KR102648857B1 - Apparatus and method for operating electrochromic device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기변색소자의 구동을 위한 전기변색소자 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 산출하여, 무선으로 전원을 공급하는 구조를 갖는 전기변색소자 구동 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치는, 전기변색소자의 투과율을 조정하기 위해 상기 전기변색소자에 무선으로 전원을 공급하는 전기변색소자 구동 장치로서, 상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력을 전원 공급 요청 신호에 따라 무선으로 송신하는 무선 전원 공급부, 및 상기 전기변색소자에 인가할 전력량 정보를 갖는 상기 전원 공급 요청 신호를 상기 무선 전원 공급부에 송신하며, 상기 무선 전원 공급부로부터 송신되는 소정 크기의 전력량을 수신하여 적어도 일부를 상기 전기변색소자에 인가하는 무선 전원 수신부를 포함한다. The present invention relates to an electrochromic device driving device and method for driving an electrochromic device, and in particular, has a structure that calculates the amount of power required to change the level of color change in the electrochromic device and supplies power wirelessly. It relates to an electrochromic device driving device and method. The electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention is an electrochromic device driving device that wirelessly supplies power to the electrochromic device to adjust the transmittance of the electrochromic device, and is used to remove color of the electrochromic device. A wireless power supply unit that wirelessly transmits the required power according to a power supply request signal, and transmits the power supply request signal with information on the amount of power to be applied to the electrochromic element to the wireless power supply unit, and is transmitted from the wireless power supply unit. It includes a wireless power receiver that receives a predetermined amount of power and applies at least a portion of it to the electrochromic element.
Description
본 발명은 전기변색소자 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 산출하여, 무선으로 전원을 공급하는 구조를 갖는 전기변색소자 구동 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electrochromic device driving device and method. In particular, an electrochromic device driving device and method having a structure that calculates the amount of power required to change the level of color change of the electrochromic device and supplies power wirelessly. It's about.
전기변색(Electrochromism)이란 전압을 인가하면 전계방향에 의해 가역적으로 색상이 변하는 현상으로, 이러한 특성을 지닌 소자를 전기 변색소자 (Electrochromic Devices)라고 한다. 전기 변색소자는 외부에서 전자 이동이 없을 경우에는 색을 띠고 있지 않다가, 전자가 공급되어 환원되거나 전자를 잃어 산화되는 경우 색을 띠게 되거나, 반대로 외부에서 전자공급이 없을 경우 색을 띠고 있다가 전자가 공급되어 환원되거나 전자를 잃어버려 산화되는 경우 색이 사라지는 특성을 갖는다.Electrochromism is a phenomenon in which color changes reversibly depending on the direction of the electric field when voltage is applied. Devices with this characteristic are called electrochromic devices. An electrochromic device has no color when there is no external electron movement, but becomes colored when electrons are supplied and reduced or oxidized by losing electrons, or, conversely, when there is no external electron supply, it takes on color and then becomes colored when electrons are lost. When supplied and reduced or oxidized by losing electrons, the color disappears.
전기 변색소자는 건축용 창유리나 자동차 미러의 광 투과도 또는 반사도를 조절하는 용도로 이용되고 있으며, 최근에는 가시광선 영역에서의 색 변화 뿐만 아니라 적외선 차단효과까지 있다는 것이 알려지면서 에너지 절약형 제품으로의 응용 가능성에 대해서도 큰 관심을 받고 있다.Electrochromic devices are used to control the light transmittance or reflectivity of architectural window glass or automobile mirrors, and as it has recently become known that they not only change color in the visible light region but also have an infrared blocking effect, their potential application as energy-saving products has increased. It is also receiving great attention.
전기변색소자는 소정 간격의 투명 기판사이에 전극층, 전기 변색층, 전해질층이 순차적으로 적층되어 외부 전원공급에 의하여 전기 변색층이 변색된다. 이와 같은 전기 변색층은 산화, 환원 반응에 의해 변색되는데, 사용되는 변색물질에 따라 변색 응답속도나 변색범위와 같은 변색성능이 제한된다.An electrochromic device consists of an electrode layer, an electrochromic layer, and an electrolyte layer sequentially stacked between transparent substrates at predetermined intervals, and the electrochromic layer changes color when an external power supply is supplied. This electrochromic layer changes color through oxidation and reduction reactions, and color change performance, such as color change response speed and color change range, is limited depending on the color change material used.
전기변색소자의 투과율 조정은 일반적으로 외부의 전원을 직접 연결하여 전기를 공급하는 방식을 사용한다. 전기변색소자 설치 시 전기변색소자 각각에 외부 전원을 연결하는 배선 시공작업으로 원가가 상승하는 문제점을 가지고 있으며, 전기변색소자 시공 후에도 유지 보수가 어렵다. The transmittance of an electrochromic device is generally adjusted by directly connecting an external power source to supply electricity. When installing an electrochromic device, there is a problem of increased cost due to the wiring construction work that connects an external power source to each electrochromic device, and maintenance is difficult even after the electrochromic device is installed.
따라서, 종래의 전기변색소자를 포함하는 장치 운용 시 외부 전원을 연결하는 배선 시공작업으로 인한 문제를 해결할 수 있는 방안에 대한 연구 개발의 필요성이 있다.Therefore, there is a need for research and development on ways to solve problems caused by wiring construction work to connect an external power source when operating a device containing a conventional electrochromic device.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기변색소자로 전원을 공급하기 위한 배선 구조를 제거하고, 무선으로 전력을 공급하는 방식을 도입하여, 간단한 구조로 사용 편의성을 높인 전기변색소자 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The present invention was created in consideration of the above circumstances, and the purpose of the present invention is to eliminate the wiring structure for supplying power to the electrochromic device and to introduce a method of supplying power wirelessly, thereby improving convenience of use with a simple structure. The object is to provide an improved electrochromic device driving device and method.
또한, 본 발명의 목적은 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 산출하고, 무선으로 전력을 공급하여, 전기변색소자의 구동을 위한 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 전기변색소자 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다. In addition, the object of the present invention is to calculate the amount of power required to change the level of color change in the electrochromic device, supply power wirelessly, and drive the electrochromic device that can efficiently use the power for driving the electrochromic device. To provide a device and method.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치는, 전기변색소자의 투과율을 조정하기 위해 상기 전기변색소자에 무선으로 전원을 공급하는 전기변색소자 구동 장치로서, 상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력을 전원 공급 요청 신호에 따라 무선으로 송신하는 무선 전원 공급부, 및 상기 전기변색소자에 인가할 전력량 정보를 갖는 상기 전원 공급 요청 신호를 상기 무선 전원 공급부에 송신하며, 상기 무선 전원 공급부로부터 송신되는 소정 크기의 전력량을 수신하여 적어도 일부를 상기 전기변색소자에 인가하는 무선 전원 수신부를 포함한다. The electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention is an electrochromic device driving device that wirelessly supplies power to the electrochromic device to adjust the transmittance of the electrochromic device, and is used to remove color of the electrochromic device. A wireless power supply unit that wirelessly transmits the required power according to a power supply request signal, and transmits the power supply request signal with information on the amount of power to be applied to the electrochromic element to the wireless power supply unit, and is transmitted from the wireless power supply unit. It includes a wireless power receiver that receives a predetermined amount of power and applies at least a portion of it to the electrochromic element.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 공급부는, 상기 무선 전원 수신부의 전원 공급 요청 신호를 수신하는 충전신호 수신기, 상기 전원 공급 요청 신호에 따른 전력을 상기 무선 전원 수신부로 송신하기 위해 직류 전력을 공진 주파수 신호로 변환하여 증폭시키는 DC/RF 증폭기, 및 변환된 상기 공진 주파수 신호를 상기 무선 전원 수신부로 송신하는 송신 공진기를 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power supply unit is a charging signal receiver that receives a power supply request signal from the wireless power receiver, and converts direct current power into a resonant frequency signal to transmit power according to the power supply request signal to the wireless power receiver. It may include a DC/RF amplifier that converts and amplifies the signal, and a transmission resonator that transmits the converted resonant frequency signal to the wireless power receiver.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부는, 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 송신하는 충전신호 송신기, 상기 무선 전원 공급부로부터 전송되는 공진 주파수 신호를 수신하는 수신 공진기, 상기 수신 공진기에서 수신한 공진 주파수 신호를 직류 전력으로 변환하고, 직류 전력의 크기를 증폭시키는 RF/DC 증폭기, 및 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화 요청 신호에 따라 전력을 송수신 시키며, 수신된 전력이 상기 전기변색소자로 인가되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver includes a charging signal transmitter that transmits a power supply request signal to the wireless power supply, a receiving resonator that receives a resonance frequency signal transmitted from the wireless power supply, and a resonance received from the receiving resonator. An RF/DC amplifier converts a frequency signal into direct current power and amplifies the magnitude of the direct current power, and transmits and receives power according to a request signal for a change in the level of color of the electrochromic element. The received power is transmitted to the electrochromic element. It may include a control unit that controls it to be applied.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 공급부는, 상기 충전신호 수신기에서 수신한 전원 공급 요청 신호를 분석하여, 상기 전기변색소자의 착탈색에 필요한 전력량을 계산하는 전력량 산출부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power supply unit may further include a power calculation unit that analyzes the power supply request signal received from the charging signal receiver and calculates the amount of power required to attach or detach the color of the electrochromic element.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부는, 상기 전기변색소자에 인가되는 전류 또는 전압의 극성을 전환하는 극성 전환 스위치를 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver may include a polarity change switch that switches the polarity of the current or voltage applied to the electrochromic element.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위한 전압 세기 또는 전류 세기로부터 필요한 전력량을 산출하여, 상기 충전신호 송신기가 전원 공급 요청 신호를 송신하도록 제어할 수 있다. In one embodiment, the control unit may calculate the amount of power required from the voltage intensity or current intensity for changing the level of the color change of the electrochromic device and control the charging signal transmitter to transmit a power supply request signal.
