KR101885763B1 - An assembly comprising a solar cell module and a light emitting module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지모듈- 발광모듈로 구성되는 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 발광장치에 유입되는 전류 성분 중 돌입전류의 진입을 방지하여 발광장치를 보호하는 한편, 태양전지와 연결된 배터리의 충전상태를 용이하게 표시할 수 있는 태양전지모듈- 발광모듈로 구성되는 어셈블리에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양전지 모듈과; 상기 태양전지모듈과 결합되는 발광모듈과; 상기 태양전지모듈로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와; 상기 태양전지모듈로부터 발생한 전기 또는 상기 배터리에 충전된 전기를 상기 발광장치로 선택적으로 공급하는 스위치와; 상기 태양전지모듈 또는 상기 배터리에서 상기 발광모듈로 공급되는 돌입전류를 제한하는 돌입전압류제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈-발광모듈 어셈블리를 제공한다.
이러한 본 발명에 의하여 상기 태양전지 모듈 또는 상기 배터리에서 상기 발광모듈로 전력이 공급되는 경우, 초기 공급시 발생할 수 있는 돌입전류의 영향을 제한함으로써 상기 발광모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.The present invention relates to an assembly comprising a solar cell module and a light emitting module. More particularly, the present invention relates to an assembly for protecting a light emitting device by preventing an inrush current from entering a current component flowing into a light emitting device, And a solar cell module capable of easily displaying a light emitting module.
To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, A light emitting module coupled to the solar cell module; A battery for charging electricity generated from the solar cell module; A switch for selectively supplying electricity generated from the solar cell module or electricity charged in the battery to the light emitting device; And an inrush current limiter for limiting an inrush current supplied from the solar cell module or the battery to the light emitting module.
According to the present invention, when power is supplied from the solar cell module or the battery to the light emitting module, damage to the light emitting module can be prevented by restricting the influence of an inrush current that may occur during initial supply.
Description
본 발명은 태양전지모듈- 발광모듈로 구성되는 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 발광장치에 유입되는 전류 성분 중 돌입전류의 진입을 방지하여 발광장치를 보호하는 한편, 태양전지와 연결된 배터리의 충전상태를 용이하게 표시할 수 있는 태양전지모듈- 발광모듈로 구성되는 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to an assembly comprising a solar cell module and a light emitting module. More particularly, the present invention relates to an assembly for protecting a light emitting device by preventing an inrush current from entering a current component flowing into a light emitting device, And a solar cell module capable of easily displaying a light emitting module.
일반적으로 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; 이하, OLED)모듈은 제1전극(애노드), 상기 제1전극 상에 위치하는 유기발광부 및 상기 유기발광부 상에 위치하는 제2전극(캐소드)를 포함한다. In general, an organic light-emitting diode (OLED) module includes a first electrode (anode), an organic light-emitting portion located on the first electrode, and a second electrode ).
종래의 유기발광 다이오드 장치는 한국 특허 공개번호 10-2009-0050950에서 개시한 구조와 같다.The conventional organic light emitting diode device is the same as that disclosed in Korean Patent Laid-open No. 10-2009-0050950.
제1전극와 제2전극 간에 전압을 인가하면 정공은 제1전극로부터 유기발광부 내로 주입되고, 전자는 제2전극로부터 유기발광부내로 주입된다. When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, holes are injected from the first electrode into the organic light emitting portion, and electrons are injected from the second electrode into the organic light emitting portion.
유기발광부 내로 주입된 정공과 전자는 유기발광부에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다. The holes and electrons injected into the organic light emitting portion are recombined in the organic light emitting portion to generate an exiton, and the exciton emits light while transitioning from the excited state to the ground state.
상기 제1전극, 제2전극, 유기발광부이 공기 중의 수분이나 산소, NOx 등과 접촉하게 되면 성능 및 수명이 현저히 저하되므로, 그 위에는 보호층이 형성된다. When the first electrode, the second electrode, and the organic light emitting portion come into contact with moisture, oxygen, NOx, or the like in the air, the performance and lifespan are remarkably lowered, so that a protective layer is formed thereon.
OLED 광원은 그 자체를 박막으로 제조 가능하여 광원의 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 온도 상승 경향이 적을 뿐 아니라 저전력 구동이 가능하다.The OLED light source itself can be manufactured as a thin film, so that the thickness of the light source can be drastically reduced, the temperature rising tendency is small, and low power driving is possible.
또한, OLED는 각종 컬러 광을 구현할 수 있는 다양한 이종의 유기 발광 물질들을 사용함으로써, 표시 장치의 패널로서도 기능할 수 있어, 액정표시장치의 백라이트, 각종 조명 기기, 표시 장치 등에 널리 사용되고 있다.In addition, OLEDs can be used as a panel of a display device by using various kinds of organic light emitting materials capable of realizing various color lights, and are widely used for backlights of liquid crystal display devices, various lighting devices, display devices and the like.
한편, 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다. On the other hand, a solar cell is a device that converts light energy into electrical energy by utilizing the properties of a semiconductor.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(Positive)형 반도체와 N(Negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해서 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)이 발생한다.The structure and principle of a solar cell will be briefly described. A solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) semiconductor and an N (negative) semiconductor are bonded. When solar light enters the solar cell having such a structure, Holes and electrons are generated in the semiconductor due to the energy of incident sunlight.
이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)은 P형 반도체로 이동하고, 상기 전자(-)는 N형 반도체로 이동하게 되고, 이에 의하여 전위가 발생하여 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다. At this time, the holes (+) move to the P-type semiconductor due to the electric field generated at the PN junction, and the electrons (-) move to the N-type semiconductor, whereby the potential is generated to generate electric power .
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. 상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조하는 것이다.Such a solar cell can be classified into a substrate type solar cell and a thin film solar cell. The substrate type solar cell uses a semiconductor material itself such as silicon as a substrate to manufacture a solar cell.
한편, 상기 박막형 태양전지는 유리와 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. On the other hand, the thin film solar cell is a solar cell in which a semiconductor is formed in the form of a thin film on a substrate such as glass.
상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고, 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승하는 단점이 있다. Although the substrate-type solar cell has a somewhat higher efficiency than the thin-film solar cell, it has a limitation in minimizing the thickness of the process, and has a disadvantage in that manufacturing cost is increased because an expensive semiconductor substrate is used.
상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비해서 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하여 휘는 태양전지로도 제조가 가능하고, 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량 생산에 적합하다.Though the efficiency of the thin film solar cell is somewhat lower than that of the substrate type solar cell, the thin film solar cell can be manufactured with a thin thickness and can be manufactured with a bending solar cell. It is suitable for mass production.
상기 박막형 태양전지는 기판상에 전면전극을 형성하고, 상기 전면전극 위에 실리콘과 같은 반도체 층을 형성하고, 상기 반도체층 위에 후면전극을 형성하여 제조된다.The thin-film solar cell is manufactured by forming a front electrode on a substrate, forming a semiconductor layer such as silicon on the front electrode, and forming a rear electrode on the semiconductor layer.
