用于光學可切換窗的控制器的制造方法

用于光學可切換窗的控制器的制造方法
【專利摘要】本公開提供了一種窗控制器，其包括被配置成產生指令電壓信號的指令電壓發生器。所述窗控制器還包括被配置成基于所述指令電壓信號產生電力信號的電力信號發生器。所述電力信號被配置成驅動大致透明基板上的光學可切換裝置。在一些實施方案中，所述電力信號發生器被配置成產生電力信號，其具有之電力分布圖包括一個或多個電力分布圖部分，每個電力分布圖部分具有一個或多個電壓或電流特性。
【專利說明】用于光學可切換窗的控制器
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年4月17日提交的發明人名為Brown且題為"CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS"的美國專利申請序列號13/449, 248(代理檔案 號VIEWP041)以及2012年4月17日提交的發明人名為Brown且題為"CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS"的美國專利申請序列號13/449, 251(代理檔案 號VIEWP042)的優先權。本申請涉及：2011年3月16日提交的發明人名為Brown等人 且題為 "MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS" 的美國專利申請序列號 13/049, 756(代理檔案號VIEWP007)以及2012年4月17日提交的發明人名為Brown等人 且題為"CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES"的美國專利申請 序列號13/449, 235(代理檔案號VIEWP035)。這些申請整體以引用方式并入本文用于全部 目的。

【技術領域】
[0003] 本公開大體涉及包括電致變色窗的光學可切換裝置，且更明確地涉及用于控制和 驅動光學可切換裝置的控制器。
[0004] 相關技術描述
[0005] 光學可切換裝置可與窗集成以能夠（舉例來說）控制窗格的著色、透射或反射。光 學可切換裝置包括電致變色裝置。電致變色是一種其中材料在被激發到不同電子狀態時呈 現一種或多種光學性質的可逆電化學介導變化的現象。舉例來說，電致變色材料可因施加 電壓而被激發。可逆操縱的光學性質例如包括顏色、透射率、吸收率和反射率。一種眾所周 知的電致變色材料是氧化鎢（WO 3)。氧化鎢是經受顏色轉變--透明至藍色--的陰極電 致變色材料，其通過在因電子插入引起的并發電荷平衡的情況下經由將正離子插入氧化鎢 矩陣中的電致變色作用來實現。
[0006] 舉例來說，電致變色材料和由所述材料制成的裝置可并入家用窗、商用窗或其它 用途的窗中。這些電致變色窗的顏色、透射率、吸收率或反射率可通過誘發電致變色材料的 變化而改變。舉例來說，電致變色窗可響應于電激發而變暗或變亮。舉例來說，施加到窗的 電致變色裝置的第一電壓可使窗變暗，而第二電壓可使窗變亮。這個能力可容許控制會穿 過窗的光的各個波長強度，包括從外部環境穿過窗進入內部環境的光以及可能從內部環境 穿過窗到外部環境的光。
[0007] 電致變色窗的這些能力呈現了眾多機會來提高能量效率以及用于美觀目的。因為 在許多現代能源決策者的思想中最重要的是能源節約，所以期望電致變色窗行業將有穩固 成長。對電致變色窗工程的重要考量是如何最好地將其整合到新的以及現有（例如改進 型）應用中。尤其重要的是如何最好地組織、控制和將電力輸送到電致變色窗。 發明概要
[0008] 根據一個創新方面，窗控制器包括被配置成產生指令電壓信號的指令電壓發生 器。窗控制器還包括脈沖寬度調制信號發生器，其被配置成基于指令電壓信號產生脈沖寬 度調制信號。脈沖寬度調制信號被配置成驅動大致透明基板上的光學可切換裝置。在一些 實施方案中，脈沖寬度調制信號包括具有第一工作周期之第一電力分量和具有第二工作周 期之第二電力分量。在一些實施方案中，第一電力分量被配置成在第一工作周期的每個主 動部分期間輸送第一脈沖，且第二電力分量被配置成在第二工作周期的每個主動部分期間 輸送第二脈沖。在一些實施方案中，在操作期間，第一脈沖施加到光學可切換裝置的第一導 電電極層且第二脈沖施加到光學可切換裝置的第二導電電極層。在一些實施方案中，第一 和第二工作周期的主動部分的相對持續時間以及第一和第二脈沖的相對持續時間被調整 而造成跨過光學可切換裝置施加的有效DC電壓的變化。
[0009] 在一些實施方案中，大致透明基板被配置在IGU中。在一些實施方案中，窗控制器 至少部分位于I⑶的密封件內。在一些實施方案中，光學可切換裝置是形成在大致透明基 板的表面上且相鄰于IGU內部體積的電致變色裝置。
[0010] 在一些實施方案中，第一工作周期具有第一時間段和第一電壓幅值，第二工作周 期具有第二時間段和第二電壓幅值，第一時間周期等于第二時間周期，且第一電壓幅值等 于第二電壓幅值。在一些實施方案中，窗控制器還包括第一和第二電感器，其將第一和第二 電力分量耦接到光學可切換裝置，由施加的第一和第二電力分量引起而跨過光學可切換裝 置施加的電壓有效的是DC電壓。在一些實施方案中，第一工作周期的主動部分包括第一時 間段的第一所占片段，第二工作周期的主動部分包括第二時間段的第二所占片段，施加到 光學可切換裝置的第一導電層的電壓幅值大致與第一所占片段和第一電壓幅值的乘積成 比例，施加到光學可切換裝置的第二導電層的電壓幅值大致與第二所占片段和第二電壓幅 值的乘積成比例，且跨過光學可切換裝置施加的有效DC電壓大致等于施加到第一導電層 的電壓幅值與施加到第二導電層的電壓幅值之間的差值。
[0011] 在一些實施方案中，指令電壓發生器包括被配置成產生指令電壓信號的微控制 器。在一些實施方案中，微控制器至少部分基于電壓反饋信號產生指令電壓信號，所述電壓 反饋信號自身基于跨過光學可切換裝置施加的有效DC電壓。在一些實施方案中，微控制器 至少部分基于電流反饋信號產生指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過光學可切 換裝置傳輸的檢測電流。
[0012] 在一些實施方案中，窗控制器還包括被配置成存儲一個或多個驅動參數的存儲器 裝置。在一些實施方案中，驅動參數包括當前外部溫度、當前內部溫度、電致變色裝置的當 前透射值、電致變色裝置的目標透射值和躍遷率中的一個或多個。在一些實施方案中，微控 制器還被配置成基于一個或多個其它輸入、反饋或控制信號修改指令電壓信號。微控制器 至少部分基于電壓反饋信號修改指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過光學可切 換裝置施加的有效DC電壓的檢測實際電平。
