다. 다양한 고전압 생성 기술은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용될 수 있다. 특히, 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서와 같은 다양한 제어기(14)는 본 발명의 바람직한 실시예의 응용에 사용될 수 있다. 하나의 적합한 제어기(14)는 Zilog, Inc.에 의해 제조된 상업적으로 이용가능한 Z8 인코어(encore) 마이크로프로세서이다.
이러한 바람직한 실시예에서, 제어기(14)는 양의 고전압(HV) 전원(22) 및 음의 HV 전원(24)에 연결되고, 이것은 다시 이온화기 바(26)로서 도 1에 도시된 이온화 방출기(26)에 입력 전력을 공급한다.
이러한 바람직한 실시예에서, 제어기(14)는 펄스 응용에 필요한 주파수 응답, 및 원하는 주파수를 제공하는데 사용된다. 인에이블(enable) 신호(30, 31)는 고전압 펄스의 타이밍을 설정하기 위해 각각 양 및 음의 HV 전원(22, 24)에 제공된다. Vprog+ 및 Vprog- 신호(32, 33)는 출력 레벨을 설정한다. 센서(34)는 목표 영역(36)의 중화에 관한 데이터를 수집한다. 전술한 바와 같이, 장치(10)는 사용자 입력(16), 컴퓨터 입력(18), 센서 입력(20), 또는 다른 입력에 응답한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온화 시스템에 대한 조정 프로그램(250)을 도시한 흐름도이다. 일단 이온화기(16)의 구성이 결정되면(단계 252), 장치(10)는 베이스라인 값으로 초기화되고(단계 254), 이온 생성을 시작하고(단계 256), 조정 프로그램(250)의 메인 루프에 들어간다. 목표 영역(36)에서의 이중 축 제어 효과는, 진폭 또는 듀티 사이클 제어를 단독으로 사용하는 것보다 전하 레벨의 더 넓은 범위가 중화될 수 있다는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 진폭 및 듀티 사이클 제어는 동시에 조정되어, 이온화기(16)에 적용된다. 극성에 대한 조정은 동시에 발생한다. 예로서, 센서, 사용자, 또는 마이크로프로세서 입력의 수신시(단계 258), 극성에 대한 조정이 요구되는 지에 관한 결정이 이루어진다(단계 260). 극성이 조정될 필요가 있다고 결정될 때(단계 260), 진폭 및 듀티 제어의 조정은 동시에 이루어진다. 만약 음의 극성(단계 262)이 더 많이 양이 되도록 조정될 필요가 있다고 결정되면(단계 264), 다음과 같은 조정이 동시에 이루어진다: (1) 증분은 Vprog+로 이루어진다(단계 266), (2) 감소는 Vprog-로 이루어진다(단계 268), (3) 증분은 교차 카운터에서 타이밍으로 이루어진다(단계 270). 일단 변수가 조정되었으면, 체크 값은 한계 값 세트와 비교된다(단계 280). 체크 값이 한계 값 내에 있다면, 출력은 체크 값에 대응하는 새로운 값으로 변경된다(단계 282). 양의 극성(단계 262)이 더 많이 음이 되도록 조정될 필요가 있다고 결정되면(단계 272), 다음과 같은 조정이 동시에 이루어진다: (1) 증분이 Vprog-로 이루어진다(단계 274), (2) 감소가 Vprog+로 이루어진다(단계 276), (3) 감소는 교차 카운터에서 타이밍으로 이루어진다(단계 278). 일단 변수가 조정되었으면, 체크 값은 한계 값 세트와 비교된다(단계 280). 체크 값이 한계 값 내에 있다면, 출력은 체크 값에 대응하는 새로운 값으로 변경된다(단계 282). 이러한 프로세스는 원하는 극성이 얻어질 때까지 반복된다. 목표 영역(36)의 균형 또는 순 전하의 제어는 시간에 관련하여 양 및 음의 이온화 사이클에 대한 조정에 의해, 그리고 양 및 음의 이온화의 듀티 사이클의 연장 및/또는 단축에 의해 달성된다. 진폭 및 듀티 사이클 변수의 그러한 동시 조정은 개별적으로 어느 한 변수의 응용보다 더 큰 효과를 초래한다.