일 실시예에서, 상기 전기변색소자 구동 장치는, 하나 이상의 상기 무선 전원 수신부에 상기 전기변색소자의 착탈색에 관한 특정 명령 신호를 무선으로 전송하는 메인 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the electrochromic device driving device may further include a main controller that wirelessly transmits a specific command signal regarding attachment or detachment of the electrochromic device to one or more wireless power receivers.
일 실시예에서, 상기 메인 컨트롤러는, 복수의 전기변색소자 중 착탈색의 레벨을 변화시키고자 하는 전기변색소자를 선택하여, 해당 전기변색소자에 대한 특정 명령 신호를 생성하는 통합 제어부, 및 상기 통합 제어부에서 생성된 특정 명령 신호를 해당 전기변색소자와 연결된 무선 전원 수신부로 전송하는 무선 송신기를 포함할 수 있다. In one embodiment, the main controller includes an integrated control unit that selects an electrochromic device for which the level of color change is desired among a plurality of electrochromic devices and generates a specific command signal for the electrochromic device, and the integrated It may include a wireless transmitter that transmits a specific command signal generated by the control unit to a wireless power receiver connected to the corresponding electrochromic element.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부는, 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 저장하는 전력 저장부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver may further include a power storage unit that stores power received from the wireless power supply unit.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전력 저장부의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 상기 충전신호 송신기가 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. In one embodiment, the control unit may control the charging signal transmitter to transmit a power supply request signal to the wireless power supply unit when the charge amount of the power storage unit is less than a preset value.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전기변색소자의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 상기 전력 저장부의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 상기 충전신호 송신기가 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. In one embodiment, when a signal for changing the color change level of the electrochromic element is input, the control unit calculates the amount of additional power required from the current charge amount of the power storage unit, and transmits the charge signal transmitter to the wireless power supply unit. It can be controlled to transmit a power supply request signal.
일 실시예에서, 상기 전원 공급 요청 신호는 상기 무선 전원 공급부에서 상기 무선 전원 수신부로 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함하며, 상기 전력량은 상기 전기변색소자의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상이 될 수 있다. In one embodiment, the power supply request signal includes information about the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting from the wireless power supply unit to the wireless power receiver, and the amount of power is aimed at attaching or removing the color of the electrochromic element. It can be more than the minimum amount of active power to change to a level.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 방법은, 전기변색소자의 투과율을 조정하기 위해 상기 전기변색소자에 무선으로 전원을 송수신하는 무선 전원 공급부와 무선 전원 수신부를 이용한 전기변색소자 구동 방법으로서, 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 무선 전원 수신부가 상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력량을 산출하여, 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 송신하는 단계, 상기 전원 공급 요청 신호에 따라 상기 무선 전원 공급부가 소정 크기의 전력량을 상기 무선 전원 수신부로 송신하는 단계, 및 상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력의 적어도 일부를 상기 전기변색소자로 인가하여 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨을 변화시키는 단계를 포함한다. A method of driving an electrochromic device according to an embodiment of the present invention is a method of driving an electrochromic device using a wireless power supply and a wireless power receiver for wirelessly transmitting and receiving power to the electrochromic device in order to adjust the transmittance of the electrochromic device. , when a signal for changing the level of the color change of the electrochromic device is input, the wireless power receiver calculates the amount of power required for the color change of the electrochromic device, and transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit. , the wireless power supply unit transmitting a predetermined amount of power to the wireless power receiver according to the power supply request signal, and the wireless power receiver transmits at least a portion of the power received from the wireless power supply unit to the electrochromic element. It includes a step of changing the level of color attachment and detachment of the electrochromic device by applying the color changer.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 별로 요구되는 전류 세기 또는 전압 세기로 변환하여 상기 전기변색소자로 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver further includes converting the power received from the wireless power supply into a current intensity or voltage intensity required for each level of color change of the electrochromic device and applying it to the electrochromic device. can do.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부가 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력의 극성을 변환하여 상기 전기변색소자로 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver may further include converting the polarity of the power received from the wireless power supply and applying it to the electrochromic device to change the level of color change of the electrochromic device.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부가 송신하는 상기 전원 공급 요청 신호는, 상기 무선 전원 공급부에서 상기 무선 전원 수신부로 전력을 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함하며, 상기 전력량은 상기 전기변색소자의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상이 될 수 있다. In one embodiment, the power supply request signal transmitted by the wireless power receiver includes information about the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting power from the wireless power supply to the wireless power receiver, and the amount of power may be greater than or equal to the minimum amount of active power required to change the color combination of the electrochromic device to a target level.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 전력 저장부에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the wireless power receiver may further include storing the power received from the wireless power supply in a power storage unit.
일 실시예에서, 상기 무선 전원 수신부는 상기 전기변색소자의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 상기 전력 저장부의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, when a signal for changing the color change level of the electrochromic element is input, the wireless power receiver calculates the amount of additional power required from the current charge amount of the power storage unit and sends a power supply request signal to the wireless power supply unit. It may further include the step of transmitting.
일 실시예에서, 상기 전력 저장부의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 상기 무선 전원 수신부는 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, if the charge amount of the power storage unit is less than a preset value, the wireless power receiver may further include transmitting a power supply request signal to the wireless power supply unit.
본 발명에 따른 전기변색소자 구동 장치 및 방법은, 전기변색소자에 전원을 공급하기 위한 배선 시공작업을 제거할 수 있으므로, 시공작업으로 인한 설치비용의 원가 상승을 억제할 수 있으며, 전기변색소자의 시공 후에도 유지 보수 작업을 용이하게 실행할 수 있는 효과가 있다. The electrochromic device driving device and method according to the present invention can eliminate the wiring construction work for supplying power to the electrochromic device, thereby suppressing the increase in installation costs due to construction work and the electrochromic device. This has the effect of allowing maintenance work to be easily performed even after construction.
또한, 본 발명에 따른 전기변색소자 구동 장치 및 방법은, 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 산출하고, 무선으로 전력을 공급하여 전기변색소자를 구동시킴으로써, 사용 편의성을 높이고 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the electrochromic device driving device and method according to the present invention increases convenience of use by calculating the amount of power required to change the level of color change of the electrochromic device and supplying power wirelessly to drive the electrochromic device. It has the effect of preventing unnecessary power waste.
또한, 본 발명에 따른 전기변색소자 구동 장치 및 방법은, 전기변색소자의 착탈색의 레벨을 외부에서 메인 컨트롤러를 통해 제어할 수 있으며, 하나의 메인 컨트롤러를 통해 다수의 전기변색소자의 구동을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다. In addition, the electrochromic device driving device and method according to the present invention can control the level of color change of the electrochromic device from the outside through the main controller, and it is easy to drive multiple electrochromic devices through one main controller. There is an effect that can be controlled.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 무선 전원 공급부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 무선 전원 수신부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 메인 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시한 전기변색소자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자 구동 방법을 도시한 순서도이다. Figure 1 is a block diagram showing an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a wireless power supply unit of an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a wireless power receiver of an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an electrochromic device driving device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the main controller of FIG. 4.
Figure 6 is a cross-sectional view of the electrochromic device shown in Figure 1.
Figure 7 is a flowchart showing a method of driving an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart showing a method of driving an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치를 도시한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전기변색소자 구동 장치(100)는 전기변색소자(10)의 투과율을 조정하기 위해 전기변색소자(10)에 무선으로 전원을 공급하며, 무선 전원 공급부(200) 및 무선 전원 수신부(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the electrochromic device driving device 100 wirelessly supplies power to the electrochromic device 10 to adjust the transmittance of the electrochromic device 10, and the wireless power supply unit 200 and the wireless power supply. Includes a receiving unit 300.
무선 전원 공급부(200)는 무선 전원 수신부(300)에서 전송되는 전원 공급 요청 신호에 따라 전기변색소자(10)의 착탈색에 소요되는 전력을 무선으로 무선 전원 수신부(300)로 송신한다. The wireless power supply unit 200 wirelessly transmits the power required for attaching or decolorizing the electrochromic element 10 to the wireless power receiver 300 according to a power supply request signal transmitted from the wireless power receiver 300.
무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 레벨 변화를 위한 전력 크기를 산출하여, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송한다. When a signal for changing the level of the color change of the electrochromic element 10 is input, the wireless power receiving unit 300 calculates the power level for the level change and transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit 200. .
일 실시예에서, 전원 공급 요청 신호는 무선 전원 수신부(300)로부터 무선 전원 공급부(200)로 전송되는 방식이 아니라, 사용자에 의해 전원 공급 요청 신호가 무선 전원 공급부(200)로 직접 입력될 수 있다. In one embodiment, the power supply request signal is not transmitted from the wireless power receiver 300 to the wireless power supply unit 200, but the power supply request signal may be directly input to the wireless power supply unit 200 by the user. .
또한, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)와 전자기적 상호 작용을 통해 소정 크기의 전력량을 수신하여, 적어도 일부를 전기변색소자(10)로 인가한다. Additionally, the wireless power receiver 300 receives a predetermined amount of power through electromagnetic interaction with the wireless power supply unit 200 and applies at least a portion of it to the electrochromic element 10.
무선 전원 공급부(200)와 무선 전원 수신부(300)는 무선 신호가 도달할 수 있는 거리 내에서 예를 들어, 1m 이상 이격되어 설치될 수 있으며, 본 발명의 전기변색소자 구동 장치(100)는 전기변색소자(10)에 전압 또는 전류를 인가하기 위한 전선을 배설할 필요가 없으므로, 전기변색소자(10)가 채용된 창호 등의 설치가 용이하며, 외적으로 디자인이 간소하며 미려하게 구성될 수 있다. The wireless power supply unit 200 and the wireless power receiver 300 can be installed at a distance of, for example, 1 m or more within a distance that the wireless signal can reach, and the electrochromic device driving device 100 of the present invention uses electricity. Since there is no need to lay a wire for applying voltage or current to the color changing element 10, it is easy to install windows and doors employing the electrochromic element 10, and the external design is simple and can be configured beautifully. .
본 발명의 전기변색소자 구동 장치(100)는, 2 이상의 착탈색 레벨을 갖는 전기변색소자(10)에 무선으로 전원을 공급할 수 있다. The electrochromic device driving device 100 of the present invention can wirelessly supply power to the electrochromic device 10 having two or more color combination levels.