OLED모듈와 태양전지는 모두 그 양면에 유리와 같은 기판이 배치되고, 그 부분으로 빛이 입사되고나 출광될 수 있다. 또한, 상기 OLED와 태양전지는 외부로부터의 습기 또는 이물질의 침입을 방지하기 위한 봉지층을 구비하고 있다.Both the OLED module and the solar cell have a glass-like substrate disposed on both sides thereof, and light can be incident on or emitted from the substrate. In addition, the OLED and the solar cell are provided with a sealing layer for preventing moisture or foreign matter from entering from the outside.
종래의 OLED모듈는 조명이 필요한 실내에 설치되는 경우가 대부분이고, 태양전지의 경우, 태양광의 입사가 필수적이므로 실외에 설치되었다.Conventional OLED modules are mostly installed in a room requiring illumination, and solar cells are installed outdoors because sunlight is required to enter.
다만, 최근의 에너지 정책에 따라서 건물에서의 건물의 외부나 창에 태양전지를 설치하는 경우가 많아지면서, 이러한 태양전지를 OLED 장치와 같은 발광장치와 하나의 어셈블리로 제작하여 이러한 어셈블리를 이용하여 발전과 조명을 동시에 구현하는 것에 대한 필요성이 제기되었다. However, according to the recent energy policy, solar cells are installed in the outside of a building or a window in a building, and such a solar cell is fabricated as a single assembly with a light emitting device such as an OLED device, The need for simultaneous illumination and lighting has been raised.
본 발명은 이러한 어셈블리를 제공하되, 발광장치로의 전력이 보다 안정적으로 공급되면서도 돌입전류/전압 등의 공급으로 인한 발광장치의 수명 저하 또는 파손을 방지할 수 있는 태양전지 및 발광장치 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention provides a solar cell and a light emitting device assembly that can provide such an assembly and can prevent the life of the light emitting device from being degraded or damaged due to supply of inrush current / voltage and the like while supplying power to the light emitting device more stably It has its purpose.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양전지 모듈과; 상기 태양전지모듈과 결합되는 발광모듈과; 상기 태양전지모듈로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리와; 상기 태양전지모듈로부터 발생한 전기 또는 상기 배터리에 충전된 전기를 상기 발광장치로 선택적으로 공급하는 스위치와; 상기 태양전지모듈 또는 상기 배터리에서 상기 발광모듈로 공급되는 돌입전류를 제한하는 돌입전압류제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈-발광모듈 어셈블리를 제공한다. To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, A light emitting module coupled to the solar cell module; A battery for charging electricity generated from the solar cell module; A switch for selectively supplying electricity generated from the solar cell module or electricity charged in the battery to the light emitting device; And an inrush current limiter for limiting an inrush current supplied from the solar cell module or the battery to the light emitting module.
상기 돌입전류 제한부는 상기 태양전지모듈 및 상기 발광모듈과 직렬연결되며, 제1기준 이하의 역전압 성분에 대응되는 전류를 차단하는 제1다이오드와;Wherein the inrush current limiting unit comprises: a first diode connected in series with the solar cell module and the light emitting module, for blocking a current corresponding to a reverse voltage component below a first reference;
상기 제1다이오드와 병렬연결되며 제2기준 이상의 순전압 성분에 대응되는 전류를 차단하는 제2다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a second diode connected in parallel with the first diode and interrupting a current corresponding to a forward voltage component greater than a second reference voltage.
상기 제1다이오드는 역전압 정류 다이오드로 구성되고, 상기 제2다이오드는 제너 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 한다. The first diode may be a reverse voltage rectifying diode, and the second diode may be a zener diode.
상기 돌입전류 제한부는 상기 태양전지모듈 및 상기 발광모듈와 병렬연결되되 제1기준 이하의 음전압 또는 제2기준 이상의 양전압이 상기 발광장치로 공급되지 않도록 차단하는 스위칭 부와;The inrush current limiting unit may include a switching unit connected in parallel with the solar cell module and the light emitting module to block a negative voltage lower than a first reference voltage or a positive voltage higher than a second reference voltage from being supplied to the light emitting device;
상기 스위칭부와 연결되어 순전압 성분에 대응되는 전류를 상기 스위칭부로 안내하는 제1트랜지스터부와; A first transistor unit connected to the switching unit to guide a current corresponding to a forward voltage component to the switching unit;
상기 제1트랜지스터부와 병렬연결되며 음전압 성분을 상기 스위칭부로 안내하는 제2트랜지스터부를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a second transistor part connected in parallel with the first transistor part and guiding a negative voltage component to the switching part.
상기 제1,2트랜지스터부와 상기 스위칭부 사이에 마련되어 돌입전류를 감소시키는 제1저항을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And a first resistor provided between the first and second transistors and the switching unit to reduce an inrush current.
상기 스위칭부는 FET로 구성되는 것을 특징으로 한다. And the switching unit is constituted by a FET.
상기 스위칭부는 MOSFET로 구성되는 것을 특징으로 한다. And the switching unit is constituted by a MOSFET.
상기 스위칭부와 상기 발광모듈 사이에 마련되어 상기 스위칭부에서 차단 여부의 기준이 되는 전압레벨을 결정하는 제2저항을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And a second resistor which is provided between the switching unit and the light emitting module and determines a voltage level that is a reference for blocking by the switching unit.
상기 배터리와 연결되어 상기 배터리의 충전상태를 나타내는 충전상태 표시부를 더 포함하되, 상기 충전상태 표시부는 상기 배터리의 충전상태를 판단하는 비교기와; 상기 비교기와 연결되어 상기 비교기에서 판단된 충전상태를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a charging status display unit connected to the battery to indicate a charging status of the battery, wherein the charging status display unit comprises: a comparator for determining a charging status of the battery; And a display unit connected to the comparator to display a charging state determined by the comparator.
상기 비교기는 현재 충전상태가 복수의 전압레벨 중 어느 레벨에 해당하는지 판단하는 복수의 비교기를 포함하고,Wherein the comparator comprises a plurality of comparators for determining which of a plurality of voltage levels the current charge state corresponds to,
상기 표시부에는 상기 복수의 비교기에 의한 현재 배터리의 충전레벨정보가 디스플레이 되는 것을 특징으로 한다. And the display unit displays charge level information of the current battery by the plurality of comparators.
상기 비교기는 OP-AMP로 구성되는 것을 특징으로 한다. And the comparator is configured as an OP-AMP.
상기 태양전지 모듈을 구성하는 기판 중 상기 태양을 향하도록 배치되는 기판은 상기 태양전지 모듈을 구성하는 광전변환부 및 다른 기판, 그리고, 상기 발광모듈보다 크게 형성되되,Wherein the substrate arranged to face the sun of the solar cell module is formed to be larger than the photoelectric conversion unit and other substrate constituting the solar cell module and the light emitting module,
소정의 회로기판을 안착할 수 있도록 상기 태양전지 모듈을 구성하는 기판 중 상기 태양을 향하도록 배치되는 기판에 설치공간을 구비하는 것을 특징으로 한다. And an installation space is provided in the substrate arranged to face the sun among the substrates constituting the solar cell module so that a predetermined circuit board can be seated.