펄스 주파수 및 파형 형태와 같이, 제어기(14)에 의해 지지된 다른 조정 변수는, 도 2b에 도시된 단계(271, 279)와 같은 도 2a의 알고리즘에 선택적으로 추가될 수 있다. 진폭 및 듀티 사이클과 결합하여 이들 추가 변수의 조정은 이온 생성의 더 큰 분해능을 제공한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온화 시스템에 대한 다른 조정 프로그램(350)을 도시하는 흐름도이다. 도 2에서의 단계들과 유사하게, 이온화기 구성이 결정되고(단계 352), 시스템은 선택된 이온화기에 대한 값의 베이스라인 세트로 초기화된다(단계 354). 이온 생성이 시작되고(단계 356), 사용자, 센서, 또는 마이크로프로세서로부터의 입력이 수신된다(단계 358). 이온화기의 극성에 대한 조정이 필요한 지에 관한 결정이 이루어진다(단계 360). 이러한 바람직한 실시예에 서, 조정은 개별적인 단계로서 처리되는데, 예를 들어 음의 극성(단계 362)이 더 많이 양이 되도록 조정(단계 364)될 필요가 있다고 결정되면, 하나 이상의 다음 단계가 처리된다: (1) 교차 카운터의 타이밍에 대한 증분이 이루어진다(단계 370), 또는 (2) Vprog+로의 증분이 이루어진다(단계 366), 또는 (3) Vprog-로의 감소가 이루어진다(단계 368). 조정은 이러한 방식으로 이루어져서, 분해능을 개선하고 증가시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 양의 극성(단계 362)이 더 많이 음이 되도록 조정(단계 372)될 필요가 있다면, 하나 이상의 다음 단계가 처리된다: (1) 교차 카운터의 타이밍으로의 감소가 이루어진다(단계 378), 또는 (2) Vprog-로의 증분이 이루어진다(단계 374), 또는 (3) Vprog+로의 감소가 이루어진다(단계 376). 도 3에 도시된 바와 같이, 극성이 조정된 이후의 체크 값은 한계 값 세트와 비교된다(단계 380). 체크 값이 한계 값 내에 있다면, 출력은 체크 값에 대응하는 새로운 값으로 변경된다(단계 382). 이러한 프로세스는 원하는 극성이 얻어질 때까지 반복된다. 출력은 입력으로서 이온화 전원(12)에 송출되고, 프로세스는 필요에 따라 반복된다. 추가 분해능은 도 2의 동시 조정 기술에 대조적으로 도 3a에 도시된 실시예에 제공된다.
펄스 주파수 및 파형 형태와 같은, 제어기(14)에 의해 지지된 다른 조정 변수는 도 3b에 도시된 단계(371, 379)와 같이 도 3a의 알고리즘에 선택적으로 추가될 수 있다. 진폭 및 듀티 사이클과 결합하여 이들 추가 변수의 조정은 이온 생성의 더 큰 분해능을 제공한다.
도 4 및 도 5는 동일한 출력에 대해 진폭 및 듀티 제어의 개별적인 조정을 도시하는 그래프이다. 도 6은 동일한 출력에 대해 진폭 및 듀티 제어의 이중 축 결합을 도시하는 그래프이다. 도 16a 내지 도 18b는 도 4 내지 도 6에 도시된 그래프를 생성하는데 사용된 데이터의 표이다. 동일하고 반대 진폭 및 동일한 펄스 지속기간을 도 4 내지 도 6에서의 그래프에 있어서 주의하자.
도 7은 양의 시프트된 진폭 제어를 도시한다. 음의 출력에 대한 증가한 상대적인 양의 출력, 및 동일한 펄스 지속기간을 주의하자. 도 8은 양의 시프트된 듀티 사이클 제어를 도시한다. 음의 펄스에 대한 양의 펄스의 증가한 상대적인 지속기간, 및 동일한 펄스 진폭을 주의하자. 도 9는, 진폭 및 듀티 사이클에 대한 조정이 동시에 발생할 때 음의 펄스에 대해 양의 펄스의 상대적인 지속기간 및 진폭의 증가한 영역을 도시한다. 도 16a 내지 도 18b에 있는 표는 도 7 내지 도 9에 도시된 그래프를 생성하는데 사용된 데이터를 포함한다.