예를 들어, 전기변색소자(10)는 착탈색의 레벨 1에서 투과율이 70%이며, 레벨 2에서 투과율이 50%이고, 레벨 3에서 투과율이 30%이고, 레벨 4에서 투과율이 10%가 될 수 있다. 전기변색소자(10)가 착색되면, 레벨 1에서 레벨 4 방향으로 투과율이 감소하며, 전기변색소자(10)가 탈색되면, 레벨 4에서 레벨 1 방향으로 투과율이 증가할 수 있다. For example, the electrochromic element 10 has a transmittance of 70% at level 1 of removable color, a transmittance of 50% at level 2, a transmittance of 30% at level 3, and a transmittance of 10% at level 4. You can. When the electrochromic device 10 is colored, the transmittance may decrease from level 1 to level 4, and when the electrochromic device 10 is discolored, the transmittance may increase from level 4 to level 1.
전기변색소자(10)가 착색되기 위해 정전압이 걸리며, 레벨 1에서 레벨 4까지 각각의 레벨로 변화하기 위한 전압 세기는 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 레벨 1에서 레벨 2로 변하기 위한 정전압 크기 변화는 0.5V인데 반해, 레벨 2에서 레벨 3로 변하기 위한 정전압 크기 변화는 0.7V가 될 수 있다. A constant voltage is applied to color the electrochromic element 10, and the voltage intensity for changing each level from level 1 to level 4 may be configured differently. For example, the constant voltage change for changing from level 1 to level 2 is 0.5V, while the constant voltage change for changing from level 2 to level 3 may be 0.7V.
한편, 전기변색소자(10)가 탈색되기 위해 역전압이 걸리며, 레벨 4에서 레벨 1까지 각각의 레벨로 변화하기 위한 전압 세기는 상이하게 구성될 수 있다. 일반적으로, 전기변색소자(10)가 착색된 상태에서 탈색시키기 위해서는 더 큰 전압이 필요하다. Meanwhile, a reverse voltage is applied to decolorize the electrochromic element 10, and the voltage intensity for changing each level from level 4 to level 1 may be configured differently. Generally, a larger voltage is required to discolor the electrochromic element 10 in a colored state.
예를 들어, 레벨 3에서 레벨 4로 변화시키기 위해 필요한 정전압 크기의 절대값은 레벨 4에서 레벨 3로 변화시키기 위해 필요한 역전압 크기의 절대값보다 작다. 따라서, 레벨 3에서 레벨 4로 변화를 요청하는 전원 공급 요청 신호에 포함되는 전력량 정보와, 레벨 4에서 레벨 3로 변화를 요청하는 전원 공급 요청 신호에 포함된 전력량 정보는 상이하게 구성될 수 있다.For example, the absolute value of the constant voltage required to change from level 3 to level 4 is smaller than the absolute value of the reverse voltage required to change from level 4 to level 3. Accordingly, the power amount information included in the power supply request signal requesting a change from level 3 to level 4 and the power amount information included in the power supply request signal requesting a change from level 4 to level 3 may be configured differently.
본 명세서에 기재된 전기변색소자의 착탈색 레벨의 개수, 투과율, 전압 크기의 구체적 수치 등은 본 발명의 이해를 위한 예시적인 것으로, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다. The specific values of the number of color combination levels, transmittance, and voltage magnitude of the electrochromic device described in this specification are illustrative for understanding the present invention, and the spirit of the present invention is not limited thereto.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 무선 전원 공급부의 구성을 도시한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a wireless power supply unit of an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 무선 전원 공급부(200)는 충전신호 수신기(210), DC/RF 증폭기(230) 및 송신 공진기(240)를 포함하며, 선택적으로 AC/DC 변환기(220) 및/또는 전력량 산출부(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the wireless power supply unit 200 includes a charging signal receiver 210, a DC/RF amplifier 230, and a transmission resonator 240, and optionally an AC/DC converter 220 and/or power It may include a calculation unit 250.
충전신호 수신기(210)는 무선 전원 수신부(300)로부터 무선으로 전달되는 전원 공급 요청 신호를 수신하며, 전송에 필요한 전력량 정보를 획득한다. The charging signal receiver 210 receives a power supply request signal transmitted wirelessly from the wireless power receiver 300 and obtains information on the amount of power required for transmission.
충전신호 수신기(210)는 무선 전원 수신부(300)와 예를 들어, NFC(Near Field Communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스, WiFi, Z-Wave, Neul, Sigfox, LoRaWaN, UWB(ultra-wideband) 또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 알고리즘 등을 이용하여 통신을 실행할 수 있으며, 통신 방식은 이에 제한되지 않는다.The charging signal receiver 210 includes a wireless power receiver 300 and, for example, NFC (Near Field Communication), Zigbee communication, infrared communication, visible light communication, Bluetooth, WiFi, Z-Wave, Neul, Sigfox, LoRaWaN, UWB. Communication can be performed using (ultra-wideband) or CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) algorithms, and the communication method is not limited to this.
AC/DC 변환기(220)는 무선 전원 수신부(300)로 전력을 송신하기 위해 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에서, 전기변색소자 구동 장치(100)에 교류 전력이 아닌 직류 전력이 입력되면, 전기변색소자 구동 장치(100)는 AC/DC 변환기(220)를 포함하지 않을 수 있다.The AC/DC converter 220 converts alternating current power into direct current power to transmit power to the wireless power receiver 300. In one embodiment of the present invention, when direct current power rather than alternating current power is input to the electrochromic device driving device 100, the electrochromic device driving device 100 may not include the AC/DC converter 220.
DC/RF 증폭기(230)는 직류 전력을 공진 주파수 신호로 변환하여 증폭시킨다. DC/RF 증폭기(230)와 송신 공진기(240)의 회로 구조에 따라 무선 주파수 값은 변경 설계될 수 있으며, 전기변색소자(10)에 인가되는 저전력을 송신하는데 적합한 무선 주파수 값이 선택될 수 있다.The DC/RF amplifier 230 converts direct current power into a resonant frequency signal and amplifies it. The radio frequency value may be designed to change depending on the circuit structure of the DC/RF amplifier 230 and the transmission resonator 240, and a radio frequency value suitable for transmitting low power applied to the electrochromic element 10 may be selected. .
DC/RF 증폭기(230)는 직류 전력을 미리 설정된 공진 주파수 신호로 변환하도록 회로 상의 이득(gain)과 위상(phase) 값들을 보정할 수 있다. The DC/RF amplifier 230 may correct gain and phase values in the circuit to convert direct current power into a preset resonant frequency signal.
송신 공진기(240)는 DC/RF 증폭기(230)에서 변환된 공진 주파수 신호를 무선 전원 수신부(300)로 송신한다. 송신 공진기(240)는 공진 주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진 주파수로 설계된 수신 공진기(320)에 에너지가 집중되도록 전달한다. The transmission resonator 240 transmits the resonant frequency signal converted by the DC/RF amplifier 230 to the wireless power receiver 300. The transmitting resonator 240 generates a magnetic field that oscillates at a resonant frequency and transfers the energy to the receiving resonator 320 designed at the same resonant frequency so that the energy is concentrated.
본 발명의 일 실시예에서, 송신 공진기(240)와 충전신호 수신기(210)는 일체로 구성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the transmission resonator 240 and the charging signal receiver 210 may be integrated.
전력량 산출부(250)는 충전신호 수신기(210)에서 수신한 전원 공급 요청 신호를 분석하여, 무선 전원 수신부(300)로 전송하는데 필요한 전력량을 계산한다. 전력량 계산 시, 무선 전원 공급부(200)에서 무선 전원 수신부(300)로 전력을 무선으로 전송하면서 발생 가능한 전력 손실량이 보정될 수 있으며, 전력 크기, 전송 시간 간격, 무선 주파수 값 등이 산출될 수 있다. The power amount calculation unit 250 analyzes the power supply request signal received from the charging signal receiver 210 and calculates the amount of power required to transmit it to the wireless power receiver 300. When calculating the amount of power, the amount of power loss that may occur while wirelessly transmitting power from the wireless power supply unit 200 to the wireless power receiver 300 can be corrected, and the power size, transmission time interval, radio frequency value, etc. can be calculated. .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 무선 전원 수신부의 구성을 도시한 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a wireless power receiver of an electrochromic device driving device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 무선 전원 수신부(300)는 충전신호 송신기(310), 수신 공진기(320), RF/DC 증폭기(330) 및 제어부(340)를 포함하며, 선택적으로, DC/DC 컨버터(350), 극성 전환 스위치(360) 및/또는 전력 저장부(370)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the wireless power receiver 300 includes a charging signal transmitter 310, a reception resonator 320, an RF/DC amplifier 330, and a control unit 340, and optionally, a DC/DC converter ( 350), a polarity switch 360, and/or a power storage unit 370.
충전신호 송신기(310)는 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 송신한다. 전원 공급 요청 신호는 전기변색소자(10)에 인가할 전력량 정보를 포함한다.The charging signal transmitter 310 transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit 200. The power supply request signal includes information on the amount of power to be applied to the electrochromic device 10.
또한, 전원 공급 요청 신호는 전력 크기, 전송 시간 간격 등의 정보를 포함할 수 있으며, 전력 전송을 지속시키거나 차단시키는 제어 신호가 될 수 있다. Additionally, the power supply request signal may include information such as power size and transmission time interval, and may be a control signal that continues or blocks power transmission.
또한, 전원 공급 요청 신호는 무선 전원 공급부(200)에서 무선 전원 수신부(300)로 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 전력량은 전기변색소자의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상이 될 수 있다. In addition, the power supply request signal may include information about the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting from the wireless power supply unit 200 to the wireless power receiver 300, and the amount of power is used to remove the color of the electrochromic element. It may be more than the minimum amount of active power required to change to the target level.
전기변색소자(10)의 착탈색은 레벨 별로 상이한 전류 또는 전압이 인가되며, 하나의 레벨에서 다른 레벨로 변경시킬 때 요구되는 전류 세기 또는 전압 세기가 변할 수 있다. When changing the color of the electrochromic element 10, different currents or voltages are applied for each level, and the required current or voltage intensity may change when changing from one level to another.