이러한 본 발명에 의하여 상기 태양전지모듈과 상기 발광모듈이 하나의 어셈블리로 구성됨으로써, 상기 태양전지모듈에서 얻은 전력을 상기 발광모듈에 공급할 수 있기 때문에 발광모듈을 동작하기 위한 외부 전력의 사용을 절감할 수 있다.According to the present invention, since the solar cell module and the light emitting module are constituted by a single assembly, the power obtained from the solar cell module can be supplied to the light emitting module, so that the use of external power for operating the light emitting module can be reduced .
한편, 태양전지 모듈에서 얻은 전기를 배터리에 충전하고, 이를 발광모듈에 공급함으로써, 태양전지 모듈이 발전하지 않는 경우에도 안정적인 발광모듈의 동작을 구현할 수 있다.On the other hand, by charging the battery with electricity obtained from the solar cell module and supplying it to the light emitting module, the stable operation of the light emitting module can be realized even when the solar cell module does not generate electricity.
상기 태양전지 모듈 또는 상기 배터리에서 상기 발광모듈로 전력이 공급되는 경우, 초기 공급시 발생할 수 있는 돌입전류의 영향을 제한함으로써 상기 발광모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.When power is supplied from the solar cell module or the battery to the light emitting module, damage to the light emitting module can be prevented by restricting the influence of an inrush current that may occur during initial supply.
또한, 상기 배터리의 충전상태를 인식하고 이를 표시하여 보다 용이하게 배터리의 충전상태를 사용자가 인식할 수 있도록 하였다. In addition, the charging state of the battery is recognized and displayed so that the user can more easily recognize the state of charge of the battery.
더 나아가 배터리의 충전 전압을 별도의 소프트 웨어나 마이크로 콘트롤러를 사용하여 측정하지 않고 OP-AMP비교기를 사용함으로써 충전 전압을 인식할 수 있는 구성요소에 소요되는 원가를 절감할 수 있다는 장점도 있다. Furthermore, by using the OP-AMP comparator without measuring the charging voltage of the battery using a separate software or microcontroller, it is possible to reduce the cost of the components that can recognize the charging voltage.
도1은 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리의 단면도이다.
도2는 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리의 분해사시도이다.
도3은 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리의 블록도이다.
도4는 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리에서 사용되는 돌입전류 제한부의 제1실시예의 회로도이다.
도5는 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리에서 사용되는 돌입전류 제한부의 제2실시예의 회로도이다.
도6은 본 발명에 의한 태양전지 모듈-발광모듈 어셈블리에서 사용되는 배터리의 충전상태 표시부의 회로도이다. 1 is a cross-sectional view of a solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
2 is an exploded perspective view of a solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
3 is a block diagram of a solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
4 is a circuit diagram of a first embodiment of a rush current limiting unit used in a solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
5 is a circuit diagram of a second embodiment of the inrush current limiting unit used in the solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
6 is a circuit diagram of a charging status indicator of a battery used in a solar cell module-light emitting module assembly according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보도록 하겠다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 어셈블리(1)는 태양전지 모듈(200)과 발광모듈(100)로 구성된다. 여기서 상기 발광모듈(100)은 OLED모듈로 구성되는 것이 바람직하나 이에만 한정되는 것은 아니다. As shown in FIG. 1, an assembly 1 according to the present invention includes a
상기 발광모듈(100)과 상기 태양전지 모듈(200)은 그 내부가 여러가지 층으로 적층되어 형성되어 있다. The
상기 태양전지 모듈(200)이 배치되는 곳은 태양광이 비춰지는 실외공간이고, 상기 발광모듈(100)이 배치되는 곳은 조명이 필요한 실내공간이다. The place where the
따라서, 본 발명에 의한 어셈블리(1)는 건물의 창이 배치되어야 하는 벽면에 설치되는 것이 바람직하다.Accordingly, the assembly 1 according to the present invention is preferably installed on a wall surface on which a window of the building is to be arranged.
이하에서는 본 발명에 의한 어셈블리(1)의 구성에 대하여 알아보도록 하겠다.Hereinafter, the structure of the assembly 1 according to the present invention will be described.
상기 어셈블리(1)를 구성하는 발광모듈(100)은 발광모듈 기판(101), 발광모듈 제1전극(120), 발광부(140), 발광모듈 제2전극(150), 봉지부(160)를 포함한다.The
상기 발광부(140)는 유기 발광부로 구성되는 것이 바람직하다. The
상기 기판(101)은 투명한 기판 또는 불투명한 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(101)은 유연성을 갖는 플랙시블(flexible)한 재질로 이루어질 수도 있다. The
상기 기판(101)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연상 기판으로 형성될 수 있다. The
상기 기판(101)은 다각형, 원형, 타원형, 별 모양, 임의의 곡면 등의 형상을 가질 수 있다. 기판(101) 상에는 상기 발광모듈 제1전극(120)이 형성된다. The
상기 발광모듈 제1전극(120)은 도전성 물질을 상기 발광모듈 기판(101) 상에 증착 또는 도포하여 형성될 수 있다. The light emitting module
상기 발광모듈 제1전극(120)은 불투명한 금속 물질, 예를 들어, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.The light emitting module
또한, 상기 발광모듈 제1전극(120)은 투명성 도전체, 예를 들어 ITO(Indium tin oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium zinc oxide; 인듐 징크 옥사이드), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등으로 형성될 수 있다.The light emitting module
일 예로, 상기 제1전극(120)은 ITO로 이루어진다. For example, the
상기 발광모듈 제1전극(120)은 정공 주입 전극인 (+)극이 된다. 한편, 후술하겠지만, 상기 발광모듈 제2전극(150)은 전자 주입 전극인 (-)극이 된다. The light emitting module
유기발광부로 구성되는 상기 발광부(140)는 전자-정공 쌍의 재조합의 결과로서 발광을 수행하는 발광층(emissive layer)을 구비한다. The
또한, 상기 발광부(140)는 정공주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer), 정공수송층(hole transporting layer) 및 전자수송층(electron transporting layer) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다중 막으로 구성될 수 있다. The
이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 상기 발광모듈 제1전극(120)의 상에 배치되고, 그 위에 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다. When all of these are included, a hole injection layer is disposed on the
한편, 상기 발광부(140) 위에는 발광모듈 제2전극(150)이 형성된다. The light emitting module
상기 발광모듈 제2전극(150)은 불투명한 금속 물질, 예를 들어, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. The light emitting module