[0013] 根據另一創新方面，一種系統包括：多個窗，每個窗包括在大致透明基板上的光學 可切換裝置；多個窗控制器，例如上述窗控制器；和網絡控制器，其被配置成控制多個窗控 制器。在一些實施方案中，每個窗控制器被配置成至少部分且至少在某些時間基于從網絡 控制器接收的輸入而產生指令電壓信號。
[0014] 在一些實施方案中，網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信且每個窗控制器 的微控制器被配置成基于來自建筑物管理系統的輸入而修改指令電壓信號。在一些實施方 案中，網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電源系 統和/或安全系統通信且每個窗控制器的微控制器被配置成基于來自一個或多個照明系 統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電源系統和/或安全系統的輸入而修改指令電壓信號。
[0015] 根據一個創新方面，窗控制器包括被配置成產生指令電壓信號的指令電壓發生 器。所述窗控制器還包括被配置成基于所述指令電壓信號產生電力信號的電力信號發生 器。所述電力信號被配置成驅動大致透明基板上的光學可切換裝置。在一些實施方案中， 所述電力信號發生器被配置成產生電力信號，其具有之電力分布圖包括一個或多個電力分 布圖部分，每個電力分布圖部分具有一個或多個電壓或電流特性。
[0016] 在一些實施方案中，窗控制器還包括被配置成存儲一個或多個驅動參數的存儲器 裝置。在一些實施方案中，在裝置的常規操作之前或期間，驅動參數被加載到微控制器中。 在一些實施方案中，驅動參數包括當前外部溫度、當前內部溫度、電致變色裝置的當前透射 值、電致變色裝置的目標透射值或躍遷率中的一個或多個。在一些實施方案中，驅動參數理 論上或憑實驗基于一個或多個裝置參數來計算。在一些實施方案中，裝置參數包括厚度、長 度、寬度、表面積、形狀、使用年限和周期數中的一個或多個。
[0017] 在一些實施方案中，微控制器基于驅動參數確定電力分布圖。在一些實施方案中， 微控制器被配置成相對于驅動參數值的η維矩陣比較驅動參數，其中η表示可行的驅動參 數的數目且每個矩陣元素對應于電力分布圖，并且對應于矩陣元素選擇電力分布圖，所述 矩陣元素對應于驅動參數。在一些實施方案中，每個矩陣元素的電力分布圖指定每個組成 電力分布圖部分的一個或多個電壓或電流特性。在一些實施方案中，每個組成電力分布圖 部分的電壓或電流特性包括電力分布圖部分的電壓斜坡率、目標電壓、保持電壓和持續時 間中的一個或多個。在一些實施方案中，微控制器基于電力分布圖部分的電壓或電流特性 產生電力分布圖部分的指令電壓信號。在一些實施方案中，微控制器還被配置成基于一個 或多個其它輸入、反饋或控制信號修改被產生用于電力分布圖部分的指令電壓信號。
[0018] 根據另一創新方面，一種系統包括：多個窗，每個窗包括在大致透明基板上的光學 可切換裝置；多個窗控制器，例如上述窗控制器；和網絡控制器，其被配置成控制多個窗控 制器。在一些實施方案中，每個窗控制器被配置成至少部分且至少在某些時間基于從網絡 控制器接收的輸入而產生指令電壓信號。
[0019] 在一些實施方案中，網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信且每個窗控制器 的微控制器被配置成基于來自建筑物管理系統的輸入而修改指令電壓信號。在一些實施方 案中，網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電源系 統和/或安全系統通信且每個窗控制器的微控制器被配置成基于來自一個或多個照明系 統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電源系統和/或安全系統的輸入而修改指令電壓信號。
[0020] 附圖和下文【具體實施方式】中闡述本說明書描述的主題的一個或多個實施方案或 執行方案的細節。從【具體實施方式】、附圖和權利要求將顯而易知其它特征、方面和優點。注 意以下附圖的相對尺寸可能不按比例繪制。
[0021] 附圖簡述
[0022] 圖1示出了用于控制和驅動多個電致變色窗的系統的描繪圖。
[0023] 圖2示出了包括兩個窗格的示例性電致變色窗的截面軸向圖。
[0024] 圖3示出了用于驅動電致變色裝置中光學狀態躍遷的電壓分布圖的實例。
[0025] 圖4示出了包括窗控制器的示例性插件的描繪圖。
[0026] 圖5A示出了脈沖寬度調制器電路的示例性晶體管執行方案的描繪圖。
[0027] 圖5B示出了圖5A的脈沖寬度調制器電路的等效H橋配置表示的描繪圖。
[0028] 圖5C示出了圖5A和圖5B的配置的電壓分布圖。
[0029] 圖6示出了示例性三維數據結構，其包括用于驅動電致變色裝置的驅動參數。
[0030] 各個附圖中相同的參考數字和符號表示相同的元件。

【具體實施方式】
[0031] 以下【具體實施方式】針對用于描述創新方面目的的某些實施方案或執行方案。然 而，本文教示可以多種不同方式來應用和執行。此外，雖然公開的實施方案著重于電致變色 窗（也稱為智能窗），但本文公開的概念可應用于其它類型的可切換光學裝置，包括例如液 晶裝置和懸浮顆粒裝置等等。舉例來說，液晶裝置或懸浮顆粒裝置而不是電致變色裝置可 并入一些或全部公開實施方案中。
[0032] 舉例參考圖1，一些實施方案涉及用于控制和驅動（例如選擇性供電）多個電致變 色窗102的系統100。適用于建筑104的系統100用于控制和驅動多個面向外部的電致變 色窗102。一些實施方案特別有利地用于建筑中，例如商用辦公室建筑或住宅建筑。一些 實施方案可特別合適且適用于新建筑的構造中。舉例來說，系統100的一些實施方案被設 計成與現代或新穎的加熱、通風和空調（HVAC)系統106、內部照明系統107、安全系統108 和電源系統109協作而作為整個建筑104或建筑104群的單一整體有效能源控制系統來工 作。一些實施方案特別適用于與建筑物管理系統（BMS) 110整合。BMS是基于計算機的控制 系統，其可安裝在建筑中來監控和控制建筑的機械和電力設備，例如HVAC系統、照明系統、 電源系統、電梯、防火系統和安全系統。BMS由硬件和相關固件或軟件組成用于根據由居住 者或建筑管理人或其它管理員設置的優選項來維持建筑中的狀態。舉例來說，軟件可基于 因特網協議或開放標準。