예를 들어, 전기변색소자의 착탈색을 레벨 1에서 레벨 2로 변경시킬 때와, 레벨 2에서 레벨 3으로 변경시킬 때 필요한 전류 세기 또는 전압 세기는 다르다. 따라서, 전원 공급 요청 신호는 전기변색소자(10)의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상의 전력량을 무선 전원 공급부(200)가 무선 전원 수신부(300)로 전송하도록 요청할 수 있다.For example, the current or voltage intensity required when changing the color combination of an electrochromic device from level 1 to level 2 and from level 2 to level 3 are different. Accordingly, the power supply request signal may request that the wireless power supply unit 200 transmit to the wireless power receiver 300 an amount of power equal to or greater than the minimum effective power required to change the color change of the electrochromic element 10 to the target level.
수신 공진기(320)는 송신 공진기(240)의 공진 주파수와 공진하여 공진 주파수 신호를 수신한다. 송신 공진기(240)와 수신 공진기(320) 간의 이격 거리, 주변의 무선 주파수 환경 등에 따라 공진에 사용되는 주파수 값이 변경될 수 있다. The receiving resonator 320 resonates with the resonant frequency of the transmitting resonator 240 and receives a resonant frequency signal. The frequency value used for resonance may change depending on the separation distance between the transmitting resonator 240 and the receiving resonator 320, the surrounding radio frequency environment, etc.
RF/DC 증폭기(330)는 수신 공진기(320)에서 수신한 공진 주파수 신호를 직류 전력으로 변환하고, 직류 전력의 크기를 증폭시킨다. RF/DC 증폭기(330)는 직류 전력의 크기를 미리 설정된 이득(gain)에 따라 증가시켜서 출력한다. 이득은 1 이상의 값을 갖는다. The RF/DC amplifier 330 converts the resonant frequency signal received from the receiving resonator 320 into direct current power and amplifies the magnitude of the direct current power. The RF/DC amplifier 330 increases the amount of direct current power according to a preset gain and outputs it. Gain has a value greater than 1.
제어부(340)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화 요청 신호에 따라 전력을 송수신시키며, 수신된 전력이 전기변색소자(10)로 인가되도록 제어한다. The control unit 340 transmits and receives power according to a request signal for a change in the level of the color change of the electrochromic device 10, and controls the received power to be applied to the electrochromic device 10.
또한, 제어부(340)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 전압 세기 또는 전류 세기로부터 필요한 전력량을 산출하여, 충전신호 송신기(310)가 전원 공급 요청 신호를 송신하도록 제어할 수 있다. In addition, the control unit 340 can calculate the amount of power required from the voltage intensity or current intensity for changing the level of the color change of the electrochromic element 10, and control the charging signal transmitter 310 to transmit a power supply request signal. there is.
DC/DC 컨버터(350)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 별로 요구되는 전력 크기로 전력을 변환한다. DC/DC 컨버터(350)는 정류된 전력을 미리 설정된 이득(gain)으로 변환할 수 있다. The DC/DC converter 350 converts power to the required power level for each level of color change of the electrochromic element 10. The DC/DC converter 350 can convert the rectified power to a preset gain.
DC/DC 컨버터(350)는 입력단의 전압에 이득(gain)을 적용하여 미리 설정된 출력단의 전압이 되도록 정류된 전압을 변환할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터(350)의 입력단에는 인가될 수 있는 전압의 최소값 또는 최대값이 미리 설정될 수 있다. DC/DC 컨버터(350)에서 변환된 전력은 일정한 전류 또는 전압 형태로 전기변색소자(10)에 인가될 수 있다.The DC/DC converter 350 can convert the rectified voltage to a preset output voltage by applying gain to the voltage at the input terminal. Meanwhile, the minimum or maximum voltage that can be applied to the input terminal of the DC/DC converter 350 may be set in advance. The power converted by the DC/DC converter 350 may be applied to the electrochromic element 10 in the form of a constant current or voltage.
극성 전환 스위치(360)는 전기변색소자(10)에 인가되는 전류 또는 전압의 극성을 전환한다. 극성 전환 스위치(360)는 제어부(340)의 제어에 따라 동작할 수 있으며, 전기변색소자(10)에 인가되는 전류 또는 전압의 방향을 변경할 수 있다. The polarity change switch 360 switches the polarity of the current or voltage applied to the electrochromic element 10. The polarity change switch 360 may operate under the control of the control unit 340 and change the direction of the current or voltage applied to the electrochromic element 10.
예를 들어, 극성 전환 스위치(360)는 전기변색소자(10)를 착색시키고자 하는 경우, 정전압이 인가되도록 전기변색소자(10)의 극성을 형성하고, 전기변색소자(10)를 탈색시키고자 하는 경우, 역전압이 인가되도록 전기변색소자(10)의 극성을 전환한다.For example, when it is desired to color the electrochromic device 10, the polarity conversion switch 360 forms the polarity of the electrochromic device 10 so that a constant voltage is applied and decolorizes the electrochromic device 10. In this case, the polarity of the electrochromic element 10 is switched so that the reverse voltage is applied.
전력 저장부(370)는 무선 전원 수신부(300)에서 수신한 전력을 저장한다. 전력 저장부(370)는 복수 회 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성할 수 있다. The power storage unit 370 stores power received from the wireless power receiver 300. The power storage unit 370 may be composed of a secondary battery that can be charged and discharged multiple times.
전력 저장부(370)는, 예를 들어, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지, 용융염 전지, 알카라인 전지 등이 될 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 충방전 속도, 전지 용량 등을 고려하여 다양한 형태의 전지가 적용될 수 있다. The power storage unit 370 may be, for example, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, a molten salt battery, an alkaline battery, etc., but is not limited thereto, taking into account charge/discharge speed, battery capacity, etc. Therefore, various types of batteries can be applied.
전력 저장부(370)의 충전량은 미리 설정된 소정 범위 내에서 유지되도록 제어부(340)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(340)는 전력 저장부(370)의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 충전신호 송신기(310)가 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송하여 무선 전원 수신부(300)가 전력을 수신하도록 제어할 수 있다. The charge amount of the power storage unit 370 may be controlled by the control unit 340 to be maintained within a predetermined range. If the charge amount of the power storage unit 370 is less than or equal to a preset value, the control unit 340 causes the charging signal transmitter 310 to transmit a power supply request signal to the wireless power supply unit 200 so that the wireless power receiver 300 supplies power. You can control what you receive.
또한, 제어부(340)는 전력 저장부(370)의 충전량이 미리 설정된 값 이상이면, 충전신호 송신기(310)가 무선 전원 공급부(200)로 전력 공급을 중단시키는 요청 신호를 전송하여, 무선 전원 수신부(300)로 전송되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다.In addition, if the charging amount of the power storage unit 370 is more than a preset value, the control unit 340 transmits a request signal to the charging signal transmitter 310 to stop power supply to the wireless power supply unit 200, and the wireless power receiver 200 The power transmitted to (300) can be controlled to be blocked.
전력 저장부(370)의 충전량으로 미리 설정되는 값은 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화에 필요한 최소값 또는 최대값이 될 수도 있다. 예를 들어, 전기변색소자(10)의 착탈색을 레벨 1에서 레벨 2로 변화시키는데 필요한 전력량이 레벨 변화에 필요한 최소값이 될 수 있으며, 전기변색소자(10)의 착탈색을 레벨 4에서 레벨 1로 변화시키는데 필요한 전력량이 레벨 변화에 필요한 최대값이 될 수 있다. The value preset as the charge amount of the power storage unit 370 may be the minimum or maximum value required to change the level of the color change of the electrochromic element 10. For example, the amount of power required to change the color change of the electrochromic element 10 from level 1 to level 2 may be the minimum value required for the level change, and the amount of power required to change the color change of the electrochromic element 10 from level 4 to level 1 may be the minimum required for the level change. The amount of power required to change the level may be the maximum value required for the level change.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(340)는 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 전력 저장부(370)의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 충전신호 송신기(310)가 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when a signal for changing the color change level of the electrochromic element 10 is input, the control unit 340 calculates the amount of additional power required from the current charge amount of the power storage unit 370 and charges the battery. The signal transmitter 310 can be controlled to transmit a power supply request signal to the wireless power supply unit 200.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이며, 도 5는 도 4의 메인 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an electrochromic device driving device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the main controller of FIG. 4.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전기변색소자 구동 장치(100)는 하나 이상의 무선 전원 공급부(200), 하나 이상의 무선 전원 수신부(300), 및 메인 컨트롤러(400)를 포함한다. Referring to FIGS. 4 and 5 , the electrochromic device driving device 100 includes one or more wireless power supply units 200, one or more wireless power receivers 300, and a main controller 400.
본 실시예에서, 메인 컨트롤러(400)는 하나 이상의 무선 전원 수신부(300)의 구동을 제어할 수 있다. In this embodiment, the main controller 400 may control the operation of one or more wireless power receivers 300.
무선 전원 공급부(200)는 무선 전원 수신부(300)에서 전송되는 전원 공급 요청 신호에 따라 전기변색소자(10)의 착탈색에 소요되는 전압 또는 전류를 인가시키기 위한 전력을 무선으로 무선 전원 수신부(300)로 송신한다. The wireless power supply unit 200 wirelessly supplies power to apply the voltage or current required to attach or remove the color of the electrochromic element 10 according to a power supply request signal transmitted from the wireless power receiver 300. ) and send it to
무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 레벨 변화를 위한 전력 크기를 산출하여, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송한다. When a signal for changing the level of the color change of the electrochromic element 10 is input, the wireless power receiving unit 300 calculates the power level for the level change and transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit 200. .
또한, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)와 전자기적 상호 작용을 통해 소정 크기의 전력량을 수신하여, 전기변색소자(10)로 인가한다. Additionally, the wireless power receiver 300 receives a predetermined amount of power through electromagnetic interaction with the wireless power supply unit 200 and applies it to the electrochromic element 10.
