用于光学可切换装置的控制器制造方法及图纸

本公开大体涉及光学可切换装置，并且更具体地涉及用于控制光学可切换装置的系统、设备和方法。在一些实现方式中，用于控制一个或多个光学可切换装置的设备包含处理单元、调压器和极性开关。所述处理单元可以基于光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号、以及极性控制信号。所述调压器可以接收处于第一电压的电力，并且基于所述命令电压信号增加或减小所述第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号。极性开关可以接收处于所述经调节电压的所述DC电压信号，以便基于所述极性控制信号保持或反转所述DC电压信号的极性。所述极性开关可以输出处于所述经调节电压并处于基于所述极性控制信号的所述极性的所述DC电压信号以便给所述光学可切换装置供电。在一些其他实现方式中，所述设备包含处理单元、能量储存装置、以及第一调压器和第二调压器。

Controller for optical switchable device

The disclosure generally relates to optical switchable devices, and more specifically to systems, devices and methods for controlling optical switchable devices. In some implementations, the devices used to control one or more optical switchable devices include processing units, voltage regulators and polarity switches. The processing unit can generate a command voltage signal and a polarity control signal based on the target optical state of the optical switchable device. The voltage regulator may receive electric power at the first voltage and increase or reduce the amplitude of the first voltage based on the command voltage signal to provide an DC voltage signal at an adjusted voltage. The polarity switch can receive the DC voltage signal that is in the regulated voltage so as to maintain or reverse the polarity of the DC voltage signal based on the polar control signal. The polar switch can output the said DC voltage signal at the adjusted voltage and be based on the polarity of the polarity control signal of the said polarity in order to supply power to the optical switchable device. In some other implementations, the device includes a processing unit, an energy storage device, a first voltage regulator and a second voltage regulator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学可切换装置的控制器优先权数据本专利文件要求Brown等人于2015年10月29日提交的题目为CONTROLLERSFOROPTICALLY-SWITCHABLEDEVICES的共同未决和共同转让的美国临时专利申请号62/248,181(代理人案卷号VIEWP083P)的优先权，所述专利申请据此以其全文并出于所有的目的通过引用并入。
本公开大体涉及光学可切换装置，并且更具体地涉及用于光学可切换装置的控制器。
技术介绍