[0033] BMS通常用于大建筑中，且通常至少用來控制建筑內的環境。舉例來說，BMS可控 制建筑內的照明、溫度、二氧化碳水平和濕度。通常存在許多由BMS控制的機械或電力裝 置，舉例來說，例如加熱器、空調、鼓風機和通風口。為了控制建筑環境，BMS可根據預定規 則或響應于預定條件打開和關閉這些不同裝置。典型的現代BMS的核心功能是為建筑居住 者維持舒適的環境同時最小化加熱和冷卻能耗以及成本。現代BMS不僅能用來監控和控制 而且還能最佳化各個系統之間的協同作用（舉例來說）而保存能量且降低建筑運行成本。 [0034] 一些實施方案以替代或另外方式設計成基于通過（舉例來說）熱傳感器、光學傳 感器或其它傳感器感測的反饋或通過來自（舉例來說）HVAC或內部照明系統的輸入或來自 用戶控制的輸入來響應性或反應性地工作。一些實施方案還可用于現有結構中，包括具有 傳統或常規HVAC或內部照明系統的商用和住宅結構。一些實施方案還可被改進成用于較 老住宅中。
[0035] 在一些實施方案中，系統100包括網絡控制器112。在一些實施方案中，網絡控制 器112控制多個窗控制器114。舉例來說，網絡控制器112可控制數十個、數百個或甚至數千 個窗控制器114。接著，每個窗控制器114可控制和驅動一個或多個電致變色窗102。每個 窗控制器114可驅動的電致變色窗102的數目和尺寸一般受限于控制各自電致變色窗102 的窗控制器114上負荷的電壓和電流特性。在一些實施方案中，每個窗控制器114可驅動 的最大窗尺寸受限于為了在期望時間幀內造成電致變色窗102中的期望光學躍遷的電壓、 電流或電力需求。轉之，這些需求是窗表面積的函數。在一些實施方案中，這個關系是非線 性的。舉例來說，電壓、電流或電力需求可隨著電致變色窗102的表面積非線性地增加。舉 例來說，在一些情況中，非線性的關系的至少部分原因是第一和第二導電層230和238(見 圖2)的薄膜電阻隨著跨過第一或第二導電層的長度和寬度的距離非線性地增大。然而，在 一些實施方案中，驅動具有相等尺寸和形狀的多個電致變色窗102所需的電壓、電流或電 力需求之間的關系直接與被驅動的電致變色窗102的數目成比例。
[0036] 在以下描述中，每個電致變色窗102將被稱為絕緣玻璃單元（IGU) 102。舉例來說， 假設這個常規是因為其通用且可期望使I⑶用作基本構造體來保持電致變色物或窗格。此 夕卜，IGU(尤其是具有兩重或三重窗格窗構造的IGU)提供優于單一窗格構造的熱絕緣。然 而，這個常規僅是為了便利，因為如下文描述，在許多執行方案中，電致變色窗的基本單元 可被認為包括透明材料窗格或基板，其上沉積有電致變色涂層或裝置，且相關的電連接件 耦接到其來給電致變色涂層或裝置供電。
[0037] 圖2示出了包括兩個窗格216的I⑶102的實施方案的截面軸向圖。在各個實施 方案中，每個IGU 102可包括一個、兩個或多個大致透明（例如在沒有施加電壓的情況下） 窗格216以及支撐窗格216的框架218。舉例來說，圖2中示出的I⑶102被配置成雙窗格 的窗。窗格216中的一個或多個可本身是兩個、三個或三個以上層或窗格（例如類似于汽 車擋風玻璃的抗碎玻璃）的層積結構。在每個I⑶102中，窗格216中的至少一個包括布 置在其內表面222或外表面224中的至少一個上的電致變色裝置或堆疊體220 :舉例來說， 外窗格216的內表面222。
[0038] 在多窗格構造中，每組相鄰窗格216可具有布置在其間的體積226。一般來說，窗 格216和I⑶102中的每個整體是矩形且形成矩形固體。然而，在其它實施方案中，可期望 其它形狀（例如圓形、橢圓形、三角形、曲線形、凸形、凹形）。在一些實施方案中，窗格116 之間的體積226被排空空氣。在一些實施方案中，I⑶102是真空密封的。此外，體積226 可填充有一種或多種氣體（到適當壓力），舉例來說，例如氬（Ar)、氪（Kr)或氙（Xn)。用例 如Ar、Kr或Xn的氣體填充體積226可由于這些氣體的低導熱性而減少通過I⑶102的導 熱傳遞。后兩種氣體還可因其增大的重量賦予改善的隔音效果。
[0039] 在一些實施方案中，框架218由一個或多個件構造。舉例來說，框架218可由一種 或多種材料構造，例如聚乙烯、PVC、鋁（Al)、鋼或玻璃纖維。框架218還可包括或保持一個 或多個泡沫塑料或其它材料件，其與框架218協作來分離窗格216且真空密封窗格216之 間的體積226。舉例來說，在典型的IGU執行方案中，間隔件位于相鄰窗格216之間且連同 可沉積在其之間的粘合密封劑而與窗格形成真空密封。這被稱為初級密封件，其周圍可制 造通常具有另一種粘合密封劑的次級密封件。在一些這種實施方案中，框架218可以是支 撐I⑶構造體的單獨結構。
[0040] 每個窗格216包括大致透明或半透明基板228。一般來說，基板228具有第一（例 如內）表面222和與第一表面222相對的第二（例如外）表面224。在一些實施方案中，基 板228可以是玻璃基板。舉例來說，基板228可以是以硅氧化物（SO x)為主的常規玻璃基 板，例如鈉鈣玻璃或浮法玻璃，舉例來說，其由大約75%二氧化硅（SiO2)和Na 20、CaO以及 一些少量的添加劑組成。然而，具有合適光學性質、電性質、熱性質和機械性質的任何材料 可用作基板228。舉例來說，這些基板還可包括其它玻璃材料、塑料和熱塑性塑料（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）或鏡質材料。舉例來說，如果基板由玻璃形成， 那么基板228可（例如）通過回火、加熱或機械增強而強化。在其它執行方案中，基板228 沒有進一步強化，例如，基板未回火。
[0041] 在一些實施方案中，基板228是被尺寸化用于住宅或商用窗應用的玻璃窗格。這 種玻璃窗格的尺寸可取決于住宅或商用企業的特定需求而廣泛變化。在一些實施方案中， 基板228可由建筑玻璃形成。建筑玻璃通常用于商用建筑中，但也可用于住宅建筑中，且通 常（但不一定）使室內環境與室外環境分離。在某些實施方案中，合適的建筑玻璃基板可 以是至少約20英寸乘約20英寸，且可更大，舉例來說，約80英寸乘約120英寸或更大。建 筑玻璃通常至少約2毫米（mm)厚且可厚達6mm或更多。當然，電致變色裝置220可按比例 制成小于或大于建筑玻璃的基板228,包括在各自長度、寬度或厚度尺寸的任何或全部上。 在一些實施方案中，基板228具有的厚度在約Imm到約IOmm的范圍中。
[0042] 舉例來說，電致變色裝置220布置在外窗格216 (相鄰于外部環境的窗格）的基 板228的內表面222上方。在一些其它實施方案中，例如在較冷氣候或其中IGU 102接收 更大量的陽光直射（例如垂直于電致變色裝置220的表面）的應用中，舉例來說，可能對 電致變色裝置220有利的是將其布置在相鄰于內部環境的內窗格的內表面（毗鄰體積226 的表面）上方。在一些實施方案中，電致變色裝置220包括第一導電層（CL) 230、電致變色 層（EC) 232、離子傳導層（IC) 234、對電極層（CE) 236和第二導電層（CL) 238。此外，層230、 232、234、236和238還被統稱為電致變色堆疊體220。可操作以跨過電致變色堆疊體220 的厚度施加電位的電源240使電致變色裝置220從（舉例來說）無色或較亮狀態（例如透 明、半透明狀或半透明狀態）轉變到有色或較暗狀態（例如有色、較不透明或較不半透明狀 態）。在一些其它實施方案中，層230、232、234、236和238的順序可翻轉或以另外方式相對 于基板238重新排序或重新排列。