메인 컨트롤러(400)는 무선 전원 수신부(300)의 제어부(340)에 특정 명령 신호를 무선으로 전송한다. The main controller 400 wirelessly transmits a specific command signal to the control unit 340 of the wireless power receiver 300.
메인 컨트롤러(400)는 복수개의 전기변색소자(10)에 각각 연결된 무선 전원 수신부(300)의 제어부(340)를 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 메인 컨트롤러(400)를 통해 복수개의 전기변색소자(10)의 착탈색 변화를 개별적으로 제어할 수 있으므로, 사용의 편의성을 높일 수 있다.The main controller 400 can individually control the control unit 340 of the wireless power receiver 300 connected to each of the plurality of electrochromic elements 10. Accordingly, the user can individually control the change in color of the plurality of electrochromic elements 10 through the main controller 400, thereby increasing convenience of use.
도 5에서, 메인 컨트롤러(400)는 AC/DC 변환기(410), 통합 제어부(420) 및 무선 송신기(430)를 포함한다. In Figure 5, the main controller 400 includes an AC/DC converter 410, an integrated control unit 420, and a wireless transmitter 430.
AC/DC 변환기(410)는 무선 전원 수신부(300)로 특정 명령 신호를 전송하기 위해 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에서, 메인 컨트롤러(400)에 교류 전력이 아닌 직류 전력이 입력되면, 메인 컨트롤러(400)는 AC/DC 변환기(410)를 포함하지 않을 수 있다.The AC/DC converter 410 converts alternating current power into direct current power in order to transmit a specific command signal to the wireless power receiver 300. In one embodiment of the present invention, when direct current power rather than alternating current power is input to the main controller 400, the main controller 400 may not include the AC/DC converter 410.
통합 제어부(420)는 복수의 전기변색소자(10) 중 착탈색의 레벨을 변화시키고자 하는 전기변색소자(10)를 선택하여, 해당 전기변색소자(10)에 대한 특정 명령 신호를 생성한다.The integrated control unit 420 selects an electrochromic device 10 whose color change level is to be changed among the plurality of electrochromic devices 10 and generates a specific command signal for the corresponding electrochromic device 10.
여기서, 특정 명령 신호는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 정보, 예를 들어, 필요한 전력량, 전류 또는 전압 세기, 전류 또는 전압의 인가 시간 등의 정보를 포함할 수 있다. Here, the specific command signal may include information for changing the level of the color change of the electrochromic element 10, for example, the amount of power required, the intensity of the current or voltage, and the application time of the current or voltage.
무선 송신기(430)는 통합 제어부(420)에서 생성된 특정 명령 신호를 해당 전기변색소자(10)와 연결된 무선 전원 수신부(300)로 전송한다. The wireless transmitter 430 transmits a specific command signal generated by the integrated control unit 420 to the wireless power receiver 300 connected to the corresponding electrochromic element 10.
무선 전원 수신부(300)는 메인 컨트롤러(400)부터 송신되는 특정 명령 신호를 수신하기 위해 별도의 안테나를 구비할 수 있으며, 신호 수신기가 전술한 충전신호 송신기(310) 또는 수신 공진기(320)와 일체로 형성될 수도 있다.The wireless power receiver 300 may be equipped with a separate antenna to receive a specific command signal transmitted from the main controller 400, and the signal receiver may be integrated with the charging signal transmitter 310 or the receiving resonator 320 described above. It may be formed as
도 6은 도 1에 도시한 전기변색소자의 단면도이다.Figure 6 is a cross-sectional view of the electrochromic device shown in Figure 1.
도 6을 참조하면, 전기변색소자(10)는 투명 기판(20, 80), 전극층(30, 70), 제1 전기변색층(40), 제2 전기 변색측(60) 및 전해질층(50)을 포함한다. Referring to FIG. 6, the electrochromic device 10 includes transparent substrates 20 and 80, electrode layers 30 and 70, a first electrochromic layer 40, a second electrochromic side 60, and an electrolyte layer 50. ) includes.
투명 기판(20, 80)은 태양광이 내부로 투과하도록 광투과율이 95% 이상인 투명 플라스틱이나 유리가 사용될 수 있다. 투명 플라스틱으로는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 트리 아세틸셀룰로오스(TAC)가 사용될 수 있다. 투명 기판(20, 80)은 10㎛~5mm 두께로 형성될 수 있다. The transparent substrates 20 and 80 may be made of transparent plastic or glass with a light transmittance of 95% or more to allow sunlight to pass through. Transparent plastics include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyimide (PI), and triacetylcellulose (TAC). The transparent substrates 20 and 80 may be formed to have a thickness of 10 μm to 5 mm.
전극층(30, 70)은 각각 상부 및 하부 투명 기판(20, 80)의 표면에 형성되어 빛의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있는 투명 전도성 재료로 형성된다. The electrode layers 30 and 70 are formed on the surfaces of the upper and lower transparent substrates 20 and 80, respectively, and are made of a transparent conductive material that allows electricity to flow without interfering with the transmission of light.
전극층(30, 70)은, 예를 들어, ITO, ATO, FTO, IZO, ZnO, 구리 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물과 같은 금속 산화물이 사용될 수 있다. 전극층(30, 70)은 스퍼터링과 같은 공지의 코팅공정을 통해 투명 기판(20, 80)에 박막의 필름형태로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 300nm~1,000nm 두께로 형성될 수 있다. The electrode layers 30 and 70 may be made of metal oxides such as ITO, ATO, FTO, IZO, ZnO, copper oxide, zinc oxide, and titanium oxide. The electrode layers 30 and 70 may be formed in the form of a thin film on the transparent substrates 20 and 80 through a known coating process such as sputtering, and may preferably be formed to a thickness of 300 nm to 1,000 nm.
전기변색층(40, 60)은 전극층(30, 70) 상에 형성되어 공급되는 전원에 의해 주입되는 전하 또는 전해질 이온의 이동에 의해 변색되는 층으로, 제1 전기변색층(40)은 환원되어 변색되는 층이고, 제2 전기변색층(60)은 산화되어 변색되는 층이다. 제1 전기변색층(40)과 제2 전기변색층(60)은 전기신호에 따라 색이 변하는 전기변색 물질을 포함하는데, 유기계 또는 무기계 전기변색 물질일 수 있다. 유기계 전기변색물질로는 비올로겐, 안트라퀴논, 폴리아닐린, 폴리피놀 또는 폴리싸이오펜으로 이루어질 수 있으며, Ti, Nb, Mo, Ta, W, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir 의 산화물 중 하나 이상의 산화물을 무기변색 물질로 포함할 수 있다. 환원 변색물질로는 V2O5, Nb2O5, WO3, TiO2, MoO3, viologen, PEDOT 등이 사용될 수 있으며, 산화 변색물질로는 (NH4)Fe[Fe(CN)6], LiNiOx, LixCoO2, IrO, Rh2O3, NiO, Ir(OH)2, CoO2, ITO 등이 사용될 수 있다. The electrochromic layers 40 and 60 are formed on the electrode layers 30 and 70 and are layers that change color due to the movement of charges or electrolyte ions injected by the supplied power, and the first electrochromic layer 40 is reduced and It is a layer that changes color, and the second electrochromic layer 60 is a layer that changes color by oxidation. The first electrochromic layer 40 and the second electrochromic layer 60 include an electrochromic material that changes color according to an electrical signal, and may be an organic or inorganic electrochromic material. Organic electrochromic materials may be composed of viologen, anthraquinone, polyaniline, polypinol, or polythiophene, and may include Ti, Nb, Mo, Ta, W, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and one or more oxides of Ir may be included as an inorganic discoloring material. Reductive discoloration materials include V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 , TiO 2 , MoO 3 , viologen, and PEDOT, and oxidation discoloration materials include (NH 4 )Fe[Fe(CN) 6 ]. , LiNiOx, LixCoO 2 , IrO, Rh 2 O 3 , NiO, Ir(OH) 2 , CoO 2 , ITO, etc. can be used.
본 명세서에서, 변색물질은 전기화학적 산화, 환원 반응에 의하여 광흡수도가 변화하는 전기변색특성을 갖는 물질이 될 수 있으며, 전압의 인가 여부 및 전압의 세기에 따라 가역적으로 전기변색물질의 전기 화학적 산화, 환원 현상이 일어나고, 이에 의하여 변색물질의 투명도 및 흡광도가 가역적으로 변경될 수 있다. In this specification, the color-changing material may be a material with electrochromic properties in which light absorption changes through electrochemical oxidation and reduction reactions, and the electrochemical properties of the electrochromic material are reversible depending on whether voltage is applied and the intensity of the voltage. Oxidation and reduction phenomena occur, which can reversibly change the transparency and absorbance of the discoloring material.
제1 전기변색층(40) 또는 제2 전기변색층(60)의 형성은 환원물질 또는 산화물질 중 어느 하나를 적층할 영역에 코팅한 후 건조하고 고온소성을 수행하게 되며, 제1 전기변색층(40)과 제2 전기변색층(60) 사이에 전해질층(50)이 삽입될 수 있다. The formation of the first electrochromic layer 40 or the second electrochromic layer 60 involves coating the area to be laminated with either a reducing material or an oxidizing material, followed by drying and firing at a high temperature. An electrolyte layer 50 may be inserted between (40) and the second electrochromic layer (60).
제1 전기변색층(40), 제2 전기변색층(60) 및 전해질층(50)은 전압을 가하면 색상이 변하는 전기변색원리를 이용하여 외부로부터의 전압 인가에 의해 가역적으로 색이 변하거나 투과율이 변하는 소자를 포함한다.The first electrochromic layer 40, the second electrochromic layer 60, and the electrolyte layer 50 use the electrochromic principle of changing color when voltage is applied, and reversibly change color or change transmittance by applying voltage from the outside. This includes changing elements.