考虑到能源效率和系统集成的发展加快，已经增加光学可切换窗的开发和部署。电致变色窗是一类很有前途的光学可切换窗。电致变色为某一材料在被激励至不同的电子状态下时显示出在一个或多个光学性质中的可逆的电化学介导的变化的现象。电致变色材料和由所述材料制成的装置可被并入到例如窗中以用于家用、商用或其他用途。电致变色窗的颜色、着色、透射率、吸收率或反射率可通过诱导电致变色材料中的变化而改变，例如，通过跨越电致变色材料施加电压。此类功能可允许对可穿过窗的光的各种波长的强度的控制。相对近期关注的一个领域在智能控制系统和算法中，所述智能控制系统和算法用于驱动光学可切换的窗中的光学转变以提供期望的照明条件，同时减少此类装置的功耗并提高此类装置与之集成的系统的效率。附图说明图1示出根据一些实现方式的示例电致变色窗100的横截面侧视图。图2说明根据一些实现方式的示例控制分布。图3示出根据一些实现方式的可操作用于控制多个IGU的示例网络系统的方块图。图4示出根据一些实现方式的示例主控制器(MC)的方块图。图5示出根据一些实现方式的示例网络控制器(NC)的方块图。图6示出根据一些实现方式的示例窗控制器(WC)的电路示意图。图7示出根据一些实现方式的用于将窗控制器耦合到IGU的示例连接架构的图。图8示出根据一些实现方式的网络控制器的示例模块的方块图。各图中的相同的参考数字和标号指示相同的元件。具体实施方式以下具体实施方式出于公开主题的目的而涉及特定的示例实现方式。尽管足够详细地描述所公开的实现方式以使得所属领域的技术人员能够实践所公开的主题，但本公开并不限于本文中描述的特定示例实现方式的特定特征。相反，本文中所公开的概念和教示可在不脱离其精神和范围的情况下以多种不同的形式和方式实施和应用。例如，虽然所公开的实现方式聚焦于电致变色窗(也被称为智能窗)，但本文中所公开的系统、装置以及方法中的一些可在没有过度的实验的情况下实现、应用或使用以并入，或同时并入其他类型的光学可切换装置。一些其他类型的光学可切换装置包含液晶装置、悬浮颗粒装置以及甚至微遮光帘等等。例如，此类其他光学可切换装置中的一些或全部可由本文中描述的控制器的所公开实现方式中的一个或多个提供动力、驱动或以其他方式控制或与之集成。另外，在以下描述中，短语“可操作用于”、“经调试以”、“经配置以”、“经设计以”、“经编程以”或“能够”在适当时可互换地使用。示例电致变色窗架构图1示出根据一些实现方式的示例电致变色窗100的横截面侧视图。电致变色窗为一种光学可切换窗，所述光学可切换窗包含用于提供着色或上色的电致变色装置(ECD)。示例电致变色窗100可制造、配置或以其他方式提供为绝缘玻璃单元(IGU)且将在下文中也被称为IGU100。例如，通常使用此惯例，因为此惯例为常见的，且因为可期望使IGU在提供用于安装在建筑物中时用作用于固持电致变色窗格(也称为“窗片(lite)”)的重要构造。IGU窗片或窗格可为单一衬底或多衬底构造，例如两个衬底的层压制件。IGU，尤其是具有双窗格或三窗格配置的那些IGU，可提供优于单窗格配置的多个优点；例如，在与单窗格配置相比时，多窗格配置可提供增强的隔热、隔音、环境保护和/或耐久性。多窗格配置还可提供例如对ECD增加的保护，因为电致变色薄膜以及相关联的层和传导互连件可形成于多窗格IGU的内表面上，且通过IGU的内部容积108中的惰性气体填充来保护。图1更确切地说示出包含具有第一表面S1和第二表面S2的第一窗格104的IGU100的示例实现方式。在一些实现方式中，第一窗格104的第一表面S1面向外部环境，例如室外或外部环境。IGU100还包含具有第一表面S3和第二表面S4的第二窗格106。在一些实现方式中，第二窗格106的第二表面S4面向内部环境，例如家、建筑物或车辆的内部环境，或在家、建筑物或车辆内的房间或隔间。在一些实现方式中，第一窗格104和第二窗格106中的每一个为透明的或半透明的，至少对可见光谱中的光透明或半透明。例如，窗格104和106中的每一个可由玻璃材料形成，且尤其由建筑玻璃或例如硅氧化物(SOx)基的玻璃材料等其他抗碎裂玻璃材料形成。作为更具体的实例，第一窗格104和第二窗格106中的每一个可为碱石灰玻璃衬底或浮法玻璃衬底。此类玻璃衬底可由例如近似75％的二氧化硅(SiO2)和Na2O、CaO以及若干少量的添加剂构成。然而，第一窗格104和第二窗格106中的每一个可由具有合适的光学、电气、热以及机械性质的任何材料形成。例如，可用作第一窗格104和第二窗格106中的一个或两个的其他合适的衬底可包含其他玻璃材料以及塑料、半塑料以及热塑性材料(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚酰胺)或镜面材料。在一些实现方式中，第一窗格104和第二窗格106中的每一个可例如通过回火、加热或化学增强来增强。通常，第一窗格104和第二窗格106中的每一个以及IGU100作为一个整体为长方体。然而，在一些其他实现方式中，其他形状为可能的且可为期望的(例如，圆形、椭圆形、三角形、曲线形、凸形或凹形形状)。