为SPD负载分配电力的电路和方法技术

一种用于为悬浮颗粒式设备（ＳＰＤ）膜产品分配电力的电路和方法，所述悬浮颗粒式设备（ＳＰＤ）膜产品包括ＳＰＤ窗口、ＳＰＤ遮光物以及其他主要涉及ＳＰＤ负载的产品。通过带有源自主电源的低ＡＣ或ＤＣ电压的主干接线以及将低电压转换为随后提供给ＳＰＤ负载的ＡＣ驱动电压的转换级，向ＳＰＤ负载提供源自主电源的驱动电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种为SPD负载分配电力的高功效和低成本的方法，该SPD 负载包括SPD窗口、 SPD遮光物，以及其他窗口改进设备或者其他SPD膜一 体化装置。
技术介绍
光阀用于光的调制，为公众所知己有70余年时间。正如在此所用的， 光阀被定义为由间隔很小距离的两面墙组成的光电元件，其中至少一面墙是 透明的，两面墙上具有电极，通常为透明且具有导电涂层的形式。所述光电 元件包括光调制元件(有时在此称之为可激活材料)，该光调制元件可以 既为颗粒液体悬浮液，又为其中分布着颗粒液体悬浮液微滴的塑料膜。液体悬浮液(有时在此称之为液体光阀悬浮液或者光阀悬浮液) 包括悬浮于液体悬浮液介质中的小的不等称形状颗粒。在没有可应用的电场 情况下，液体悬浮液中的颗粒由于布朗运动而呈现出随机位置，因此穿进光 电元件的光束取决于元件结构、颗粒的特性和浓度、以及光的能量范围而被 反射、传输或吸收。因此，光阀在关闭状态下相对为暗。然而，当电场通过 液体光阀悬浮液被应用于光阀中时，所述颗粒排成一行，并且对于许多悬浮 液而言大多数光都能穿过光电元件。因此，光阀在开启状态下相对透明。在 此描述的光阀的类型也周知为悬浮颗粒式装置或者SPD。光阀已经被提议大量应用于包括如字母数字式和图形显示、电视显示、 电灯滤光器、照相机、光纤、以及视窗、遮阳篷顶、遮阳板、眼镜、护目镜 和镜子及其类似物中，以根据具体情况控制穿过其中的，或者从那里反射的光线的数量。在此使用的术语光 一般涉及可见电磁辐射，但是在可适用 的地方，光还包括其他类型的电磁辐射，例如红外辐射，但并仅限于此。 对于在现有技术中很容易理解的很多应用，可激活材料，即光调制元件， 优选为塑料膜而不是液体悬浮液。例如，在作为可变光传输窗口中使用的光 阀中，液体悬浮液滴分布着的塑料膜优选于纯液体悬浮液，是因为流体静力学压力效应，例如，能通过使用膜而避免与液体悬浮液的高柱(high column) 相关的膨胀，并且也能避免可能的泄漏风险。使用塑料膜的另一个优点是在 塑料膜中，颗粒一般仅出现在非常小的液滴中，因此当膜被电压重复激活时 颗粒不会显著地凝聚起来。在此使用的术语SPD膜和光阔膜是指至少一层膜或者薄片，所 述膜或者薄片包括打算单独使用或者与其他部件一起作为光阀的一部分使 用的悬浮液颗粒。光阀膜或者SPD膜既包括(a)被分散遍及于一个或多个 刚性的或柔韧性的固体膜或者薄片中的连续液相中的悬浮液颗粒，又包括 (b)包括分散的颗粒的非连续液相，所述非连续相位被分散遍及于刚性的 或柔韧性的固体膜或薄片的连续相位上。所述光阀膜或SPD膜还可以包括一 个或者多个其他层如非限制的膜、覆盖层或者薄片，或者它们的组合，这些 层可提供例如(1)抗划伤性，(2)防紫外线辐射，(3)红外线能量反射， 和/或(4)电导性的光阀膜或者SPD膜，以传输适用的电场或磁场至可激活 材料。美国专利No.5， 409， 734例示了一种光阀膜，该光阀膜是通过来自齐 次解的相位分离而形成。交叉结合乳浊液制成的光阀膜也是众所周知的。这 些实例在美国专利No. 5， 463， 491和No. 5， 463， 492中都有描述，这两个 专利都由本专利技术的代理人代理。美国专利No.6， 804， 040B2描述了一种用于控制提供给悬浮颗粒式装 置的交流电压的装置和方法，在下文中称之为SPD。当电场为零时，由于布朗运动所述悬浮颗粒随机的被定向，并且这种随 机性通常具有减少或者阻止光通过的效果。在电场的应用下，颗粒排列，通 常以它们的长轴与电场平行，这种排列允许光穿过SPD负载。由于当前可用的SPD膜，额定的120V交流(AC)电压能产生清晰状态， 尽管无电压降导致黑暗状态。中压引起在清晰和黑暗状态之间的光传输，艮卩， 在O和100%之间的相对光传输。可接受的电压的确切值需要清晰状态，该清 晰状态依赖于传导层之间的电介质层的厚度、SPD乳浊液的介电常数以及SPD 颗粒的性质。