또한, 상기 발광모듈 제2전극(150)은 투명성 도전체, 예를 들어 ITO(Indium tin oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium zinc oxide; 인듐 징크 옥사이드)로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 발광모듈 제2전극(150)은 알루미늄으로 이루어진다. The light emitting module
상기 발광모듈(100)이 일면 발광을 할 경우에는, 상기 발광모듈 제1전극(120)과 상기 발광모듈 제2전극(150) 중 어느 하나가 투명성 전극으로 구성된다.When the
상기 발광모듈(100)이 양면 발광을 할 경우에는, 상기 발광모듈 제1전극(120)과 상기 발광모듈 제2전극(150)은 모두 투명성 전극으로 형성된다. When the
본 발명의 경우, 일면발광을 하는 경우를 상정하였기 때문에, 상기 발광모듈 제1전극(120)은 투명성 전극으로 구성되고, 상기 발광모듈 제2전극(150)은 불투명전극으로 구성될 수 있다.In the case of the present invention, it is assumed that one-side light emission is performed. Therefore, the light emitting module
상기 봉지부재(160)은 상기 발광모듈 제2전극(150)의 상부에 마련된다. 상기 봉지부재(160)는 글래스 캔과 같은 구성으로 마련되어 상기 발광모듈(100)의 내부 구조를 봉지하는 역할을 한다. The sealing
상기 봉지부재(160)와 상기 발광모듈 제2전극(150)사이에는 외부 습기 침투를 방지하기 위한 별도의 보호층이 삽입되어 배치될 수도 있다. A separate protective layer may be interposed between the sealing
이러한 구조하에서, 상기 발광모듈 기판(101)과 상기 발광모듈 제1전극(120)을 투과한 빛이 실내공간으로 조사될 수 있도록, 상기 발광모듈 기판(101) 및 상기 발광모듈 제1전극(120)은 실내공간을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. The light emitting
한편, 본 발명에 의한 어셈블리의 일 구성요소가 되는 태양전지 모듈(200)은 상기 발광모듈(100)의 상부 측 또는 일측에 배치된다. Meanwhile, the
상기 태양전지 모듈(200)과 상기 발광모듈(100) 사이에는 이들을 접합시키는 별도의 접합부(300)가 마련되는데, 상기 접합부(300)는 본드나 또는 양면테이프와 같은 접착부재로 마련되는 것이 바람직하다. The joining
상기 태양전지 모듈(200)의 구성은 아래와 같다. The structure of the
본 발명에 의한 태양전지 모듈(200)은 제1기판(201)을 포함하며, 상기 태양전지 모듈(200)은 상기 제1기판(210)에 마련되는 태양전지 모듈 제1전극(210)과, 상기 태양전지 모듈 제1전극(220) 일측에 배치되는 광전변환부(240)를 포함한다.The
그리고, 상기 광전변환부(240)의 일측에는 태양전지 모듈 제2전극(250)이 마련되며, 상기 제2태양전지 모듈 제2전극(250)의 일측에는 제2기판(202)이 마련된다. A solar cell module
이하에서는 상기 태양전지 모듈의 각 층을 구성하는 요소에 대한 구체적인 특징에 대해서 알아보기로 하겠다. Hereinafter, specific features of the elements constituting each layer of the solar cell module will be described.
상기 태양전지 모듈(200)의 최외부, 즉, 태양광에 직접 노출이 되는 곳에는 태양전지 모듈 제1전극(220)이 형성된다. The solar cell module
상기 태양전지 모듈 제1전극(220)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al,SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. The solar cell module of the
상기 태양전지 모듈 제1전극(220)은 스퍼터링(sputtering)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, APCVE(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층할 수 있다. The
상기 태양전지 모듈 제1전극(220)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 안내하는 것이 중요하다.Since the
이를 위해서 텍스쳐링(texturing) 가공 공정을 이용하여 상기 태양전지 모듈 제1전극(220)의 표면을 요철구조로 형성할 수 있다.For this purpose, the surface of the solar cell module
상기 텍스쳐링 가공공정이란 물질 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정이다. The texturing process is a process in which the surface of the material is formed into a rugged concave-convex structure so as to be processed into the same shape as the surface of the fabric.
이는 화학증기 압착방법을 이용한 텍스쳐 성장법, 포토리소그래피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학 용액을 이용한 이방성 식각공정(antiotropic ething), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical)을 이용한 홈 형성공정 등을 통해 수행할 수 있다.This is accomplished through a texture growth method using a chemical vapor compression method, an etching process using photolithography, an anisotropic process using a chemical solution, or a grooving process using a mechanical scribing process Can be performed.
이와 같이 상기 태양전지 모듈 제1전극(220)이 요철구조로 형성되는 경우, 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율은 감소하게 되며, 그와 더불이 입사되는 태양광의 산란에 의하여 태양전지 내부로 태양광이 흡수하는 비율은 증가하게 되어, 태양전지의 효율이 증대할 수 있는 효과가 있다.When the
상기 광전변환부(240)는 P형 반도체층(241)과, I형 반도체층(242)과 N형 반도체층(243)으로 구성될 수 있다. The
I형 반도체층(242)은 진성반도체(Intrinsic Si layer)로서, 광흡수 및 내부 전기장 발생을 동시에 수행할 있도록 P형 반도체층(241)과 N형 반도체층(243) 사이에 배치된다. The I-
상기 태양전지 모듈(200)의 광전변환부(240)의 P형 반도체층(241)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세결정질 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. The P-
한편, I형 반도체층(242)과 N형 반도체층(243)은 비정질 실리콘(a-Si:H)로 형성될 수 있다. On the other hand, the I-
도시하지는 않았지만, 상기 광전변환부(240)는 장파장 영역대의 태양광과, 단파장 영역대의 태양광을 각각 포집하여 광전변환 기능을 할 수도 있다. Although not shown, the
이러한 경우에, 상기 광전변환부(240)는 장파장 영역의 광을 흡수하는 광전변환부와, 단파장 영역의 광을 흡수하는 광전변환부라는 두 개의 영역으로 나뉠 수 있다. In this case, the
장파장 영역대(대략 600~1200nm)의 태양광을 흡수하기 위하기 위하여 상기 광전변환부(240)는 전자공여체(electron donor)와 전자수용체(electron acceptor)를 이용한 저분자 또는 고분자 유기계 물질로 이루어질 수 있다.The
상기 장파장 영역의 빛을 흡수하기 위한 광전변환부를 구성하는 유기계 물질로선 전도성 또는 광전성 유기계 물질 등이 이용될 수 있다. As the organic material constituting the photoelectric conversion unit for absorbing light in the long wavelength region, a conductive or photoconductive organic material may be used.
상기 전자공여체로서는 히드라존 화합물, 피라졸린 화합물, 트리페닐케탄 화합물, 트리페닐아민 화합물, 테트라티오플루바렌, 테트라페닐테트라티오플라바렌, 폴리(3-알킬티오펜), 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들수 있다. Examples of the electron donor include a hydrazone compound, a pyrazoline compound, a triphenylketone compound, a triphenylamine compound, tetrathioflualene, tetraphenyltetrathiopravalene, poly (3-alkylthiophene), polyparaphenylenevinylene derivative , Polyfluorene derivatives, and the like.
한편, 전자 수용체로서는 InP, InAs, GaP, GaAs 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 결정, CdSe, Cds, CdTe, ZnS 등의 Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체 결정, ZnO, SiO2, TiO2, Al2O3 , 등의 산화물 결정, CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS) 등의 저분자 재료나 도전성 고분자 등을 들 수 있다. On the other hand, an electron acceptor as InP, InAs, GaP, Ⅲ-Ⅴ group compound semiconductor crystal, CdSe, Cds, a compound semiconductor crystal of Ⅱ-Ⅵ group, such as CdTe, ZnS, such as GaAs, ZnO, SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3 , etc., low-molecular materials such as CuInSe 2 (CIS) or CuInGaSe 2 (CIGS), and conductive polymers.