도 10은 음의 시프트된 진폭 제어를 도시한다. 양의 출력에 대한 증가한 상대적인 음의 출력, 및 동일한 펄스 지속기간을 주의하자. 도 11은 음의 시프트된 듀티 사이클 제어를 도시한다. 양의 펄스에 대한 음의 펄스의 증가한 상대적인 지속기간, 및 동일한 펄스 진폭을 주의하자. 도 12는, 진폭 및 듀티 사이클에 대한 조정이 동시에 발생할 때 양의 펄스에 대해 음의 펄스의 상대적인 지속기간 및 진폭의 증가한 영역을 도시한다. 도 16a 내지 도 18b에 있는 표는 도 10 내지 도 12에 도시된 그래프를 생성하는데 사용된 데이터를 포함한다.
도 13 및 도 14는 진폭 제어의 펄스 파형의 개별적인 합(도 13)과, 듀티 사이클 제어의 펄스 파형의 합(도 14)을 도시한 그래프를 도시한다. 도 15는, 진폭 및 듀티 사이클에 대한 조정이 동시에 발생할 때 양의 진폭 분해능과 시간 축 분해능의 전체 결합에 의해 증가한 조정 범위를 도시한다. 도 16a 내지 도 18b에 있는 표는 도 13 내지 도 15에 도시된 그래프를 생성하는데 사용된 데이터를 포함한다.
도 19는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온화 시스템에 다중-축 제어를 적용하기 전에 HV 인에이블 타이밍 신호(1992) 및 HV 출력(1993)의 그래프이다. HV 출력(1993)의 듀티 사이클의 고른 분배 및 동일한 진폭을 주의하자. 도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온화 시스템에 다중-축 제어를 적용한 후에 HV 인에이블 타이밍 신호(2092) 및 HV 출력(2093)의 그래프이다. HV 출력(2093)의 듀티 사이클의 20/80 분배 및 동일하지 않은 진폭을 주의하자.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 복수의 모드의 베이스라인 값의 표이다. 상기 표는 주파수로 속도, 하이브리드, 및 거리의 동작 모드에 대한 출력 레벨의 상부 및 하부 한계 범위이다.
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 2극 이온화 시스템의 개략도이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 인에이블 신호(2230, 2231)는 고전압 펄스의 타이밍을 설정하고, Vprog+/- 신호(2232, 2233)는 출력 레벨을 설정한다. 예시된 시스템에서, 시스템은 사용자(2216), 센서(2220), 컴퓨터(2218), 또는 다른 소스로부터 입력에 응답한다. 이온화 바(2226) 상의 방출기(미도시)는 고유하게 양이거나 고유하게 음이다.
도 23은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 2극 이온화 시스템의 개략도이다. 도 23의 시스템은 도 22의 시스템과 유사하지만, 이 실시예에서, 방출기는 2극 HV 전원(2323)에 결합된 이온화 바(2326) 상에 모두 양 및 음이다.
본 발명의 넓은 발명 개념에서 벗어나지 않고도 전술한 실시예에 대한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명이 개시된 특정 실시예에 한정되지 않지만, 첨부된 청구항에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범주 내에서 변형을 포함하도록 의도된다는 것이 이해된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 출력에 연결된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하고 양이온을 생성하도록 구성된 양의 고전압 전원을 포함하는 2극 이온화 장치 등에 이용된다.
도 1은 2극 펄스 이온화 시스템의 개략적인 블록도.
도 2a는 도 1의 시스템에 대한 조정 프로그램을 도시한 흐름도.
도 2b는 도 1의 시스템에 대한 대안적인 조정 프로그램을 도시한 흐름도.