[0043] 在一些實施方案中，第一導電層230和第二導電層238中的一層或兩層由無機和 固體材料形成。舉例來說，第一導電層230以及第二導電層238可由許多不同材料制成，包 括導電氧化物、薄金屬涂層、導電金屬氮化物和復合導體以及其它合適材料。在一些實施方 案中，導電層230和238至少在其中電致變色層232呈現電致變色性的波長范圍中大致透 明。透明導電氧化物包括金屬氧化物和摻雜有一種或多種金屬的金屬氧化物。舉例來說， 適于用作第一或第二導電層230和238的金屬氧化物和摻雜金屬氧化物可包括氧化銦、氧 化銦錫（ITO)、經摻雜氧化銦、氧化錫、經摻雜氧化錫、氧化鋅、氧化錯鋅、經摻雜氧化鋅、氧 化釕、經摻雜氧化釕等。第一和第二導電層230和238還可被稱為"透明導電氧化物"(TC0) 層。
[0044] 在一些實施方案中，市售基板（例如玻璃基板）在購買時已經含有透明導電層涂 層。在一些實施方案中，這種產品可共同用于基板238和導電層230。這種玻璃基板的實例 包括涂覆有導電層的玻璃，其以俄亥俄州托萊多的Pilkington的商標TEC Glass?以及由 賓夕法尼亞州匹茲堡的PPG工業公司的SUNGATE? 300和SUNGATE?500出售。具體地，舉例 來說，TEC Glass?是涂覆有氟化氧化錫導電層的玻璃。
[0045] 在一些實施方案中，第一或第二導電層230和238可各通過物理汽相沉積過程 (舉例來說，包括濺射）沉積。在一些實施方案中，第一和第二導電層230和238可各具有 在約0. 01 μ m至約1 μ m范圍中的厚度。在一些實施方案中，一般可期望第一和第二導電層 230和238的厚度以及下文描述的任何或全部其它層的厚度相對于給定層各自均勻；S卩，給 定層的厚度均勻且層表面光滑并且大致沒有缺陷或其它離子阱。
[0046] 第一和第二導電層230和238的主要功能是使由電源240 (例如電壓或電流源） 提供的電位在電致變色堆疊體220的表面上方從堆疊體的外表面區域擴展到堆疊體的內 表面區域，其中從外區域到內區域有相對較小的歐姆電位降（例如由于第一和第二導電層 230和238的薄膜電阻）。換句話說，可期望建立的導電層230和238各能夠用作沿著電致 變色裝置220的長度和寬度跨過各自導電層所有部分的大致等電位層。在一些實施方案 中，匯流條242和244 ( -個（例如匯流條242)接觸導電層230且一個（例如匯流條244) 接觸導電層238)在電壓或電流源240與導電層230和238之間提供電連接。舉例來說，匯 流條242可與電源240的第一（例如正）端子246電耦接而匯流條244可與電源240的第 二（例如負）端子248電耦接。
[0047] 在一些實施方案中，I⑶102包括插件250。在一些實施方案中，插件250包括第 一電輸入端252 (例如插頭、插座或其它電連接器或導體），舉例來說，其經由一條或多條電 線或其它電連接件、組件或裝置而與電源端子246電耦接。類似地，插件250可包括第二電 輸入端254,舉例來說，其經由一條或多條電線或其它電連接件、組件或裝置而與電源端子 248電耦接。在一些實施方案中，第一電輸入端252可與匯流條242電耦接，且從那里與第 一導電層230電耦接，而第二電輸入端254與匯流條244電耦接，且從那里與第二導電層 238電耦接。導電層230和238還可用其它常規構件以及根據下文關于窗控制器114描述 的其它構件而連接到電源240。舉例來說，如下文參考圖4描述，第一電輸入端252可連接 到第一電源線而第二電輸入端254可連接到第二電源線。此外，在一些實施方案中，第三電 輸入端256可稱接到裝置、系統或建筑地面。此外，在一些實施方案中，第四和第五電輸入 端/輸出端258和260可分別用于（舉例來說）窗控制器114或微控制器274與網絡控制 器112之間的通信，如下文描述。
[0048] 在一些實施方案中，電致變色層232被沉積或以另外方式形成在第一導電層230 上方。在一些實施方案中，電致變色層232由無機和固體材料形成。在各個實施方案中，電 致變色層232可包括許多電致變色材料中的一種或多種或由其形成，所述電致變色材料包 括電化學陰極材料或電化學陽極材料。舉例來說，適用作電致變色層232的金屬氧化物可 包括氧化鶴（WO 3)、氧化鑰（MoO3)、氧化銀（Nb2O5)、二氧化鈦（TiO 2)、氧化銅（CuO)、氧化銥 (Ir2O3)、氧化鉻（Cr 2O3)、氧化錳（Mn2O3)、氧化釩（V2O 5)、氧化鎳（Ni2O3)、氧化鈷（Co2O3)以及 其它材料。在一些實施方案中，電致變色層232可具有在約0. 05 μ m至約1 μ m范圍中的厚 度。
[0049] 在操作期間，響應于由第一和第二導電層230和238跨過電致變色層232厚度產 生的電壓，電致變色層232將離子從反電極層236轉移或交換到反電極層236,造成電致變 色層232中期望的光學躍遷，且在一些實施方案中，還造成反電極層236中的光學躍遷。在 一些實施方案中，適當的電致變色材料和反電極材料的選擇支配相關光學躍遷。
[0050] 在一些實施方案中，反電極層236由無機和固體材料形成。反電極層236 -般可包 括許多材料或材料層中的一種或多種，舉例來說，其在當電致變色裝置220處于透明狀態 時可用作離子貯存器。舉例來說，適用于反電極層236的材料包括氧化鎳（NiO)、氧化鎳鎢 (NiWO)、氧化鎳fL、氧化鎳鉻、氧化鎳錯、氧化鎳猛、氧化鎳鎂、氧化鉻（Cr 2O3)、氧化猛（MnO2) 以及普魯士藍。在一些實施方案中，反電極層236可具有在約0.05μπι至約1 μ m范圍中的 厚度。在一些實施方案中，反電極層236是與電致變色層232的極性相反的第二電致變色 層。舉例來說，當電致變色層232由電化學陰極材料形成時，反電極層236可由電化學陽極 材料形成。
[0051] 舉例來說，在因跨過電致變色堆疊體220的厚度施加適當電位而開始的電致變色 躍遷期間，反電極層236將其保持的全部或一部分離子轉移到電致變色層232,造成電致變 色層232中的光學躍遷。在一些實施方案中，舉例來說，如在反電極層236由NiWO形成的 情況中，反電極層236還光學躍遷且損失了其已經轉移到電致變色層232的離子。當從由 NiTO制成的反電極層236移除電荷時（例如離子從反電極層236傳輸到電致變色層232)， 反電極層236將在反方向上躍遷（例如從透明狀態到變暗狀態）。