CIS는 밴드갭이 작아 다른 종류의 태양전지보다 단락 전류(Jsc)가 크고, 개방전압(Voc)가 낮다. 그래서 개방전압(Voc)를 증가시키기 위하여 Ga등의 원소를 첨가한 것이 CIGS이다. CIS has a smaller bandgap, so that short circuit current (Jsc) is larger and open-circuit voltage (Voc) is lower than other kinds of solar cells. Therefore, in order to increase the open-circuit voltage (Voc), CIGS is added with an element such as Ga.
상기 장파장 영역을 흡수하기 위한 광전변환부는 대기 중에서 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 안쇄법이나 코팅방법을 이용하여 형성될 수 있다.The photoelectric conversion portion for absorbing the long wavelength region may be formed in the atmosphere by an anisotropic method such as screen printing, inkjet printing, gravure printing or microcontact printing, Method. ≪ / RTI >
한편, 진공 중에서 저분자 유기계 물질을 증착하여 형성할 수 도 있다. On the other hand, it may be formed by depositing a low molecular organic material in a vacuum.
한편, 상기 장파장 영역의 빛을 흡수하기 위한 광전변환부의 상부에는 단파장 영역의 빛을 흡수하기 위한 광전변환부가 마련될 수 있다. On the other hand, a photoelectric conversion unit for absorbing light in a short wavelength region may be provided on the photoelectric conversion unit for absorbing light in the long wavelength region.
단파장 영역의 빛을 흡수하기 위한 광전변환부(240)는 단파장 영역대( 대략 300~600nm)의 광을 흡수하기 위한 반도체층으로 구성되는 것이 바람직하다. The
그리고, 상기 장파장 영역대의 광을 흡수하기 위한 광전변환부와, 단파장 영역대의 광을 흡수하기 위한 광전변환부 경계면 일부에는 절연층이 배치될 수 있다.An insulating layer may be disposed on the photoelectric conversion portion for absorbing the light of the long wavelength region band and a part of the interface of the photoelectric conversion portion for absorbing the light of the short wavelength region band.
상기 절연층은 그 경계면의 전체에 걸쳐 배치되는 것이 아니라, 일부에만 형성된다.The insulating layer is formed not only over the entirety of the interface but only over a part of the interface.
이는 상기 각 광전변환부 사이에서 이동하는 전자 또는 정공의 흐름을 특정한 부분으로 집중시킴으로써 각 광전변환부 사이의 직렬연결이 가능하게 하는 역할을 한다. This serves to enable the series connection between the photoelectric conversion units by concentrating the flow of electrons or holes moving between the photoelectric conversion units to a specific part.
여기서, 절연층은 투명한 비도전성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 절연 기능을 하는 동시에 광이 투과되게 함으로써 태양광이 절연층에 가려진 광전변환부에도 도달하도록 하기 위함이다. Here, the insulating layer is preferably made of a transparent non-conductive material. This is to allow the light to be transmitted through the insulating layer so that the solar light can reach the photoelectric conversion unit that is shielded by the insulating layer.
한편, 상기 광전변환부(240)의 일면, 즉, 태양전지 모듈 제1전극(220)이 배치된 곳의 반대면에는 상기 태양전지 모듈 제2전극(250)이 형성된다. Meanwhile, the solar cell module
상기 태양전지 모듈 제2전극(250)은 투명 전극층의 이중구조로 이루어지거나, 단일구조로 이루어질 수 있다. 또는 불투명 전극층의 이중구조 또는 단일구조로 이루어질 수도 있다.The solar cell module
투명전극층의 경우에는 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. In the case of the transparent electrode layer, a transparent conductive material such as ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, SnO2, SnO2: F or ITO (Indium Tin Oxide) may be formed by a sputtering method or a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) Can be formed.
불투명 전극층의 경우에는 투명 전극층 상에 형성되거나 또는 상기 제1기판(220)의 상면에 형성될 수 있는데, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질을 스퍼터링(Sputtering) 법 등을 이용하여 형성할 수 있다. In the case of the opaque electrode layer, it may be formed on the transparent electrode layer or on the upper surface of the
또는 상기 금속물질의 페이스트(paste)를 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯 인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법을 이용하여 형성할 수 있다.Or a paste of the metal material is formed by a printing method such as screen printing, inkjet printing, gravure printing or microcontact printing, can do.
상기 태양전지 모듈 제2전극(250)의 일측에는 상기 제2기판(202)가 마련되는데, 상기 제2기판(202)는 유리기판이나 플라스틱 기판으로 마련되는 것이 바람직하며, 투명재질 또는 반 투명재질로 구성되는 것이 바람직하다.The
상기 제2기판(202)과 상기 봉지부재(160) 사이에는 상기 접합부(300)가 마련되는데, 상기 접합부(300)는 상기 발광모듈(100)과 상기 태양전지 모듈(200)를 접합하여 이들을 고정시키는 역할을 수행할 뿐더러, 상기 태양전지 모듈(200)에서 발생하는 열이 상기 발광모듈(100)로 전달되는 것을 최소화 할 수 있는 역할을 수행한다.The joining
즉, 상기 태양전지 모듈(200)에서 발전 작용이 일어나면, 상기 태양전지 모듈(200)의 온도가 70~80℃에 이르게 되고, 이러한 고열이 상기 발광 모듈(100)에 전달되면 상기 발광부(140)의 열화작용을 초래하여 수명을 단축시킨다.That is, when a power generation operation occurs in the
따라서, 이러한 열전달을 방지하거나 최소화 하기 위하여 상기 접합층(300)은 실란트나 그래핀과 같이 접합성과 방열성능이 우수한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. Therefore, in order to prevent or minimize such heat transfer, it is preferable that the
도2에서 도시한 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(200)과 상기 발광모듈(100)은 상기 접합층(300)에 의하여 접합될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
여기서, 상기 태양전지 모듈(200)의 제1기판(201)의 일측에는 각종 회로 소자들이 설치될 수 있는 회로기판(310)이 마련된다. 상기 회로기판(310)은 고정회로기판 또는 플렉서블 회로기판으로 구성될 수 있다.Here, a
상기 회로기판(310)의 설치를 위하여 상기 제1기판(201)의 크기는 다른 구성요소의 크기보다 크게 형성됨으로써, 별도의 회로기판(310)의 설치공간(201a)을 구비할 수 있다. The size of the
즉, 상기 제1기판(201)은 일 방향으로 소정 거리(D)만큼 연장되어 상기 설치공간(201a)을 형성할 수 있다. 상기 제1기판(201)을 제외한 다른 구성들은 상기 소정거리만큼 상기 제1기판(201)보다 짧게 형성된다.That is, the
상기 발광모듈(100) 및 상기 제2기판(202), 상기 태양전지 모듈 제1,2전극(220,250), 상기 광전변환부(240)의 길이 또는 크기는 상기 제1기판(201)보다 소정거리(D)만큼 작게 또는 짧게 형성되는 것이 바람직하다.The length or the size of the
설명하지 않은 도면번호 11,12는 상기 발광모듈(100)의 제1,2전극(120, 150)에 전원을 공급하는 배선이고, 도면번호 21,22는 상기 태양전지 모듈(200)의 제1,2전극(220,250)으로부터 공급되는 전원을 외부로 안내하는 배선이다.