도 3a는 도 1의 시스템에 대한 제 2 조정 프로그램을 도시한 흐름도.
도 3b는 도 1의 시스템에 대한 대안적인 제 2 조정 프로그램을 도시한 흐름도.
도 4는 동일 출력의 경우에 대해 진폭 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 5는 동일 출력의 경우에 대해 듀티 사이클 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 6은 동일 출력의 경우에 대해 이중 축 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 7은 양의 시프트의 경우에 대해 진폭 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 8은 음의 시프트의 경우에 대해 듀티 사이클 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 9는 양의 시프트의 경우에 대해 이중 축 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 10은 음의 시프트의 경우에 대해 진폭 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 11은 음의 시프트의 경우에 대해 듀티 사이클 제어 하의 펄스를 도시한 그래프.
도 12는 음의 시프트의 경우에 대해 이중 축 제어 하의 펄스를 도시한 그래 프.
도 13은 진폭 제어 하에 펄스 파형의 개별적인 합을 도시한 그래프.
도 14는 듀티 사이클 제어 하에 펄스 파형의 개별적인 합을 도시한 그래프.
도 15는 이중 축 제어 하에 펄스 파형의 개별적인 합을 도시한 그래프.
도 16a 및 도 16b는 도 4, 7, 10 및 13의 그래프를 생성하는데 사용된 값의 표를 도시한 도면.
도 17a 및 도 17b는 도 5, 8, 11, 및 14의 그래프를 생성하는데 사용된 값의 표를 도시한 도면.
도 18a 및 도 18b는 도 6, 9, 12, 및 15의 그래프를 생성하는데 사용된 값의 표를 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 다중-축 제어의 적용 이전에 HV 인에이블 타이밍 신호 및 HV 출력을 도시한 그래프.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 다중-축 제어의 적용 이후에 HV 인에이블 타이밍 신호 및 HV 출력을 도시한 그래프.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온화 시스템의 복수의 모드의 베이스라인 값을 도시한 표.
도 22는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 2극 이온화 시스템의 개략적인 블록도.
도 23은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 2극 이온화 시스템의 개략적인 블록도.

Claims (12)

  1. 2극 이온화 장치로서,
    출력에 연결되어, 양이온을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 양의 고전압 전원과;
    출력에 연결되어, 음이온을 생성하도로 구성된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 음의 고전압 전원과;
    외부 센서로부터 전하 데이터를 수신하는 입력을 갖는 2극 이온화 장치용 제어기로서, 제어기는 양 및 음의 고전압 이온 파형을 출력하고, 제어기는
    (i) 외부 센서로부터 수신된 전하 데이터에 기초하여, 2극 이온화 장치의 극성의 조정이 필요한지의 여부를 결정하고,
    (ii) 진폭 및 듀티 사이클(duty cycle) 각각에 대한 하나 이상의 각각의 체크 값을 증분하거나 감소함으로써 파형의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하고,
    (iii) 체크 값을 한계 값과 비교하고,
    (iv) 체크 값이 한계 값 내에 있는 경우, 진폭 및 듀티 사이클의 각각의 출력 값을 대응하는 체크 값으로 변경하도록
    구성된 알고리즘을 실행하는, 제어기를
    포함하는, 2극 이온화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어기는 파형의 진폭 및 듀티 사이클과 동시에 파형의 적어도 하나의 추가 특성을 추가로 조정하는, 2극 이온화 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 추가 특성은 주파수 및 파형 형태 중 하나인, 2극 이온화 장치.