[0052] 在一些實施方案中，離子傳導層234用作介質，當電致變色裝置220在光學狀態之 間躍遷時，離子通過介質傳輸（例如以電解液的方式）。在一些實施方案中，離子傳導層234 高度傳導電致變色層232和反電極層236的有關離子，但還具有足夠低的電子傳導性使得 在正常操作期間發生的電子轉移可忽略不計。具有高離子傳導性的薄離子傳導層234允許 快速離子傳導且因此允許高性能電致變色裝置220的快速切換。在一些實施方案中，離子 傳導層234可具有在約0. 01 μ m至約1 μ m范圍中的厚度。
[0053] 在一些實施方案中，離子傳導層234也是無機和固體的。舉例來說，離子傳導層 234可由一種或多種硅酸鹽、硅氧化物、鎢氧化物、鉭氧化物、鈮氧化物和硼酸鹽形成。硅氧 化物包括氧化硅鋁。這些材料還可摻雜有不同摻雜劑，包括鋰。摻雜鋰的硅氧化物包括鋰 氧化硅鋁。
[0054] 在一些其它實施方案中，電致變色層232和反電極層236彼此緊密相鄰地形成， 有時直接接觸而不是單獨沉積離子傳導層。舉例來說，在一些實施方案中，可使用的電致 變色裝置在第一和第二導電電極層之間具有界面區域而不是不同的離子傳導層234。這種 裝置及其制造方法描述于各在2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772,055 和12/772, 075和各在2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814, 277和 12/814, 279,全部四項申請題為 "ELECTROCHROMIC DEVICES" 且發明人是 Zhongchun Wang 等人。這四項申請中的每一個以全文引用方式并入本文中。
[0055] 在一些實施方案中，電致變色裝置220還可包括一層或多層額外層（未示出），例 如一層或多層鈍化層。舉例來說，用來改進某些光學性質的鈍化層可包括在電致變色裝置 220中或包括于其上。用于抗濕氣或刮擦的鈍化層也可包括在電致變色裝置220中。舉例 來說，導電層230和238可用抗反射層或保護性氧化物或氮化物層進行處理。其它鈍化層 可用以真空密封電致變色裝置220。
[0056] 此外，在一些實施方案中，電致變色堆疊體220中的一層或多層可含有一定量的 有機材料。此外或替代地，在一些實施方案中，電致變色堆疊體220中的一層或多層可在一 層或多層中含有一定量的液體。此外或替代地，在一些實施方案中，固態材料可通過使用液 體成分的工藝而沉積或以另外方式形成，例如使用凝膠或化學汽相沉積的某些工藝。
[0057] 此外，無色或透明狀態與有色或不透明狀態之間的躍遷僅僅是可執行的光學或電 致變色躍遷的許多實例中的一個。除非本文另外指定（包括前述討論），否則每當參考無色 到不透明躍遷（或躍遷到其間的中間狀態或從中間狀態開始躍遷）時，描述的對應裝置或 過程包括其它光學狀態躍遷，舉例來說，例如中間狀態躍遷（例如透射百分比T)到％ T 躍遷）、非反射到反射躍遷（或躍遷到其間的中間狀態或從中間狀態開始躍遷）、無色到有 色躍遷（或躍遷到其間的中間狀態或從中間狀態開始躍遷）和顏色到顏色躍遷（或躍遷到 其間的中間狀態或從中間狀態開始躍遷）。另外，術語"無色"可指光學中性狀態，舉例來 說，無色、透明或半透明。此外，除非本文另外指定，否則電致變色躍遷的"顏色"不限于任 何特定波長或波長范圍。
[0058] -般來說，造成電致變色層232中電致變色材料的變色或其它光學躍遷的是通過 到材料中的可逆離子插入（舉例來說，插入）和平衡電荷的電子的對應注入。通常，負責光 學躍遷的一部分離子被不可逆地束縛在電致變色材料中。一些或全部不可逆束縛離子可 用來補償材料中的"盲電荷"。在一些實施方案中，合適的離子包括鋰離子（Li+)和氫離子 (H+)(即質子）。然而，在一些其它實施方案中，其它離子會合適。舉例來說，將鋰離子插入 氧化鎢（W0 3_y(0 < y <?0· 3))中造成氧化鎢從透明（例如無色）狀態改變成藍色（例如 有色）狀態。
[0059] 在本文描述的特定實施方案中，電致變色裝置220在透明狀態與不透明或有色狀 態之間可逆地循環。在一些實施方案中，當裝置處于透明狀態時，電位被施加到電致變色堆 疊體220使得堆疊體中的可用離子主要位于反電極層236中。當電致變色堆疊體220上的 電位幅值減小或其極性反向時，離子跨過離子傳導層234傳輸回到電致變色層232,造成電 致變色材料躍遷到不透明、有色或較暗狀態。在某些實施方案中，層232和236是互補有色 層；即，舉例來說，當離子轉移到反電極層中時，其是無色的。類似地，當離子轉移離開電致 變色層時或在這之后，其還是無色的。但是當極性轉換或電位減小時，且離子從反電極層轉 移到電致變色層中時，反電極層和電致變色層都變成有色。
[0060] 在一些其它實施方案中，當裝置處于不透明狀態時，電位被施加到電致變色堆疊 體220使得堆疊體中的可用離子主要位于反電極層236中。在這些實施方案中，當電致變 色堆疊體220上的電位幅值減小或其極性反向時，離子跨過離子傳導層234傳輸回到電致 變色層232,造成電致變色材料躍遷到透明或較亮狀態。這些層還可以是互補著色。
[0061] 圖3示出了電致變色裝置（例如電致變色裝置220)中用于驅動光學狀態躍遷的 電壓分布圖的實例。施加到電致變色裝置220的DC電壓（例如由電源240供應）的幅值可 部分取決于電致變色堆疊體的厚度和電致變色裝置220的尺寸（例如表面積）。電壓分布 圖300可包括以下用于驅動電致變色裝置220從第一狀態到有色狀態以及從有色狀態到無 色狀態的施加電壓或電流參數的次序：負斜坡301、負保持303、正斜坡305、負保持307、正 斜坡309、正保持311、負斜坡313和正保持315。在一些實施方案中，在裝置保持在其定義 的光學狀態（例如負保持307或正保持315)中的長時間期間，電壓保持恒定。負斜坡301 將裝置驅動到有色或不透明狀態（或中間的部分透明狀態）且負保持307使裝置保持在所 躍遷到的狀態達期望時間段。在一些實施方案中，負保持303可施加達指定持續時間或直 到滿足另一條件，舉例來說，例如傳遞的期望量的離子電荷足夠造成期望的顏色變化。正斜 坡305將電壓從最大幅值負電壓（例如負保持303)增大到用來保持期望光學狀態的較小 幅值負電壓（例如負保持307)。通過實施第一負斜坡301(和在這個峰值負電壓處的第一 負保持電壓303)來"超速驅動"電致變色裝置220,更快速地克服離子的慣性且更快達到期 望的目標光學狀態。第二負保持電壓307有效地用來抵消會另外因漏電流導致的電壓降。 因為對于任何給定的電致變色裝置220來說漏電流減小，所以保持期望的光學躍遷所需的 保持電壓會趨于零。