각 배선은 소정의 폭과 길이를 갖는 전극리본 형태로 마련되는 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. Each of the wirings is preferably provided in the form of an electrode ribbon having a predetermined width and length, but the present invention is not limited thereto.
도3은 본 발명에 태양전지 모듈 및 발광 모듈 어셈블리의 제어블록도이다.3 is a control block diagram of a solar cell module and a light emitting module assembly according to the present invention.
도3에서 도시한 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(100)은 상기 배터리(400) 및 상기 발광모듈(200)과 연결되고, 상기 배터리(400)는 상기 발광모듈(200)과도 연결된 상태를 유지한다.3, the
한편, 본 발명의 어셈블리는 상기 태양전지모듈(100)와 연결되는 전류계(421)와 전압계(422)를 구비하는데, 상기 전류계(421)와 상기 전압계(422)는 상기 태양전지모듈(100)에서 발전되어 상기 태양전지모듈(100) 외부로 나오는 전기의 전류와 전압을 측정할 수 있다.The assembly of the present invention includes an
상기 전류계(421)와 상기 전압계(422)는 소정의 전원부(예, 건전지)(430)와 연결되어 전력을 공급받는다. The
상기 전류계/전압계(421,422)와 상기 전원부(430) 사이에는 제1스위치(441)가 마련되어 상기 전원부(430)로부터 상기 전류계(421) 및 상기 전압계(422)로 전기를 선택적으로 공급할 수 있다.A
상기 태양전지모듈(100)에서 발전된 전기은 상기 발광모듈(200)에 직접적으로 공급될 수 있고, 또는 상기 배터리(400)에 충전될 수 있다.Electricity generated in the
상기 배터리(400)에 충전된 전기는 선택적으로 상기 발광모듈(200)에 공급될 수 있다.Electricity charged in the
이때, 상기 발광모듈(200)에 공급되는 전력이 태양전지모듈(100)로부터 공급될지 아니면, 상기 배터리(400)로부터 공급될지, 아니면 전력 공급 자체를 차단할지는 제2스위치(442)의 동작에 의하여 결정된다.At this time, whether the power supplied to the
태양광 발전이 원활한 주간에는 상기 발광모듈(200)에 태양전지모듈(100)로부터 발전된 전력이 상기 발광모듈(100)에 직접적으로 공급될 것이고, 야간이나 주간 중 흐린 날과 같이 태양광 발전이 어려운 때에는 상기 배터리(400)로부터 상기 발광모듈(200)에 전력에 공급될 것이다. The power generated from the
상기 배터리(400)에는 제3스위치(443)가 마련되어, 상기 배터리(400)의 충전 작용을 선택적으로 수행할 수 있다.The
또한, 상기 배터리(400)에는 충전상태 표시부(500)가 마련되어 상기 배터리(400)에 충전된 상태를 외부에서 인지하도록 할 수 있다.Also, the
상기 어셈블리에는 제어부(600)가 마련되어 상기 제1~3스위치(441,442,443)의 구동을 제어하고, 상기 전류계(421) 및 상기 전압계(422)에서 인식된 전류 또는 전압 데이터를 근거하여 상기 태양전지 모듈(100)과 상기 발광 모듈(200)의 동작, 그리고, 상기 충전 상태 표시를 제어한다. The assembly is provided with a
한편, 상기 제2스위치(442)의 입력단에 연결되는 배선, 즉, 상기 태양전지모듈(100)와 연결되는 배선과, 상기 배터리(400)와 연결되는 배선에는 컨버터(610)가 마련된다.A
여기서, 상기 컨버터(610)는 직류-직류(DC-DC)컨버터로 구성된다. Here, the
상기 컨버터(610)는 상기 태양전지모듈(100) 또는 상기 배터리(400)에서 상기 발광모듈(200)로 인입되는 전압을 감압하거나 승압하는 역할을 수행한다. The
한편, 본 발명의 어셈블리에는 돌입 전류가 상기 발광모듈(200)로 공급되는 것을 방지할 수 있는 돌입 전류 제한부(700)가 마련된다.Meanwhile, the inrush
상기 돌입 전류 제한부(700)는 상기 태양전지모듈(100)와 상기 발광모듈(200) 사이 또는 상기 배터리(400)와 상기 발광모듈(200) 사이에 마련되는 것이 바람직하다.The inrush
상기 돌입 전류 제한부(700)는 상기 태양전지 모듈(100) 또는 상기 배터리(400)에서 상기 발광모듈(200)로 공급되는 전류성분 중 돌입전류를 제한하는 역할을 수행한다. The inrush
본 발명의 어셈블리에서 상기 태양전지모듈(100) 및 상기 배터리(400)에서 공급되는 전압과 상기 발광모듈(200)에 공급되는 전압은 모두 직류(DC)인데, 통상적으로 직류-직류 전압 변환(DC-DC converter) 회로는 초기 입력단의 스위치를 턴 온 하는 경우 회로 내부에 유입되는 전류가 정격 전류보다 현저하게 큰 전류가 순간적으로 유입된다.In the assembly of the present invention, both the voltage supplied from the
이와 같이 순간적으로 유입되는 현저하게 큰 전류를 돌입전류라고 한다. The remarkably large current that flows instantaneously is called an inrush current.
돌입전류가 반복적으로 상기 발광모듈(200)에 유입될 경우, 상기 발광모듈(200)의 소자 이상을 일으키는데, 이를 구체적으로 보면 발광영역의 감소, 패널 저항값 감소 이어져서 패널에서의 쇼트를 일으킨다.When an inrush current is repeatedly injected into the
도4는 본 발명에 따른 돌입 전류 제한부의 일 실시예이다.4 is an embodiment of the inrush current limiting unit according to the present invention.