SPD控制器的功能是产生O至Vmax的AC电压，在特定应用中， 该AC电压等级产生窗口清晰度的主观可接受等级。尽管低至60V的AC电压 可以在一些应用中被接受，这种讨论仍假定120Vrms为Vmax的标准值是因 为120V的AC电压在今天所有SPD膜中产生可接受的清晰状态。未来的膜可 能最终使用低至IOV或者更低的交流电压进行操作，例如当膜变得更薄或者 更加有效时。由于如下描述地，可选等级的光调制装置(如非转换装置)可代替这种 转换窗口加强装置来使用，因此本专利技术并不仅限于这种液体光阀悬浮液的使 用，也不限于透过率可调玻璃的使用本身，尽管如此，下文仍为现有技术中 已知的液体光阀悬浮液的简单描述，该液体光阀悬浮液可用于以透过率可调 玻璃形成可翻新窗口。1.液体悬浮介质和稳定剂本专利技术使用的液体光阀悬浮液可以为现有技术中公知的任何液体光阀 悬浮液，以及可以根据本领域技术人员所知的技术配制。在此使用的术语液 体光阀悬浮液是指多个微小颗粒分散于其中的液体悬浮介质。所述液 体悬浮介质包括一个或多个非水成的、电阻抗的液体，所述液体中有适于 溶解的至少一种聚合稳定剂，该聚合稳定剂被用来减少颗粒的凝聚趋向，并 且保持颗粒分散且悬浮。用于本专利技术的液体光阀悬浮液可以包括任何一种先前提议用于光阀以 悬置颗粒的液体悬浮介质。现有技术中公知的在此有用的液体悬浮介质包括，但并不限于，美国专利No.4， 247， 175和No. 4， 407， 565中公开的液 体悬浮介质。总而言之，以现有技术公知的方式选择至少一种液体悬浮介质 和溶解于此的聚合稳定剂，以便保持悬浮的颗粒重力平衡。当釆用聚合稳定剂时，该聚合稳定剂可以为粘结于颗粒表面的单一固体 聚合体，但所述聚合体也会溶解于非水成液体或者液体悬浮介质的液体中。 优选情况下，两个或多个固体聚合稳定剂可用作聚合体稳定剂系统。例如， 所述颗粒能被第一类型的固体聚合稳定剂例如硝化纤维包裹，该硝化纤维有 效地为颗粒提供平滑的表面覆盖层，此后，这些颗粒重被涂上与第一种固体 聚合稳定剂粘合或者联合在一起的一种或多种类型的固体聚合稳定剂，并且 该稳定剂也溶解于液体悬浮介质中以为颗粒提供色散和空间保护。液体聚合 稳定剂还能被更好的应用，尤其如在美国No.5， 463， 492中描述的SPD光 阀膜中。2.颗粒无机和有机颗粒可以并用于光阀悬浮液中，用于形成可转换增益以根据 本专利技术用于翻新窗口。这种颗粒在电磁频谱中的可见部分中可以为光吸收或 光反射。对于一些特别的应用，所述颗粒可以在红外波长上反射。传统的SPD光阀具有通常所用的胶体尺寸的多卣化物颗粒，这些颗粒通 常具有的最大尺寸平均为l微米或者更少。当涉及颗粒尺寸时，在此使用的 术语胶体是前句中所给定的意思。优选情况下，大多数多卤化物或者被 使用或者计划用于根据本专利技术的SPD光阀悬浮液中的其他颗粒将具有最大的 尺寸，其平均值小于蓝光波长的二分之一，即小于2000埃，以保持极少的 光散射。如在此所用的涉及颗粒形状的术语不等称的是指至少一个尺寸 大于另外一个。传统来讲，在SPD光阀悬浮液中的不等称的微粒(有时也称为不等称形状的颗粒)是合乎需要的，从而当悬浮液被激活时所述颗粒能阻 挡的光线比悬浮液不被激活时的少。尽管如此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从主电源向一个或多个悬浮颗粒式设备负载提供驱动电压的装置，包括：　　　　主干接线，所述主干接线带有源自于所述主电源的低电压；以及　　　　转换级，所述转换级将所述低电压转换为交流驱动电压并且将所述交流驱动电压提供给所述一个或多个悬浮颗粒式设备负载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-18 11/049,0341、一种用于从主电源向一个或多个悬浮颗粒式设备负载提供驱动电压的装置，包括主干接线，所述主干接线带有源自于所述主电源的低电压；以及转换级，所述转换级将所述低电压转换为交流驱动电压并且将所述交流驱动电压提供给所述一个或多个悬浮颗粒式设备负载。2、 根据权利要求1所述的装置，其中所述低电压约为12伏交流电压。3、 根据权利要求l所述的装置，其中所述低电压约为12伏直流电压。