  4. 2극 이온화 장치로서,
    출력에 연결되어, 양이온을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 양의 고전압 전원과;
    출력에 연결되어, 음이온을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 음의 고전압 전원과;
    외부 센서로부터 전하 데이터를 수신하는 입력을 갖는 제어기로서, 제어기는
    (i) 외부 센서로부터 수신된 전하 데이터에 기초하여, 2극 이온화 장치의 극성의 조정이 필요한지의 여부를 결정하고,
    (ii) 진폭 및 듀티 사이클 각각에 대한 하나 이상의 각각의 체크 값을 증분하거나 감소함으로써 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 진폭 및 듀티 사이클을 동시에 조정하고,
    (iii) 체크 값을 한계 값과 비교하고,
    (iv) 체크 값이 한계 값 내에 있는 경우, 진폭 및 듀티 사이클의 각각의 출력 값을 대응하는 체크 값으로 변경하도록
    구성된 알고리즘을 실행하는, 제어기를
    포함하는, 2극 이온화 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어기는 양 및 음의 고전압 전원의 진폭 및 듀티 사이클과 동시에 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 적어도 하나의 추가 특성을 조정하도록 추가로 구성되는, 2극 이온화 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 추가 특성은 주파수 및 파형 형태 중 하나인, 2극 이온화 장치.
  7. 2극 이온화 장치로서,
    출력에 연결되어, 양이온을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 양이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 양의 고전압 전원과;
    출력에 연결되어, 음이온을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 음이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비하는 음의 고전압 전원으로서, 양 및 음의 고전압 전원의 출력 각각은 진폭 및 듀티 사이클을 갖는, 음의 고전압 전원과;
    외부 센서로부터 전하 데이터를 수신하는 입력을 갖는 제어기로서, 제어기는
    (i) 외부 센서로부터 수신된 전하 데이터에 기초하여, 2극 이온화 장치의 극성의 조정이 필요한지의 여부를 결정하고,
    (ii) 진폭 및 듀티 사이클 각각에 대한 하나 이상의 각각의 체크 값을 증분하거나 감소함으로써 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 진폭 및 듀티 사이클을 선택적으로 그리고 증분적으로 조정하고,
    (iii) 체크 값을 한계 값과 비교하고,
    (iv) 체크 값이 한계 값 내에 있는 경우, 진폭 및 듀티 사이클의 각각의 출력 값을 대응하는 체크 값으로 변경하고,
    (v) 진폭 및 듀티 사이클 중 다른 것에 대해 단계 (ii) 내지 (iv)를 반복하도록
    구성된 알고리즘을 실행하는, 제어기를
    포함하는, 2극 이온화 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 양 및 음의 고전압 전원의 각 출력은 적어도 하나의 추가 특성을 포함하고, 상기 제어기는 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 진폭, 듀티 사이클, 및 적어도 하나의 추가 특성 중 적어도 하나를 선택적으로 조정하도록 추가로 구성되는, 2극 이온화 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 추가 특성은 주파수 및 파형 형태 중 하나인, 2극 이온화 장치.
  10. 2극 이온화 장치로서,
    출력에 연결된 적어도 하나의 이온 방출 전극을 갖는 출력을 구비한 2극 고전압 전원으로서, 상기 2극 고전압 전원은 양 및 음의 전위를 교대로 출력하고, 이를 통해 이온 방출 전극은 양이온 및 음이온을 교대로 생성하는, 2극 고전압 전원과;
    외부 센서로부터 전하 데이터를 수신하는 입력을 갖는 제어기로서, 제어기는
    (i) 외부 센서로부터 수신된 전하 데이터에 기초하여, 2극 이온화 장치의 극성의 조정이 필요한지의 여부를 결정하고,
    (ii) 진폭 및 듀티 사이클 각각에 대한 하나 이상의 각각의 체크 값을 증분하거나 감소함으로써 양 및 음의 고전압 전원의 출력의 진폭 및 듀티 사이클을 선택적으로 그리고 증분적으로 조정하고,
    (iii) 체크 값을 한계 값과 비교하고,
    (iv) 체크 값이 한계 값 내에 있는 경우, 진폭 및 듀티 사이클의 각각의 출력 값을 대응하는 체크 값으로 변경하도록 구성된 알고리즘을 실행하는, 제어기를
    포함하는, 2극 이온화 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제어기는 2극 고전압 전원의 진폭 및 듀티 사이클과 동시에 2극 고전압 전원의 출력의 적어도 하나의 추가 특성을 조정하도록 추가로 구성되는, 2극 이온화 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 추가 특성은 주파수 및 파형 형태 중 하나인, 2극 이온화 장치.
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