제1 전기변색층(40), 제2 전기변색층(60) 및 전해질층(50)의 총 두께는 10 내지 500㎛, 바람직하게는 20 내지 300㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 200㎛일 수 있다. 제1 전기변색층(40), 제2 전기변색층(60) 및 전해질층(50)의 총 두께가 10㎛ 미만인 경우, 제1 전극층(30)과 제2 전극층(70)이 맞닿을 수 있어서, 합선이 될 가능성이 있고, 제1 전기변색층(40), 제2 전기변색층(60) 및 전해질층(50)의 총 두께가 500㎛를 초과하는 경우, 전기전도도가 감소하여 반응 속도가 느려질 수 있다.The total thickness of the first electrochromic layer 40, the second electrochromic layer 60, and the electrolyte layer 50 may be 10 to 500 μm, preferably 20 to 300 μm, and more preferably 50 to 200 μm. there is. When the total thickness of the first electrochromic layer 40, the second electrochromic layer 60, and the electrolyte layer 50 is less than 10㎛, the first electrode layer 30 and the second electrode layer 70 can be in contact with each other. , there is a possibility of short circuit, and if the total thickness of the first electrochromic layer 40, the second electrochromic layer 60, and the electrolyte layer 50 exceeds 500㎛, the electrical conductivity decreases and the reaction rate decreases. It can be slow.
전해질층(50)은 전기 변색층(40, 60)의 변색이나 탈색을 위해 수소 이온이나 리튬 이온의 이동 환경을 제공하는 층으로, 자외선 조사에 따라 경화될 수 있는 액상의 고분자 전해질이 사용될 수 있다. 자외선 경화수지는 PEG계 또는 우레탄계 올리고머, 저분자량의 PEGDMe, PEGDA, 광 또는 열 개시제가 혼합하여 조성될 수 있으며, 여기에 용매에 전해질염이 녹은 액체 전해질이 형성된다.The electrolyte layer 50 is a layer that provides an environment for the movement of hydrogen ions or lithium ions for discoloration or decolorization of the electrochromic layers 40 and 60, and a liquid polymer electrolyte that can be hardened by ultraviolet ray irradiation can be used. . Ultraviolet curing resin can be composed by mixing PEG-based or urethane-based oligomers, low-molecular-weight PEGDMe, PEGDA, and light or thermal initiators, and a liquid electrolyte is formed by dissolving electrolyte salt in a solvent.
이때, 용매는 Carbonate계(EC, PC, DMC, DEC, EMC 등), Alcohol계(Ethylene glycol 등), Nitrile계(Acetonitrile 등), Amide계(Acetamide 등), Sulfide계(Sulfolane 등)를 단일 혹은 혼합되어 사용될 수 있으며, 전해질염은 H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+를 포함하는 화합물이 사용될 수 있는데, 예를 들어 LiTFSI, LiFSI, LiBOB, LiClO4, LiBF4, LiAsF6, 또는 LiPF6 와 같은 리튬염 화합물이 단일 또는 복합되어 사용될 수 있다. 이와 같이 조성되는 전해질층(50)은 균일한 간격을 가지고 제1 전기변색층(40)과 제2 전기변색층(60) 사이에 갭 코팅되어 층상으로 형성되는데, 바람직하게는 10㎛~200㎛로 형성될 수 있다. At this time, the solvent can be single or It can be used in combination, and electrolyte salts can be compounds containing H + , Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , for example, LiTFSI, LiFSI, LiBOB, LiClO 4 , LiBF 4 , Lithium salt compounds such as LiAsF 6 or LiPF 6 may be used singly or in combination. The electrolyte layer 50 composed in this way is formed in a layered form by gap coating between the first electrochromic layer 40 and the second electrochromic layer 60 with uniform intervals, preferably 10㎛ to 200㎛. It can be formed as
상기 전극층(30, 70)이나, 전기변색층(40, 60), 전해질층(50)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 증착(deposition), 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 인쇄, 그라비아 코팅, 졸겔(sol-Gel)법, 또는 슬롯 다이 코팅(slot die) 중 어느 하나의 방법에 의해 각 층이 마련될 수 있다.The method of forming the electrode layers 30 and 70, the electrochromic layers 40 and 60, and the electrolyte layer 50 is not particularly limited, and known methods can be used. For example, any one of deposition, spin coating, dip coating, screen printing, gravure coating, sol-gel method, or slot die coating. Each floor can be prepared by.
본 발명의 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색을 위해 활성화 전압 또는 전류를 인가한다. 활성화 전압 또는 전류는 전극층(30, 70)을 통해 인가되며, 제어부(340)는 활성화 전압 또는 전류의 세기를 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨에 상응하는 세기로 변환하도록 DC/DC 컨버터(350)를 제어할 수 있다.The wireless power receiver 300 of the present invention applies an activation voltage or current to attach or decolorize the electrochromic element 10. The activation voltage or current is applied through the electrode layers 30 and 70, and the control unit 340 uses a DC/DC converter ( 350) can be controlled.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자 구동 방법을 도시한 순서도이다.Figure 7 is a flowchart showing a method of driving an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 전기변색소자 구동 방법은 전기변색소자(10)의 투과율을 조정하기 위해 전기변색소자(10)에 무선으로 전원을 송수신하는 무선 전원 공급부(200)와 무선 전원 수신부(300)를 이용한다. Referring to FIG. 7, the method of driving an electrochromic device of the present invention includes a wireless power supply unit 200 and a wireless power receiver that wirelessly transmit and receive power to the electrochromic device 10 in order to adjust the transmittance of the electrochromic device 10. Use (300).
무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 전기변색소자(10)의 착탈색에 소요되는 전력량을 산출하여, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 송신한다(S210). When a signal for changing the level of the color change of the electrochromic element 10 is input, the wireless power receiver 300 calculates the amount of power required for the color change of the electrochromic element 10 and sends it to the wireless power supply unit 200. A power supply request signal is transmitted (S210).
여기서, 전원 공급 요청 신호는 전기변색소자(10)에 인가할 전력량 정보를 갖는다. 또한, 전원 공급 요청 신호는 전력 크기, 전송 시간 간격 등의 정보를 포함할 수 있으며, 전력 전송을 지속시키거나 차단시키는 제어 신호가 될 수 있다. Here, the power supply request signal has information on the amount of power to be applied to the electrochromic device 10. Additionally, the power supply request signal may include information such as power size and transmission time interval, and may be a control signal that continues or blocks power transmission.
또한, 전원 공급 요청 신호는 무선 전원 공급부(200)에서 무선 전원 수신부(300)로 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 전력량은 전기변색소자(10)의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상이 될 수 있다. In addition, the power supply request signal may include information about the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting from the wireless power supply unit 200 to the wireless power receiver 300, and the amount of power is the amount of power of the electrochromic element 10. It can be more than the minimum amount of active power required to change the color combination to the target level.
계속하여, 무선 전원 공급부(200)는 무선 전원 수신부(300)의 전원 공급 요청 신호에 따라 소정 크기의 전력량을 무선 전원 수신부(300)로 송신한다(S220). 무선 전원 공급부(200)에서 송신하는 소정 크기의 전력량은 앞서의 전원 공급 요청 신호에 따른 최소 유효 전력량 이상이 될 수 있다. Continuing, the wireless power supply unit 200 transmits a predetermined amount of power to the wireless power receiver 300 according to the power supply request signal from the wireless power receiver 300 (S220). The predetermined amount of power transmitted from the wireless power supply unit 200 may be greater than the minimum effective power amount according to the previous power supply request signal.
이어서, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력의 적어도 일부를 전기변색소자로 인가하여 전기변색소자의 착탈색의 레벨을 변화시킨다(S230). Next, the wireless power receiver 300 applies at least a portion of the power received from the wireless power supply unit 200 to the electrochromic device to change the level of color change of the electrochromic device (S230).
여기서, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력을 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 별로 요구되는 전류 세기 또는 전압 세기로 변환하여 전기변색소자(10)로 인가할 수 있다. Here, the wireless power receiver 300 converts the power received from the wireless power supply unit 200 into the current intensity or voltage intensity required for each level of color change of the electrochromic device 10 and applies it to the electrochromic device 10. can do.
전기변색소자(10)는 착탈색의 레벨 별로 필요한 전류 세기 또는 전압 세기가 상이하므로, 레벨의 변화 조건에 부합하도록 DC/DC 컨버터(350)가 원하는 전류 세기 또는 전압 세기로 변환하여 전기변색소자(10)에 인가할 수 있다. Since the electrochromic element 10 has different current or voltage strengths required for each level of color change, the DC/DC converter 350 converts it to the desired current intensity or voltage intensity to meet the level change conditions and produces the electrochromic element ( 10) can be approved.
상기 S230 단계에서, 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위해 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력의 극성을 변환하여 전기변색소자(10)로 인가할 수 있다. In step S230, the wireless power receiver 300 converts the polarity of the power received from the wireless power supply 200 to change the level of the color change of the electrochromic device 10 and applies it to the electrochromic device 10. You can.
무선 전원 수신부(300)는, 예를 들어, 전기변색소자(10)를 착색하고자 하는 경우, 정전압이 걸리도록 순방향으로 전압을 인가시킬 수 있으며, 전기변색소자(10)를 탈색하고자 하는 경우, 역전압이 걸리도록 역방향으로 극성을 변환하여 전압을 인가시킬 수 있다. For example, when it is desired to color the electrochromic device 10, the wireless power receiver 300 can apply a voltage in the forward direction so that a constant voltage is applied, and when it is desired to decolorize the electrochromic device 10, it can apply a voltage in the reverse direction. Voltage can be applied by changing the polarity in the reverse direction so that voltage is applied.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자 구동 방법을 도시한 순서도이다. Figure 8 is a flowchart showing a method of driving an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 전기변색소자(10)의 착탈색에 소요되는 전력량을 산출하여, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 송신한다(S310). Referring to FIG. 8, when a signal for changing the level of the color change of the electrochromic device 10 is input, the wireless power receiver 300 calculates the amount of power required for the color change of the electrochromic device 10, and wirelessly A power supply request signal is transmitted to the power supply unit 200 (S310).
상기 S310 단계에서, 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 전력 저장부(370)의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송할 수 있다. In step S310, when a signal for changing the color change level of the electrochromic element 10 is input, the wireless power receiver 300 calculates the amount of additional power required from the current charge amount of the power storage unit 370, and calculates the amount of additional power required to change the color change level of the electrochromic element 10. A power supply request signal may be transmitted to the supply unit 200.