도4에서 도시한 바와 같이, 상기 돌입전류 제한부(700)는 역전압 차단을 위한 정류 다이오드(710)와 제너 다이오드(720)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the inrush
상기 정류 다이오드(710)와 상기 제너다이오드(720)는 병렬 연결되는 상태로 구현된다. The
상기 태양전지 모듈(100) 또는 상기 배터리(400)에서 전력이 상기 발광모듈(200)로 공급되면 순간적으로 큰 진폭을 갖는 전류가 공급되고, 일정 시간이 지나면 평활한 상태가 된다.When electric power is supplied from the
이와 같이, (+)값과 (-) 값을 가지면서 크게 요동치는 돌입전류가 상기 발광모듈(200)로 공급되는 경우에는 상술한 바와 같이 상기 발광모듈에 손상을 가한다. As described above, when an inrush current having a (+) value and a negative (-) value and largely oscillating is supplied to the
따라서, 소정 범위를 벗어나는 전류의 영향을 제거하기 위하여 상기 돌입전류 제한부(700)에서는 소정 전압범위를 기준으로 하여 그 기준에 맞는 전류의 흐름이 상기 발광 모듈에 공급되도록 한다.Accordingly, the inrush
여기서, 역전압성분(A)은 상기 정류 다이오드(710)가 담당하는데, 상기 정류 다이오드(710)는 제1기준전압 이상의 전압에 대응되는 전류가 상기 발광모듈(200)에 공급되도록 하고, 제1기준전압 이하의 전압에 대응되는 전류의 공급은 차단한다.Here, the rectifying
한편, 순전압성분(B)은 상기 제너다이오드(720)가 담당하는데, 상기 제너 다이오드(720)는 순전압성분(B) 중에서 상기 제2기준 전압 이하의 전압에 대응되는 전류가 상기 발광모듈(200)에 공급되도록 하고, 상기 제2기준 전압 이상의 전압에 대응되는 전류가 상기 발광모듈(200)에 공급되는 것을 차단한다. Meanwhile, the forward voltage component B is controlled by the
따라서, 상기 제너다이오드(720)와 상기 정류다이오드(710)에 의하여 상기 발광모듈(200)에 공급되는 전류 범위는 상기 제1기준전압 이상의 전압에 대응되는 전류의 값이 하한선, 상기 제2기준전압 이하의 전압에 대응되는 전류의 값이 상한선이 된다. Therefore, the current range supplied to the
여기서 설명되지 않은 도면부호 800은 레귤레이터이며, 상기 레귤레이터(800)는 상기 배터리(400) 또는 상기 태양전지 모듈(100)로부터 나오는 전압을 감압 또는 승압시켜서 상기 발광모듈(200)로 공급한다.
도5는 본 발명에 따른 돌입 전류 제한부의 제2실시예이다.5 is a second embodiment of the inrush current limiting unit according to the present invention.
상기 돌입전류 제한부(200)는 제1트랜지스터(731)와, 제1트랜지스터(731)와 병렬 연결된 제2트랜지스터(732), 상기 제1트랜지스터(731)의 에미터와 상기 제2트랜지스터(732)의 컬렉터와 연결되는 제1저항(751)과, 상기 제1저항(751)과 연결되는 스위칭 부(740)와, 상기 스위칭부(740)와 상기 발광모듈(200) 사이에 연결되는 제2저항(752)과, 다이오드(760)를 포함한다.The inrush
여기서 상기 스위칭부(740)는 FET 또는 MOSFET로 구성될 수 있다. Here, the
상기 제1트랜지스터(731)는 순전압 성분에 대응되는 전류(B)를 상기 스위칭부(740) 방향으로 안내하고, 상기 제2트랜지스터(732)는 역전압 성분에 대응되는 전류(A)를 상기 스위칭부(740) 방향으로 안내하는 역할을 수행한다.The
상기 제1저항(751)은 상기 제1,2트랜지스터(751,752)와 상기 스위칭부(740) 사이에 마련되어 전압강하를 유발하여 초기 돌입전류를 억제하는 역할을 수행하고, 상기 다이오드(760)는 입력된 전압레벨을 일정하게 유지하는 역할을 수행한다. The
상기 제2저항(752)은 상기 스위칭부(740)와 상기 발광모듈(200) 사이에 마련되어 상기 스위칭부(740)에서 차단 여부의 기준이 되는 전압레벨을 결정한다. The
그리고, 상기 스위칭부(740)는 전력공급이 시작되는 경우, 시작되자마자 일시적으로 off 상태가 되었다가 소정 시간이 지난 이후에 on 상태가 됨으로써 상기 발광모듈(200)에 전기가 공급될 수 있도록 한다.When the power supply is started, the
즉, 상기 태양전지 모듈(100)이나 상기 배터리(400)에서 공급이 시작되자 마자, 전류성분은 일정 초기 시간동안 양의 영역과 음의 영역에서 요동을 치면서 공급되어 돌입전류를 형성하는데, 순전압에 대응되는 전류(B)는 상기 제1트랜지스터(731)를 통과하여 상기 스위칭부(740)로 향하고, 역전압에 대응되는 전류(A)는 제2트랜지스터(732)를 통과하여 상기 스위칭부(740)로 향한다.That is, as soon as the supply from the
상기 제1,2트랜지스터(731,732)와 상기 스위칭부(740) 사이에 상기 제1저항(751)이 존재하므로 여기서, 상기 돌입전류를 영향을 1차적으로 줄일 수 있다. 한편, 상기 스위칭부(740)는 상기 소정시간 동안 off 상태를 유지하는데, 이 소정시간이 상기 돌입전류가 형성되는 일정 초기 시간에 대응되는 것이 바람직하다.Since the
그리고, 상기 스위칭부(740)가 on 되면 상기 돌입전류가 나타나는 시간은 지나간 뒤 이므로 이러한 돌입전류가 상기 발광모듈(200)로 인입되는 것을 방지할 수 있다. When the
상기 스위칭부(740)가 off 상태에서 on 상태로 시간 지연되어 구동하는 경우, 시간지연과 관련된 상기 스위칭부(740)의 시정수를 결정하는 별도의 회로가 마련되는 것이 바람직하다.In the case where the
한편, 상기 제2 저항(752)은 상술한 바와 같이 상기 발광모듈(200)로 인가될 수 있는 적정전압레벨을 결정하는 역할을 하는데, 즉, 상기 제2저항(752)의 크기에 따라서 상기 발광모듈(200)에 인가될 수 있는 전압의 범위 및 이에 대응되는 전류의 범위가 정해질 수 있는 것이다.The
여기서 설명되지 않은 도면부호 800은 레귤레이터이며, 상기 레귤레이터(800)는 상기 배터리(400) 또는 상기 태양전지 모듈(100)로부터 나오는 전압을 감압 또는 승압시켜서 상기 발광모듈(200)로 공급한다.
도6은 본 발명이 배터리(400)의 충전상태를 알려주는 충전상태 표시부(500)의 개략도이다.FIG. 6 is a schematic diagram of a charge
상기 충전상태 표시부(500)는 현재 충전된 전압이 어느 전압레벨에 속하는지 비교하는 적어도 하나 이상의 비교기(510)와, 상기 비교기(510)의 비교 결과에 따라서 충전 전압의 전압레벨을 디스플레이하는 표시창(520)을 포함한다.The charge
여기서 상기 비교기(510)는 OP-AMP로 구성되며, 각각의 비교기(510)는 입력된 배터리(400)의 전압을 분배하여 입력되는 전압을 비교한다.Here, the
본 도면에서 가장 좌측에 있는 비교기를 제1비교기(511)라 하고, 순서에 따라 비교기의 순번을 제2비교기(512), 제3비교기(513), 제4비교기(514)라고 하겠다.In the figure, the leftmost comparator is referred to as a
여기서, 상기 제1~4비교기(511~514)에서는 비교 기준이 되는 제1~4기준전압과 배터리(400)에서 입력된 전압을 비교한다.Here, the first to
그리고 상기 표시창(520)에는 현재 배터리(400)의 전압레벨을 나타내는 전압레벨 정보가 표시된다. 상기 전압레벨정보(521)는 인디케이터 또는 아이콘 형태로 나타날 수 있다.In the
즉, 도6에서 도시된 바와 같이, 상기 전압레벨 정보는 충전량 25%, 50%, 75%, 100% 로 최대 충전량의 상대적인 비율로 표시될 수 있다.That is, as shown in FIG. 6, the voltage level information may be expressed as a relative ratio of the maximum charge amount to 25%, 50%, 75%, and 100% of the charge amounts.