在一些特定实现方式中，第一窗格104和第二窗格106中的每一个的长度“L”可在近似20英寸(in.)至近似10英尺(ft.)的范围中，第一窗格104和第二窗格106中的每一个的宽度“W”可在近似20in.至近似10ft.的范围中，且第一窗格104和第二窗格106中的每一个的厚度“T”可在近似0.3毫米(mm)至近似10mm的范围中(但更小或更大的其他长度、宽度或厚度为可能的，且可基于特定的用户、管理者、管理员、建筑者、建筑师或主人的需要而为期望的)。在衬底104的厚度T小于3mm的实例中，衬底通常层压至另外衬底，所述另外衬底较厚且因此保护薄衬底104。另外，虽然IGU100包含两个窗格(104和106)，但在一些其他实现方式中，IGU可包含三个或更多个窗格。此外，在一些实现方式中，窗格中的一个或多个自身可为两个、三个或更多个层或子窗格的层状结构。第一窗格104和第二窗格106通过通常为框架结构的间隔物118彼此间隔开，以形成内部容积108。在一些实现方式中，内部容积用氩气(Ar)填充，但在一些其他实现方式中，内部容积108可用另一气体填充，例如另一惰性气体(例如，氪气(Kr)或氙气(Xn))、另一(非惰性)气体或气体的混合物(例如，空气)。用例如Ar、Kr或Xn等气体填充内部容积108由于这些气体的低热导率可减少通过IGU100的热传导，以及由于所述气体的增加的原子量而改进隔音。在一些其他实现方式中，内部容积108可抽空空气或其他气体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制一个或多个光学可切换装置的设备，所述设备包括：处理单元，其被配置来基于光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号，所述处理单元还被配置来产生极性控制信号；调压器，其被配置来接收处于第一电压的电力，并且基于所述命令电压信号增加或减小所述第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号；以及极性开关，其被配置来接收处于所述经调节电压的所述DC电压信号，基于所述极性控制信号保持或反转所述DC电压信号的极性，并且输出处于所述经调节电压和基于所述极性控制信号的所述极性的所述DC电压信号以便给所述光学可切换装置供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 US 62/248,1811.一种用于控制一个或多个光学可切换装置的设备，所述设备包括：处理单元，其被配置来基于光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号，所述处理单元还被配置来产生极性控制信号；调压器，其被配置来接收处于第一电压的电力，并且基于所述命令电压信号增加或减小所述第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号；以及极性开关，其被配置来接收处于所述经调节电压的所述DC电压信号，基于所述极性控制信号保持或反转所述DC电压信号的极性，并且输出处于所述经调节电压和基于所述极性控制信号的所述极性的所述DC电压信号以便给所述光学可切换装置供电。2.如权利要求1所述的设备，其还包括第一下变频器，所述第一下变频器被配置来接收处于电源电压的电源信号，将所述电源电压的幅值减小到所述第一电压，并且提供处于所述第一电压的所述电力。3.如权利要求2所述的设备，其还包括第二下变频器，所述第二下变频器被配置来接收处于所述电源电压的所述电源信号，将所述电源电压的所述幅值减小到第三电压，并且提供所述第三电压以便给所述处理单元供电。4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中：所述调压器包括H桥电路以便基于所述命令电压信号产生脉宽调制(PWM)信号；以及所述调压器包括至少一个电感元件以对所述PWM信号滤波以便提供所述DC电压信号。5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述调压器能够以突发模式进行操作。6.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述处理单元被配置来使得所述设备的一个或多个部件至少部分地响应于已经达到所述目标光学的指示而进入第一睡眠模式。7.如权利要求6所述的设备，其中所述处理单元还被配置来使得所述调压器在所述第一睡眠模式期间进入高阻抗状态。8.如权利要求6或7所述的设备，其中所述处理单元还被配置来响应于所述光学可切换装置的着色状态已经穿过阈值的指示，使得所述一个或多个部件从所述第一睡眠模式唤醒。9.