즉, 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 우선적으로 산출한 후, 전력 저장부(370)의 현재 충전량의 전체 또는 일부를 차감한 전력량을 기반으로 전원 공급 요청 신호를 전송할 수 있다. That is, the wireless power receiver 300 first calculates the amount of power required to change the color change level of the electrochromic element 10, and then calculates the amount of power by subtracting all or part of the current charge amount of the power storage unit 370. Based on this, a power supply request signal can be transmitted.
계속하여, 무선 전원 공급부(200)는 무선 전원 수신부(300)의 전원 공급 요청 신호에 따라 소정 크기의 전력량을 무선 전원 수신부(300)로 송신한다(S320). Continuing, the wireless power supply unit 200 transmits a predetermined amount of power to the wireless power receiver 300 according to the power supply request signal from the wireless power receiver 300 (S320).
이어서, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력을 전력 저장부(370)에 저장한다(S330). Next, the wireless power receiver 300 stores the power received from the wireless power supply unit 200 in the power storage unit 370 (S330).
상기 S330 단계에서, 무선 전원 수신부(300)는, 전력 저장부(370)의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송하고, 전력을 수신하여 전력 저장부(370)에 저장할 수 있다. In step S330, if the charge amount of the power storage unit 370 is less than a preset value, the wireless power reception unit 300 transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit 200, receives power, and receives power from the power storage unit 370. It can be saved at (370).
이 경우, 무선 전원 수신부(300)는, 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되지 않더라도, 예비적으로 소정 범위의 전력량을 전력 저장부(370)에 보유할 수 있으므로, 추후 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면 자체적으로 전력을 공급할 수 있으며, 무선 전원 공급부(200)와 무선 전원 수신부(300) 간의 전력 송수신 지연이 발생하더라도, 즉각적으로 대응할 수 있다.In this case, the wireless power receiver 300 can reserve an amount of power within a predetermined range in the power storage unit 370 even if a signal for changing the color change level of the electrochromic element 10 is not input, In the future, when a signal for changing the color level of the electrochromic element 10 is input, it can supply power on its own, and even if there is a delay in power transmission and reception between the wireless power supply unit 200 and the wireless power receiver 300, immediate response is possible. You can.
한편, 무선 전원 수신부(300)는, 전력 저장부(370)의 충전량이 미리 설정된 값 이상이면, 무선 전원 공급부(200)로 전력 공급을 중단시키는 요청 신호를 전송하여, 무선 전원 공급부(200)로부터 수신되는 전력이 차단되도록 제어할 수 있다. Meanwhile, if the charging amount of the power storage unit 370 is more than a preset value, the wireless power receiver 300 transmits a request signal to stop power supply to the wireless power supply unit 200, It can be controlled so that the received power is cut off.
전력 저장부(370)의 충전량을 100% 채우는 것보다 일정 수준에서 충전량을 유지하는 것이 전력 저장부(370)의 관리와 수명에 유리할 수 있으므로, 전력 저장부(370)의 충전량의 최대값이 미리 설정될 수 있다. Since it may be advantageous for the management and lifespan of the power storage unit 370 to maintain the charge amount at a certain level rather than filling the power storage unit 370 to 100%, the maximum charge amount of the power storage unit 370 is set in advance. can be set.
예를 들어, 무선 전원 수신부(300)는, 전력 저장부(370)의 SOC(State Of Charge) 값의 최대값을 90%, 최소값을 30%로 미리 설정하고, 전력 저장부(370)의 SOC 값이 30% 이하이면, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송하여 전력을 수신할 수 있다.For example, the wireless power receiver 300 presets the maximum state of charge (SOC) value of the power storage unit 370 to 90% and the minimum value to 30%, and sets the SOC of the power storage unit 370 to 30%. If the value is 30% or less, power can be received by transmitting a power supply request signal to the wireless power supply unit 200.
또한, 무선 전원 수신부(300)는, 전력 저장부(370)의 SOC 값이 90% 이상이면, 무선 전원 공급부(200)로 전원 공급 요청 신호를 전송하여, 무선 전원 공급부(200)로부터 수신되는 전력이 차단되도록 할 수 있다. 여기서, 전원 공급 요청 신호는 현재 전력 저장부(370)의 SOC 값 및 전력 송신의 중지를 명령하는 정보 등을 포함할 수 있다. In addition, if the SOC value of the power storage unit 370 is 90% or more, the wireless power receiver 300 transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit 200 and transmits the power received from the wireless power supply unit 200. This can be blocked. Here, the power supply request signal may include the current SOC value of the power storage unit 370 and information commanding to stop power transmission.
다음으로, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력 또는 전력 저장부(370)에 저장된 전력을 전기변색소자(10)로 인가하여 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨을 변화시킨다(S340). 여기서, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신한 전력을 전기변색소자(10)의 착탈색의 레벨 별로 요구되는 전압 세기 또는 전류 세기로 변환하여 전기변색소자(10)로 인가할 수 있다. Next, the wireless power receiver 300 applies the power received from the wireless power supply unit 200 or the power stored in the power storage unit 370 to the electrochromic device 10 to remove the color of the electrochromic device 10. Change the level (S340). Here, the wireless power receiver 300 converts the power received from the wireless power supply unit 200 into the voltage intensity or current intensity required for each level of color change of the electrochromic device 10 and applies it to the electrochromic device 10. can do.
전술한 바와 같이, 무선 전원 수신부(300)는 전기변색소자(10)의 착탈색 레벨 변화를 위해 소요되는 전력량을 우선적으로 산출한 후, 전력 저장부(370)의 현재 충전량의 전체 또는 일부를 차감한 전력량을 기반으로 무선 전원 공급부(200)에 전원 공급 요청 신호를 전송할 수 있다.As described above, the wireless power receiver 300 first calculates the amount of power required to change the color change level of the electrochromic element 10, and then subtracts all or part of the current charge amount of the power storage unit 370. A power supply request signal may be transmitted to the wireless power supply unit 200 based on the amount of power.
이후, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 소정 크기의 전력량을 수신하면, 무선 전원 공급부(200)로부터 수신된 전력이 전력 저장부(370)의 전력보다 먼저 전기변색소자(10)에 인가되도록 제어하거나, 그 반대로 인가되도록 제어할 수 있다. 또한, 무선 전원 수신부(300)는 무선 전원 공급부(200)로부터 수신된 전력의 일부가 전력 저장부(370)에 저장되도록 제어할 수도 있다. Thereafter, when the wireless power receiver 300 receives a predetermined amount of power from the wireless power supply unit 200, the power received from the wireless power supply unit 200 is transmitted to the electrochromic element 10 before the power of the power storage unit 370. ) can be controlled to be applied to, or vice versa. Additionally, the wireless power receiver 300 may control a portion of the power received from the wireless power supply unit 200 to be stored in the power storage unit 370.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로 컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서 (parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, and a field programmable gate (FPGA). It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as an array, programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include multiple processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone skilled in the art will recognize that the technical idea of the present invention extends to the extent that various changes or modifications can be made.
10: 전기변색소자 20, 80: 투명 기판
30, 70: 전극층 40: 제1 전기변색층
50: 전해질층 60: 제2 전기변색층
100: 전기변색소자 구동 장치 200: 무선 전원 공급부
210: 충전신호 수신기 220: AC/DC 변환기
230: DC/RF 증폭기 240: 송신 공진기
250: 전력량 산출부 300: 무선 전원 수신부
310: 충전신호 송신기 320: 수신 공진기
330: RF/DC 증폭기 340: 제어부
350: DC/DC 컨버터 360: 극성 전환 스위치
370: 전력 저장부 400: 메인 컨트롤러
410: AC/DC 변환기 420: 통합 제어부
430: 무선 송신기 10: Electrochromic device 20, 80: Transparent substrate
30, 70: electrode layer 40: first electrochromic layer
50: electrolyte layer 60: second electrochromic layer
100: electrochromic device driving device 200: wireless power supply unit
210: Charging signal receiver 220: AC/DC converter
230: DC/RF amplifier 240: Transmission resonator
250: power calculation unit 300: wireless power receiver
310: Charging signal transmitter 320: Receiving resonator
330: RF/DC amplifier 340: Control unit
350: DC/DC converter 360: Polarity changeover switch
370: Power storage unit 400: Main controller
410: AC/DC converter 420: integrated control unit
430: wireless transmitter
Claims (19)
상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력을 전원 공급 요청 신호에 따라 무선으로 송신하는 무선 전원 공급부;
상기 전기변색소자에 인가할 전력량 정보를 갖는 상기 전원 공급 요청 신호를 상기 무선 전원 공급부에 송신하며, 상기 무선 전원 공급부로부터 송신되는 소정 크기의 전력량을 수신하여 적어도 일부를 상기 전기변색소자에 인가하는 무선 전원 수신부; 및
하나 이상의 상기 무선 전원 수신부에 상기 전기변색소자의 착탈색에 관한 특정 명령 신호를 무선으로 전송하는 메인 컨트롤러;를 포함하고,
상기 메인 컨트롤러는,
복수의 전기변색소자 중 착탈색의 레벨을 변화시키고자 하는 전기변색소자를 선택하여, 해당 전기변색소자에 대한 특정 명령 신호를 생성하는 통합 제어부; 및
상기 통합 제어부에서 생성된 특정 명령 신호를 해당 전기변색소자와 연결된 무선 전원 수신부로 전송하는 무선 송신기;를 포함하는 전기변색소자 구동 장치.An electrochromic device driving device that wirelessly supplies power to the electrochromic device to adjust the transmittance of the electrochromic device,
a wireless power supply unit that wirelessly transmits power required for attaching or decolorizing the electrochromic element according to a power supply request signal;
A wireless device that transmits the power supply request signal with information on the amount of power to be applied to the electrochromic element to the wireless power supply unit, receives a predetermined amount of power transmitted from the wireless power supply unit, and applies at least a portion of it to the electrochromic element. Power receiver; and
It includes a main controller that wirelessly transmits a specific command signal regarding attachment and detachment of the electrochromic element to one or more of the wireless power receivers,
The main controller is,
An integrated control unit that selects an electrochromic device for which the level of color change is desired among a plurality of electrochromic devices and generates a specific command signal for the electrochromic device; and
A wireless transmitter that transmits a specific command signal generated by the integrated control unit to a wireless power receiver connected to the electrochromic device.