[0062] 在一些實施方案中，正斜坡309驅動電致變色裝置從有色或不透明狀態（或中間 較不透明狀態）轉變到無色或透明狀態（或中間更透明狀態）。正保持315使裝置保持在 所躍遷到的狀態達期望時間段。在一些實施方案中，正保持311可施加達指定持續時間或 直到滿足另一條件，舉例來說，例如傳遞的期望量的離子電荷足夠造成期望的顏色變化。負 斜坡313將電壓從最大幅值正電壓（例如正保持311)減小到用來保持期望光學狀態的較 小幅值正電壓（例如正保持315)。通過實施第一正斜坡309 (和在這個峰值正電壓處的第 一正保持電壓311)來"超速驅動"電致變色裝置220,更快速地克服離子的慣性且更快達 到期望的目標光學狀態。第二正保持電壓315有效地用來抵消會另外因漏電流導致的電壓 降。因為對于任何給定的電致變色裝置220來說漏電流減小，所以保持期望的光學躍遷所 需的保持電壓會趨于零。
[0063] 光學躍遷率不僅可以是施加電壓的函數，還可以是溫度和電壓斜坡率的函數。舉 例來說，由于電壓和溫度都影響鋰離子擴散，所以傳遞的電荷量（且因此離子電流峰值的 強度）隨著電壓和溫度增加。此外，因為電壓和溫度相互依賴，所以這意味著在較高溫度下 使用較低電壓來獲得的躍遷率可與在較低溫度下使用較高電壓獲得的躍遷率相同。如下文 描述，這個溫度響應可用于基于電壓的切換算法中。溫度用來確定施加何種電壓以便實現 快速躍遷而不損壞裝置。
[0064] 在一些實施方案中，電輸入端252和電輸入端254接收、攜載或傳輸互補電力信 號。在一些實施方案中，電輸入端252及其互補電輸入端254可分別直接連接到匯流條242 和244,且在另一側上直接連接到提供可變DC電壓（例如符號和幅值）的外部電源。外部 電源可以是窗控制器114自身，或是傳輸到窗控制器114或以另外方式耦接到電輸入端252 和254的來自建筑104的電源。在這個實施方案中，如下文描述，通過電輸入端/輸出端 258和260傳輸的電信號可直接連接到存儲裝置292以容許窗控制器114與存儲裝置292 之間的通信。另外，在這個實施方案中，輸入到電輸入端256的電信號可內部連接或耦接 (在I⑶102內）到電輸入端252或254或到匯流條242或244,其連接方式使這些元件中 的一個或多個的電位被遠程測量（感測）。這可容許窗控制器114補償從窗控制器114到 電致變色裝置220的連接電線上的電壓降。
[0065] 在一些實施方案中，窗控制器114可直接附接（例如在I⑶102外部但不能通 過用戶分離）或整合在I⑶102內。舉例來說，2011年3月16日提交且題為"ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS"并且發明人名為Brown等人的美國專利申請序列號 13/049, 750 (代理檔案號SLDMP008)(其以引用方式并入本文中）詳細描述"機載"控制器 的各個實施方案。在這個實施方案中，電輸入端252可連接到外部DC電源的正輸出端。類 似地，電輸入端254可連接到DC電源的負輸出端。然而，如下文描述，電輸入端252和254 可交替地連接到外部低電壓AC電源（例如HVAC工業通用的典型24VAC變壓器）的輸出端。 在這個實施方案中，如下文描述，電輸入端/輸出端258和260可連接到窗控制器114與網 絡控制器112之間的通信總線。在這個實施方案中，電輸入端/輸出端256可最終（例如 在電源處）與系統的接地（例如保護性接地線或歐洲的PE)端子連接。
[0066] 正如描述，雖然圖3中繪制的電壓表不成DC電壓，但在一些實施方案中，由外部電 源實際供應的電壓是AC電壓信號，在一些其它實施方案中，供應的電壓信號被轉換成脈沖 寬度調制電壓信號。然而，如下文參考圖4描述，在匯流條242和244上實際"見到"或施 加到其的電壓是有效DC電壓。施加的電壓信號的振蕩頻率可取決于各種因素，包括電致變 色裝置220的漏電流、導電層230和238的薄膜電阻、期望目的或目標狀態（例如％ T)或 零件的臨界長度（例如匯流條242與244之間的距離）。施加在端子246和248處的電壓 振蕩通常在約IHz至約IMHz的范圍中，且在特定實施方案中約為100kHz。振蕩的幅值還 可取決于許多因素，包括期望中間目標狀態的期望水平。然而，在一些實例應用中，施加的 電壓振蕩的幅值可在約〇伏（V)至24V的范圍中，而如下文描述，實際施加到匯流條240和 242的DC電壓的幅值可在約0. OlV和IOV的范圍中，且在一些應用中是在約0. 5V和3V的 范圍中。在各個實施方案中，振蕩對于一個周期的變暗（例如有色）和變亮（例如無色） 部分來說具有不對稱的停留時間。舉例來說，在一些實施方案中，從第一較不透明狀態躍遷 到第二更透明狀態比相反情況（即從更透明第二狀態躍遷到較不透明第一狀態）需要更多 時間。如將在下文描述，控制器可被設計或配置成施加滿足這些需求的驅動電壓。
[0067] 振蕩施加電壓控制容許電致變色裝置220在一個或多個中間狀態下操作，且躍遷 到所述狀態或從所述狀態開始躍遷，而無需對電致變色裝置堆疊體220或對躍遷時間的任 何修改。更確切地說，窗控制器114可被配置或設計成提供具有適當波形的振蕩驅動電壓， 其考慮到以下這些因素：頻率、工作周期、平均電壓、幅值以及其它可能的合適或適當因素。 此外，這種控制水平允許在兩個目的狀態之間的全部光學狀態范圍上躍遷到任何中間狀 態。舉例來說，適當配置的控制器可提供連續范圍的透射率（％T)，其可被調諧到目的狀態 (例如不透明與無色目的狀態）之間的任何值。
[0068] 如上文描述，為了使用振蕩驅動電壓將裝置驅動到中間狀態，控制器可簡單施加 適當中間電壓。然而，存在更多有效方式來達到中間光學狀態。這部分是因為可施加高驅動 電壓來達到目的狀態但傳統上不被施加來達到中間狀態。一種用于提高電致變色裝置220 達到期望中間狀態的速率的技術是首先施加適于完全躍遷（到目的狀態）的高電壓脈沖， 且接著回落到振蕩中間狀態的電壓（正如描述）。換句話說，被選擇用于期望最終狀態的幅 值和持續時間的初始低頻單一脈沖（與用來維持中間狀態的頻率比較而言是低的）可用于 加速躍遷。在這個初始脈沖之后，較高頻率電壓振蕩可用來維持中間狀態達期望長的時間。
[0069] 如上文描述，在一些特定實施方案中，每個I⑶102包括插件250,其在一些實施 方案中是"可插入的"或可從IGU 102容易移除（例如為了易于維護、制造或更換）。在一 些特定實施方案中，每個插件250自身包括窗控制器114。即，在一些這種實施方案中，每個 電致變色裝置220由位于插件250內的其自身各自的本地窗控制器114控制。在一些其它 實施方案中，窗控制器114與次級密封區域中的玻璃窗格之間的或體積226內的框架218 的另一部分整合。在一些其它實施方案中，窗控制器114可位于I⑶102外部。在各個實 施方案中，每個窗控制器114可與其所控制和驅動的IGU 102通信，以及經由一個或多個有 線（例如以太網）網絡或無線（例如WiFi)網絡（舉例來說，經由有線（例如以太網）接 口 263或無線（WiFi)接口 265)與其它窗控制器114、網絡控制器112、BMS 110或其它服務 器、系統或裝置（例如傳感器）通信。具有以太網或Wifi能力的實施方案還完全適用于住 宅和其它較小規模的非商業應用。此外，通信可以是直接或間接的，例如經由主控制器（例 如網絡控制器112)與I⑶102之間的中間節點。