다만, 이러한 비율표시는 숫자로도 표시될 수 있다. However, such a ratio indication may also be expressed as a number.
상기 배터리의 입력전압이 제4비교기(514)의 제4기준전압과 동일하면 4개의 바(bar), 즉 100%로 표시거나 해당 충전비율을 나타내는 숫자로 표시될 수 있다.If the input voltage of the battery is equal to the fourth reference voltage of the
한편, 상기 배터리의 입력전압이 제4비교기(514)의 제4기준전압보다 작고 상기 제3비교기(513)의 제3기준전압과 동일하거나 크면 동일하면 3개의 바(bar), 즉 75%로 표시되거나 해당 충전비율을 나타내는 숫자로 표시될 수 있다. If the input voltage of the battery is smaller than the fourth reference voltage of the
한편, 상기 배터리의 입력전압이 제3비교기(513)의 제3기준전압보다 작고 상기 제2비교기(512)의 제2기준전압과 동일하거나 크면 동일하면 2개의 바(bar), 즉, 50%로 표시되거나 해당 충전비율을 나타내는 숫자로 표시될 수 있다. If the input voltage of the battery is smaller than the third reference voltage of the
한편, 상기 배터리의 입력전압이 제2비교기(512)의 제2기준전압보다 작고 상기 제1비교기(511)의 제1기준전압과 동일하거나 크면 동일하면 1개의 바(bar), 즉25%로 표시되거나 해당 충전비율을 나타내는 숫자로 표시될 수 있다. On the other hand, if the input voltage of the battery is smaller than the second reference voltage of the
그리고, 상기 배터리(400)의 입력전압이 제1비교기(511)의 제1기준전압보다 작은 경우, 해당 충전비율을 나타내는 숫자나 0%로 표시될 수 있다. If the input voltage of the
100: 태양전지모듈 200: 발광모듈
400: 배터리 500: 충전상태 표시부
700: 돌입전류제한부100: solar cell module 200: light emitting module
400: Battery 500: Charge status indicator
700: Inrush current limiting unit
Claims (11)
상기 태양 전지 모듈과 결합되는 발광 모듈;
상기 태양 전지 모듈로부터 발생된 전기를 충전하는 배터리;
상기 태양 전지 모듈로부터 공급되는 전원에서 발생되는 돌입전류를 제한하는 제1 돌입 전류 제한부;
상기 배터리로부터 공급되는 전원에서 발생되는 돌입전류를 제한하는 제2 돌입 전류 제한부; 및
상기 제1 돌입 전류 제한부 및 상기 제2 돌입 전류 제한부의 출력을 상기 발광모듈로 선택적으로 공급하는 스위치를 포함하는 태양 전지 모듈-발광 모듈 어셈블리. Solar cell module;
A light emitting module coupled to the solar cell module;
A battery for charging electricity generated from the solar cell module;
A first inrush current limiting unit configured to limit an inrush current generated from a power source supplied from the solar cell module;
A second inrush current limiting unit for limiting an inrush current generated from a power source supplied from the battery; And
And a switch for selectively supplying the output of the first inrush current limiting unit and the second inrush current limiting unit to the light emitting module.
상기 제1 돌입 전류 제한부는 상기 태양 전지 모듈 및 상기 발광 모듈과 직렬 연결되고,
상기 제2 돌입 전류 제한부는 상기 배터리 및 상기 발광 모듈과 직렬 연결되며,
상기 제1 및 제2 돌입 전류 제한부 각각은,
제1 기준 이하의 역전압 성분에 대응되는 전류를 차단하는 제1 다이오드; 및
상기 제1 다이오드와 병렬 연결되며 제2 기준 이상의 순전압 성분에 대응되는 전류를 차단하는 제2 다이오드를 포함하는 태양 전지 모듈-발광 모듈 어셈블리. The method according to claim 1,
Wherein the first inrush current limiting unit is connected in series with the solar cell module and the light emitting module,
Wherein the second inrush current limiting unit is connected in series with the battery and the light emitting module,
Wherein each of the first and second inrush current limiting portions comprises:
A first diode for blocking a current corresponding to a reverse voltage component below a first reference; And
And a second diode connected in parallel with the first diode and blocking a current corresponding to a forward voltage component of a second reference or higher.
상기 제1 돌입 전류 제한부는 상기 태양 전지 모듈 및 상기 발광 모듈과 병렬 연결되고,
상기 제2 돌입 전류 제한부는 상기 배터리 및 상기 발광 모듈과 병렬 연결되며,
상기 제1 및 제2 돌입 전류 제한부 각각은,
제1 기준 이하의 음전압 또는 제2 기준 이상의 양전압이 상기 발광 모듈로 공급되지 않도록 차단하는 스위칭부;
상기 스위칭부와 연결되어 순전압 성분에 대응되는 전류를 상기 스위칭부로 안내하는 제1 트랜지스터부; 및
상기 제1 트랜지스터부와 병렬 연결되며 음전압 성분을 상기 스위칭부로 안내하는 제2 트랜지스터부를 포함하는 태양 전지 모듈-발광 모듈 어셈블리. The method according to claim 1,
Wherein the first inrush current limiting unit is connected in parallel with the solar cell module and the light emitting module,
Wherein the second inrush current limiting unit is connected in parallel with the battery and the light emitting module,
Wherein each of the first and second inrush current limiting portions comprises:
A switching unit for blocking a negative voltage below the first reference voltage or a positive voltage beyond the second reference voltage from being supplied to the light emitting module;
A first transistor unit connected to the switching unit to guide a current corresponding to a forward voltage component to the switching unit; And
And a second transistor part connected in parallel to the first transistor part and guiding a negative voltage component to the switching part.
상기 제1 및 제2 트랜지스터부와 상기 스위칭부 사이에 마련되어 돌입 전류를 감소시키는 제1 저항을 더 포함하는 태양 전지 모듈-발광 모듈 어셈블리. 5. The method of claim 4,
And a first resistor provided between the first and second transistor units and the switching unit to reduce an inrush current.
상기 스위칭부와 상기 발광 모듈 사이에 마련되어 상기 스위칭부에서 차단 여부의 기준이 되는 전압 레벨을 결정하는 제2 저항을 더 포함하는 태양 전지 모듈-발광 모듈 어셈블리. 5. The method of claim 4,
And a second resistor provided between the switching unit and the light emitting module to determine a voltage level that is a reference for blocking in the switching unit.
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