상기 무선 전원 공급부는,
상기 무선 전원 수신부의 전원 공급 요청 신호를 수신하는 충전신호 수신기;
상기 전원 공급 요청 신호에 따른 전력을 상기 무선 전원 수신부로 송신하기 위해 직류 전력을 공진 주파수 신호로 변환하여 증폭시키는 DC/RF 증폭기; 및
변환된 상기 공진 주파수 신호를 상기 무선 전원 수신부로 송신하는 송신 공진기;를 포함하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 1,
The wireless power supply unit,
a charging signal receiver that receives a power supply request signal from the wireless power receiver;
a DC/RF amplifier that converts direct current power into a resonant frequency signal and amplifies it to transmit power according to the power supply request signal to the wireless power receiver; and
A transmission resonator that transmits the converted resonant frequency signal to the wireless power receiver.
상기 무선 전원 수신부는,
상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 송신하는 충전신호 송신기;
상기 무선 전원 공급부로부터 전송되는 공진 주파수 신호를 수신하는 수신 공진기;
상기 수신 공진기에서 수신한 공진 주파수 신호를 직류 전력으로 변환하고, 직류 전력의 크기를 증폭시키는 RF/DC 증폭기; 및
상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화 요청 신호에 따라 전력을 송수신 시키며, 수신된 전력이 상기 전기변색소자로 인가되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 1,
The wireless power receiver,
a charging signal transmitter that transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit;
a receiving resonator that receives a resonant frequency signal transmitted from the wireless power supply;
an RF/DC amplifier that converts the resonant frequency signal received from the receiving resonator into direct current power and amplifies the magnitude of the direct current power; and
An electrochromic device driving device comprising a control unit that transmits and receives power in response to a request signal for a change in the level of the color change of the electrochromic device, and controls the received power to be applied to the electrochromic device.
상기 무선 전원 공급부는,
상기 충전신호 수신기에서 수신한 전원 공급 요청 신호를 분석하여, 상기 전기변색소자의 착탈색에 필요한 전력량을 계산하는 전력량 산출부;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 2,
The wireless power supply unit,
An electrochromic device driving device further comprising a power quantity calculation unit that analyzes the power supply request signal received from the charging signal receiver and calculates the amount of electric power required to attach or decolorize the electrochromic device.
상기 무선 전원 수신부는,
상기 전기변색소자에 인가되는 전류 또는 전압의 극성을 전환하는 극성 전환 스위치;를 포함하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 1,
The wireless power receiver,
An electrochromic device driving device comprising a polarity change switch that switches the polarity of the current or voltage applied to the electrochromic device.
상기 제어부는,
상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위한 전압 세기 또는 전류 세기로부터 필요한 전력량을 산출하여, 상기 충전신호 송신기가 전원 공급 요청 신호를 송신하도록 제어하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 3,
The control unit,
An electrochromic device driving device that calculates the amount of power required from the voltage or current intensity for changing the level of color change of the electrochromic device and controls the charging signal transmitter to transmit a power supply request signal.
상기 무선 전원 수신부는,
상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 저장하는 전력 저장부;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 3,
The wireless power receiver,
An electrochromic device driving device further comprising a power storage unit that stores power received from the wireless power supply unit.
상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력을 전원 공급 요청 신호에 따라 무선으로 송신하는 무선 전원 공급부; 및
상기 전기변색소자에 인가할 전력량 정보를 갖는 상기 전원 공급 요청 신호를 상기 무선 전원 공급부에 송신하며, 상기 무선 전원 공급부로부터 송신되는 소정 크기의 전력량을 수신하여 적어도 일부를 상기 전기변색소자에 인가하는 무선 전원 수신부;를 포함하고,
상기 무선 전원 수신부는,
상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 송신하는 충전신호 송신기;
상기 무선 전원 공급부로부터 전송되는 공진 주파수 신호를 수신하는 수신 공진기;
상기 수신 공진기에서 수신한 공진 주파수 신호를 직류 전력으로 변환하고, 직류 전력의 크기를 증폭시키는 RF/DC 증폭기;
상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화 요청 신호에 따라 전력을 송수신 시키며, 수신된 전력이 상기 전기변색소자로 인가되도록 제어하는 제어부; 및
상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전력 저장부의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 상기 충전신호 송신기가 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하도록 제어하는 전기변색소자 구동 장치.An electrochromic device driving device that wirelessly supplies power to the electrochromic device to adjust the transmittance of the electrochromic device,
a wireless power supply unit that wirelessly transmits power required for attaching or decolorizing the electrochromic element according to a power supply request signal; and
A wireless device that transmits the power supply request signal with information on the amount of power to be applied to the electrochromic element to the wireless power supply unit, receives a predetermined amount of power transmitted from the wireless power supply unit, and applies at least a portion of it to the electrochromic element. Includes a power receiver;
The wireless power receiver,
a charging signal transmitter that transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit;
a receiving resonator that receives a resonant frequency signal transmitted from the wireless power supply;
an RF/DC amplifier that converts the resonant frequency signal received from the receiving resonator into direct current power and amplifies the magnitude of the direct current power;
a control unit that transmits and receives power in response to a request signal for a change in the level of the color change of the electrochromic device and controls the received power to be applied to the electrochromic device; and
It includes a power storage unit that stores power received from the wireless power supply unit,
The control unit,
An electrochromic device driving device that controls the charging signal transmitter to transmit a power supply request signal to the wireless power supply unit when the charge amount of the power storage unit is less than a preset value.
상기 제어부는,
상기 전기변색소자의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 상기 전력 저장부의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 상기 충전신호 송신기가 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하도록 제어하는 전기변색소자 구동 장치.According to clause 9,
The control unit,
When a signal for changing the color level of the electrochromic device is input, the amount of additional power required is calculated from the current charge amount of the power storage unit, and the charging signal transmitter is controlled to transmit a power supply request signal to the wireless power supply unit. Electrochromic device driving device.
상기 전원 공급 요청 신호는 상기 무선 전원 공급부에서 상기 무선 전원 수신부로 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함하며, 상기 전력량은 상기 전기변색소자의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상인 전기변색소자 구동 장치.According to paragraph 1,
The power supply request signal includes information on the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting from the wireless power supply unit to the wireless power receiver, and the amount of power is used to change the color change of the electrochromic element to a target level. Electrochromic device driving device with more than the minimum active power.
상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 무선 전원 수신부가 상기 전기변색소자의 착탈색에 소요되는 전력량을 산출하여, 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 송신하는 단계;
상기 전원 공급 요청 신호에 따라 상기 무선 전원 공급부가 소정 크기의 전력량을 상기 무선 전원 수신부로 송신하는 단계;
상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력의 적어도 일부를 상기 전기변색소자로 인가하여 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨을 변화시키는 단계; 및
전력 저장부의 충전량이 미리 설정된 값 이하이면, 상기 무선 전원 수신부는 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하는 단계;를 포함하는 전기변색소자 구동 방법.A method of driving an electrochromic device using a wireless power supply and a wireless power receiver to wirelessly transmit and receive power to the electrochromic device to adjust the transmittance of the electrochromic device,
When a signal for changing the level of color change of the electrochromic element is input, a wireless power receiver calculates the amount of power required for color change of the electrochromic element, and transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit;
transmitting a predetermined amount of power from the wireless power supply unit to the wireless power receiver according to the power supply request signal;
The wireless power receiver applying at least a portion of the power received from the wireless power supply to the electrochromic device to change the level of color change of the electrochromic device; and
If the charge amount of the power storage unit is less than a preset value, the wireless power receiver transmits a power supply request signal to the wireless power supply unit.
상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 별로 요구되는 전류 세기 또는 전압 세기로 변환하여 상기 전기변색소자로 인가하는 단계;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 방법.According to clause 13,
The wireless power receiver converts the power received from the wireless power supply into a current intensity or voltage intensity required for each level of color change of the electrochromic device and applies it to the electrochromic device. How to drive.
상기 무선 전원 수신부가 상기 전기변색소자의 착탈색의 레벨 변화를 위해 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력의 극성을 변환하여 상기 전기변색소자로 인가하는 단계;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 방법.According to clause 13,
The method of driving an electrochromic device further comprising the step of converting the polarity of the power received from the wireless power supply by the wireless power receiver to change the level of color change of the electrochromic device and applying it to the electrochromic device.
상기 무선 전원 수신부가 송신하는 상기 전원 공급 요청 신호는, 상기 무선 전원 공급부에서 상기 무선 전원 수신부로 전력을 송신하면서 발생 가능한 전력 손실량을 보상한 전력량에 관한 정보를 포함하며, 상기 전력량은 상기 전기변색소자의 착탈색을 목표 레벨로 변화시키기 위한 최소 유효 전력량 이상인 전기변색소자 구동 방법.According to clause 13,
The power supply request signal transmitted by the wireless power receiver includes information on the amount of power that compensates for the amount of power loss that may occur while transmitting power from the wireless power supply to the wireless power receiver, and the amount of power is the electrochromic element. A method of driving an electrochromic device with more than the minimum active power to change the color change to the target level.
상기 무선 전원 수신부가 상기 무선 전원 공급부로부터 수신한 전력을 상기 전력 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 방법.According to clause 13,
A method of driving an electrochromic device further comprising: the wireless power receiver storing power received from the wireless power supply in the power storage unit.
상기 무선 전원 수신부는 상기 전기변색소자의 착탈색 레벨 변화를 위한 신호가 입력되면, 상기 전력 저장부의 현재 충전량으로부터 추가로 필요한 전력량을 계산하여, 상기 무선 전원 공급부로 전원 공급 요청 신호를 전송하는 단계;를 더 포함하는 전기변색소자 구동 방법.According to clause 17,
When the wireless power receiver receives a signal for changing the color level of the electrochromic element, calculating an additional amount of power required from the current charge amount of the power storage unit and transmitting a power supply request signal to the wireless power supply unit; A method of driving an electrochromic device further comprising:
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