[0070] 圖4示出了包括窗控制器114的示例性插件250的描繪圖。在一些實施方案中， 窗控制器114在通信總線262上與網絡控制器112通信。舉例來說，通信總線262可根據 控制器區域網絡（CAN)車輛總線標準來設計。在這些實施方案中，第一電輸入端252可連 接到第一電源線264而第二電輸入端254可連接到第二電源線266。在一些實施方案中， 如上文描述，在電源線264和266上發送的電力信號互補；即，其共同表不差分信號（例如 差分電壓信號）。在一些實施方案中，線268耦接到系統或建筑地面（例如地球地面）。在 這些實施方案中，CAN總線262(例如微控制器274與網絡控制器112之間）上的通信可根 據CAN開放通信協議或其它合適的開放通信協議、專有通信協議或覆蓋通信協議而沿著分 別通過電輸入端/輸出端258和260傳輸的第一和第二通信線270和272進行。在一些實 施方案中，在通信線270和272上發送的通信信號互補；S卩，其共同表示差分信號（例如差 分電壓信號）。
[0071] 在一些實施方案中，插件250將CAN通信總線262耦接到窗控制器114中，且在特 定實施方案中耦接到微控制器274中。在一些這種實施方案中，微控制器274還被配置成 執行CAN開放通信協議。微控制器274還被設計或配置（例如編程）成與脈沖寬度調制 放大器或脈沖寬度調制器（PWM) 276、智能邏輯278和信號調節器280協作來執行一個或多 個驅動控制算法。在一些實施方案中，微控制器274被配置成產生（例如）呈電壓信號形 式的指令信號其接著被傳輸到PWM 276。接著，PWM 276基于V指令產生脈沖寬度調 制電力信號，包括第一（例如正）分量Vpwi和第二（例如負）分量V pw2。舉例來說，電力信 號V?和Vpw2接著在界面288上被傳輸到I⑶102,或更明確地說，傳輸到匯流條242和244 以便造成電致變色裝置220中的期望光學躍遷。在一些實施方案中，PWM 276被配置成修 改脈沖寬度調制信號的工作周期使得信號Vpwi和Vpw2中的脈沖持續時間不相等：舉例來說， PWM 276脈沖Vpwi用于第一 60 %工作周期且脈沖Vpw2用于第二40 %工作周期。第一工作周 期的持續時間和第二工作周期的持續時間共同表示每個電力周期的tPWM。在一些實施方案 中，PWM 276可額外或替代地修改信號脈沖Vpwi和Vpw2的幅值。
[0072] 在一些實施方案中，微控制器274被配置成基于一個或多個因素或信號產生ViM, 舉例來說，例如在CAN總線262上接收的任何信號以及分別由PWM 276產生的電壓或電流 反饋信號Vfb和Ifb。在一些實施方案中，微控制器274分別基于反饋信號I fb或Vfb確定電 致變色裝置220中的電流或電壓水平，且根據一個或多個規則或算法調節V iM來實現相對 脈沖持續時間（例如第一和第二工作周期的相對持續時間）或電力信號Vpwi和V pw2的幅值 的改變而產生上文關于圖3描述的電壓分布圖。此外或替代地，微控制器274還可響應于 從智能邏輯278或信號調節器280接收的信號來調節Vgt舉例來說，調節信號V ra可由 信號調節器280響應于來自一個或多個聯網或不聯網裝置或傳感器（舉例來說，例如外部 光傳感器或光檢測器282、內部光傳感器或光檢測器284、熱或溫度傳感器286或色彩指令 信號V T。）的反饋而產生。舉例來說，信號調節器280和νωΝ的額外實施方案還描述于2012 年4 月 17 日提交的題為"CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES" 且發明人名為Brown的美國專利申請序列號_ (代理檔案號SLDMP035)中。
[0073] 返回參考，Vtc可以是OV與IOV之間的模擬電壓信號，其由用戶（例如居住者或工 作人員）使用或調節來動態地調節IGU 102的色彩（舉例來說，用戶可使用建筑104的房 間或區域中類似于恒溫器的控制件來精細地調節或修改所述房間或區域中的IGU 102色 彩），從而將動態用戶輸入引入確定ViM的微控制器274內的邏輯中。舉例來說，當設置在 OV至2. 5V范圍中時，Vtc可用來造成躍遷到5% T狀態，而當設置在2. 51V至5V范圍中時， Vtc可用來造成躍遷到20% T狀態，且類似于其它范圍（例如5. IV至7. 5V和7. 51V至10V) 以及其它范圍和電壓實例。在一些實施方案中，信號調節器280接收通信總線或界面290上 的前述信號或其它信號。在一些實施方案中，如下文描述，PWM 276還基于從智能邏輯278 接收的信號Vim產生Vi#。在一些實施方案中，智能邏輯278在通信總線上傳輸V im，舉例 來說，例如集成電路間（I2C)多重主串行單端計算機總線。在一些其它實施方案中，智能邏 輯278經由1-線裝置通信總線系統協議（由德克薩斯州達拉斯的達拉斯半導體公司規定） 與存儲裝置292通信。
[0074] 在一些實施方案中，微控制器274包括處理器、芯片、磁卡或電路板，或這些的組 合，其包括用于實施一個或多個控制功能的邏輯。微控制器274的供電和通信功能可與單 個芯片組合，舉例來說，可編程邏輯裝置（PLD)芯片或現場可編程門陣列（FPGA)或類似邏 輯。這種集成電路可在單一可編程芯片中組合邏輯、控制和供電功能。在一個實施方案中， 其中一個窗格216具有兩個電致變色裝置220 (例如在相對表面上）或其中I⑶102包括兩 個或多個窗格216,所述窗格216每個包括電致變色裝置220,邏輯可被配置成相互獨立地 控制兩個電致變色裝置220中的每一個。然而,在一個實施方案中,兩個電致變色裝置220 中的每個的功能以協同方式被控制，舉例來說，使得每個裝置被控制以便彼此互補。舉例來 說，透光率的期望水平、熱絕緣效果或其它性質可經由個別電致變色裝置220中的每一個 的狀態的組合來控制。舉例來說，一個電致變色裝置可置于有色狀態而另一個用于電阻加 熱，舉例來說，經由裝置的透明電極。在另一實例中，兩個電致變色裝置的光學狀態可被控 制使得組合透射率是期望的結果。