如权利要求6-8中任一项所述的设备，其中所述处理单元还被配置来至少部分地响应于所述设备的所述一个或多个部件处于所述第一睡眠模式持续指定的持续时间，进入第二睡眠模式。10.如权利要求9所述的设备，其中所述处理单元还被配置来以指定间隔定期地从所述第二睡眠模式唤醒。11.如权利要求9所述的设备，其中所述处理单元还被配置来响应于来自控制器或传感器的中断，从所述第二睡眠模式唤醒。12.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述处理单元被配置来从存储器读取：一个或多个装置参数，一个或多个第一驱动参数，以及与所述光学可切换装置相关联的一个或多个窗片识别符。13.如权利要求12所述的设备，其中所述处理单元还被配置来使得所述设备将所述一个或多个装置参数、所述一个或多个第一驱动参数、所述一个或多个窗片识别符、以及所述设备的识别符发送到所述设备外部的控制器。14.如权利要求12或13所述的设备，其中所述处理单元还被配置来：处理从所述控制器接收的一个或多个第二驱动参数，所述一个或多个第二驱动参数是由所述设备先前发送到所述控制器的经修改的驱动参数，以及使得将所述一个或多个第二驱动参数应用于驱动所述光学可切换装置。15.一种用于控制一个或多个光学可切换装置的设备，所述设备包括：处理单元，其被配置来基于光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号；能量储存装置；第一调压器，其被配置来从所述能量储存装置接收处于第一电压的电力，并且基于所述命令电压信号增加或减小所述第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号以便给所述光学可切换装置供电；以及第二调压器，其被配置来从光伏电池接收电力并且调节来自所述光伏电池的所述电力以便给所述能量储存装置充电。16.如权利要求15所述的设备，其中：所述第一调压器包括H桥电路以便基于所述命令电压信号产生PWM信号；以及所述第一调压器包括至少一个电感元件以对所述PWM信号滤波以便提供所述DC电压信号。17.如权利要求15或16所述的设备，其中所述第一调压器能够以突发模式进行操作。18.一种用于控制一个或多个光学可切换装置的系统，所述系统包括：控制光学可切换装置的窗控制器，所述窗控制器包括：处理单元，其被配置来基于所述光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号，所述处理单元还被配置来产生极性控制信号，调压器，其被配置来接收处于第一电压的电力，并且基于所述命令电压信号增加或减小所述第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号，以及极性开关，其被配置来接收处于所述经调节电压的所述DC电压信号，基于所述极性控制信号保持或反转所述DC电压信号的极性，并且输出处于所述经调节电压和基于所述极性控制信号的所述极性的所述DC电压信号以便给所述光学可切换装置供电；以及控制所述窗控制器的网络控制器。19.如权利要求18所述的系统，其中所述网络控制器通过无线链路或有线链路与所述窗控制器进行通信。20.如权利要求18所述的系统，其中所述网络控制器通过无线链路和有线链路两者与所述窗控制器进行通信，所述无线链路提供至少视频信号的通信，所述有线链路提供至少指示检测到的电气特性的数据的通信。21.如权利要求18-20中任一项所述的系统，其中所述处理单元被配置来使得所述设备的一个或多个部件至少部分地响应于已经达到所述目标光学的指示而进入第一睡眠模式。22.如权利要求21所述的系统，其中所述处理单元还被配置来响应于所述光学可切换装置的着色状态已经穿过阈值的指示，使得所述一个或多个部件从所述第一睡眠模式唤醒。23.如权利要求21或22所述的系统，其中所述处理单元还被配置来至少部分地响应于所述设备的所述一个或多个部件处于所述第一睡眠模式持续指定的持续时间，进入第二睡眠模式。24.如权利要求18-23中任一项所述的系统，其中所述处理单元被配置来从存储器读取：一个或多个装置参数，一个或多个第一驱动参数，以及与所述光学可切换装置相关联的一个或多个窗片识别符。25.一种用于控制一个或多个光学可切换装置的方法，所述方法包括：基于光学可切换装置的目标光学状态产生命令电压信号；产生极性控制信号；基于所述命令电压信号增加或减小第一电压的幅值以提供处于经调节电压的DC电压信号；以及基于所述极性控制信号保持或反转所述DC电压信号的极性；以及将处于所述经调节电压并处于基于所述极性控制信号的所述极性的所述DC电压信号提供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·克拉克·布朗，扎伊里亚·什里瓦斯塔瓦，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国,US