4、 根据权利要求1所述的装置，其中所述主电源提供交流电，在所述 主干接线上的所述低电压为交流电压，所述转换级包括至少一个升压变压 器，并且所述装置还包括降压变压器，该降压变压器将所述被提供的交流电 逐步降低为所述主干接线上的所述交流低电压。5、 根据权利要求4所述的装置，其中所述转换级包括多个升压变压器。6、 根据权利要求5所述的装置，其中所述转换级包括用于每一个所述 悬浮颗粒式设备负载的各自相应的升压变压器。7、 根据权利要求1所述的装置，其中所述主电源提供交流电，在所述 主干接线上的所述低电压为直流电压，所述转换级包括至少一个升压型直流 -交流转换器，并且所述装置还包括降压型交流-直流转换器，所述降压型交 流-直流转换器将所述被提供的交流电逐步降低为所述主干接线上的所述直 流低电压。8、 根据权利要求7所述的装置，其中所述转换级包括多个升压型直流-交流转换器。9、 根据权利要求8所述的装置，其中所述转换级包括用于每一个所述 悬浮颗粒式设备负载的各自相应的升压型直流-交流转换器。10、 根据权利要求7所述的装置，其中所述主干接线包括多个主干，每 一个所述主干从所述降压型交流-直流转换器接收所述直流低电压；所述转 换级包括与各自相应的一个所述悬浮颗粒式设备负载有关联的多个转换器 电路；并且所述多个主干中的每一个将所述直流低电压施加至至少一个所述 转换器电路以及相对应的所述悬浮颗粒式设备负载。11、 根据权利要求IO所述的装置，其中所述多个主干中的每一个将所 述直流低电压施加至多个转换器电路以及相对应的多个悬浮颗粒式设备负 载。12、 根据权利要求10所述的装置，所述装置包括多个降压型交流-直流 转换器，每一个所述降压型交流-直流转换器供电给所述多个主干中各自相 应的那一个。13、 根据权利要求12所述的装置，其中所述多个主干中的每一个将所 述直流低电压施加至多个转换器电路以及相对应的多个悬浮颗粒式设备负 载。14、 根据权利要求l所述的装置，其中所述主电源提供直流电，所述转 换级包括至少一个升压型直流-交流转换器，所述升压型直流-交流转换器将 所述交流驱动电压提供给至少一个所述悬浮颗粒式设备负载。15、 根据权利要求14所述的装置，其中所述转换级包括多个升压型直流-交流转换器，所述升压型直流-交流转换器接收所述直流低电压，并且将 所述交流驱动电压提供给相对应的多个所述悬浮颗粒式设备负载。16、 根据权利要求15所述的装置，其中所述悬浮颗粒式设备负载包括 窗口 ，并且所述相对应的升压型直流-交流转换器被装配于所述窗口中。17、 根据权利要求14所述的装置，其中所述主电源包括提供所述直流 低电压的蓄电池。18、 根据权利要求17所述的装置，所述装置还包括为所述蓄电池的充 电器供电的太阳能电池。19、 根据权利要求17所述的装置，其中所述升压型直流-交流转换器具 有约10-15赫兹的操作频率，从而在不引起显著的颤动的情况下导致悬浮颗 粒式设备负载的低电流。20、 根据权利要求19所述的装置，其中所述操作频率约为15赫兹。21、 根据权利要求17所述的装置，所述装置还包括至少一个升压型直 流-交流转换器，所述升压型直流-交流转换器接收所述主干接线上的所述直 流低电压并且提供所述交流驱动电压。22、 根据权利要求21所述的装置，其中所述转换级包括多个升压型直 流-交流转换器。23、 根据权利要求22所述的装置，其中所述转换级包括用于每一个所 述悬浮颗粒式设备负载的各自相应的升压型直流-交流转换器。24、 根据权利要求14所述的装置，所述装置还包括至少一个升压型直 流-交流转换器，所述升压型直流-交流转换器接收所述主干接线上的所述直 流低电压并且提供所述交流驱动电压。25、 根据权利要求24所述的装置，其中所述转换级包括多个升压型直 流-交流转换器。26、 根据权利要求25所述的装置，其中所述转换级包括用于每一个所 述悬浮颗粒式设备负载的各自相应的升压型直流-交流转换器。27、 一种从主电源向一个或多个悬浮颗粒式设备负载提供驱动电压的方 法，包括下列步骤将源自所述主电源的低电压供给主干接线；以及将所述低电压转换为交流驱动电压，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：AP马尔维诺，
申请(专利权)人：尖端研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]