[0075] 如上文描述，在一些實施方案中，微控制器274或窗控制器114 一般還可具有無 線能力，例如無線控制和供電能力。舉例來說，可使用無線控制信號（例如射頻（RF)信號 或紅外線（IR)信號）以及無線通信協議（例如WiFi (如上所述）、藍牙、Zigbee、EnOcean 等）來將指令發送到微控制器274且使微控制器274發送數據到（舉例來說）其它窗控制 器114、網絡控制器112或直接發送到BMS 110。在各個實施方案中，無線通信可用于以下 中的至少一個：編程或操作電致變色裝置220、一般從電致變色裝置220或I⑶102收集數 據或接收輸入、從傳感器收集數據或接收輸入以及將窗控制器114用作其它無線通信的中 繼點。從I⑶102收集的數據還可包括計數數據，例如電致變色裝置220已經被啟動（循 環）的次數、電致變色裝置220隨時間的效率以及其它有用數據或性能度量。
[0076] 窗控制器114還可具有無線供電能力。舉例來說，窗控制器114可具有一個或 多個無線電力接收器（其從一個或多個無線電力傳輸器接收傳輸）以及一個或多個無 線電力傳輸器（其傳輸電力傳輸使得窗控制器114能夠無線接收電力并且將電力無線 分配給電致變色裝置220)。舉例來說，無線電力傳輸包括感應、諧振感應、RF電力傳遞、 微波電力傳遞和激光電力傳遞。舉例來說，2010年12月17日提交且題為"WIRELESS POWERED ELECTROCHROMIC WINDOWS"并且發明人名為Rozbicki的美國專利申請序列號 12/971，576 (代理檔案號SLDMP003)(其以引用方式并入本文中）詳細描述無線供電能力的 各個實施方案。
[0077] 為了實現期望光學躍遷，產生脈沖寬度調制電力信號使得正分量Vpwi在供電周期 的第一部分期間被供應到（舉例來說）匯流條244,而負分量V pw2在供電周期的第二部分期 間被供應到（舉例來說）匯流條242。如上文所述，信號％"和￥"2是有效DC信號，如由電 致變色裝置220所見，舉例來說，是因為PWM 276內的串聯電感器312和314 (見圖5A和圖 5B)的感應或是與脈沖寬度調制電力信號Vpwi和Vpw2的頻率相關的窗控制器114或電致變 色裝置220的各個其它分量。更明確的說，現參考圖5C，感應使得電感器312和314有效 地過濾出電壓V tk和Vitq、分別施加到第一和第二導電層230和238的電壓中的最高頻率分 量，且因此在當第一和第二工作周期恒定時，跨過匯流條242和244施加的有效電壓V eff有 效地恒定。
[0078] 在一些情況中，取決于脈沖寬度調制信號的頻率（或相反的是持續時間），這可造 成匯流條244大致在由第一工作周期的持續時間與供電周期的總成持續時間t PWM的比給定 的幅值Vpwi片段浮動。類似地，這可造成匯流條242大致在由第二工作周期的持續時間與供 電周期的總成持續時間t PWM的比給定的幅值Vpw2片段浮動。換句話說，在一些實施方案中， 脈沖寬度調制信號分量V pwi與Vpw2的幅值之間的差值是跨過端子246和248且隨后跨過電 致變色裝置220的有效DC電壓的兩倍。換句話說，在一些實施方案中，施加到匯流條244的 Vpwi片段（由第一工作周期的相對持續時間決定）與施加到匯流條242的Vpw2片段（由第 二工作周期的相對持續時間決定）的差值是施加到電致變色裝置220的有效DC電壓V EFF。 通過負載--電致變色裝置220--的電流IEFF大致等于有效電壓VEFF除以負載的有效 電阻（由電阻器316表示）或阻抗。
[0079] 在一些實施方案中，第一和第二工作周期的相對持續時間--分別是Vpwi和V pw2 脈沖的持續時間--是基于在一些實施方案中，為了產生兩個相反極性信號Vpwi和 VPW2，PWM 276且一般是I⑶102根據H橋構造294進行設計。在一些實施方案中，如圖5A中 所示，PWM 276使用由供應電壓V供自供電的四個晶體管296、298、300和302構造舉例來說， 晶體管296、298、300和302可以是金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET)。在一些執 行方案中，浸提管296和300是η型MOSFET晶體管，而晶體管298和302是p型MOSFET晶 體管。在一些執行方案中，在第一操作部分期間，晶體管296的柵極接收信號Α，而晶體管 302的柵極接收其互補信號A使得當信號A高時，A是低的，且因此晶體管296和302導通 而晶體管298和300不導通。在這個配置中，來自V ffi的電流被傳遞通過晶體管296、通過 負載（包括電致變色裝置220)、通過晶體管302且最終接地。這在這個操作部分期間造成 電力信號脈沖V pwi。類似地，在一些執行方案中，在第二操作部分期間，晶體管300的柵極接 收信號Β，而晶體管298的柵極接收信號B的互補，且因此晶體管296和302導通而晶體管 298和300不導通。在這個配置中，來自V iws的電流被傳遞通過晶體管300、通過負載（包 括電致變色裝置220)、通過晶體管298且最終接地。這在這個操作部分期間造成電力信號 脈沖V pw2。
[0080] 圖5Β示出了等效H橋構造表示294的描繪圖，其中開關304、306、308和310表示 晶體管296、298、300和302。基于V指令，H橋294從第一狀態（由實心箭頭表示）（產生第一 工作周期（V pwi脈沖））同步躍遷到第二狀態（由虛線箭頭表示）來產生第二工作周期（Vpw2 脈沖）。舉例來說，在第一狀態中，開關304和310可關閉（例如晶體管296和302導通） 且開關306和308可打開（例如晶體管298和300不導通）。類似地，在第二狀態中，開關 306和308可關閉（例如晶體管298和300導通）且開關304和310可打開（例如晶體管 296和302不導通）。如上文描述，在一些實施方案中，脈沖寬度調制信號V pwi和Vpw2的第 一和第二工作周期不對稱；即第一或第二工作周期都不是50%的工作周期。舉例來說，在 IOOkHz信號的情況中，Vpwi可被脈沖達多于一半恒定時間tPWM(例如多于5微秒（μ s))，之 后是Vm被脈沖達少于一半恒定時間tp?(例如少于5 μ s)等造成第一工作周期大于50% 且第二工作周期小于50%。因此，即使當Vpwi和Vpw2的幅值相等且保持恒定，當工作周期對 稱時（例如（V pwi-Vpw2)/2)，負載（例如電致變色裝置220)處的有效電壓可從跨過負載產生 的靜態DC電壓開始改變。因此，通過改變工作周期使得其不對稱，可跨過電致變色裝置220 施加電壓斜坡（例如斜坡301、305、309或313)。正是這個DC電壓驅動額外離子遷移，造 成電致變色裝置220中的光學躍遷。此外，工作周期還可改變使得產生靜態DC電壓來補償 (舉例來說）缺陷中捕獲的離子。
[0081] 舉例來說，與簡單實用電池或其它DC電壓源的裝置比較，這種跨過電致變色裝置 220施加 DC電壓的方法--脈沖寬度調制--提供了增強的保護來免于損壞。DC電壓源 (例如電池）會造成初始電流峰值，舉例來說，其會以捕獲離子的缺陷形式永久損壞電致變 色裝置220。此外，通過基于指令信號V iM調節每個工作周期的脈沖Vpwi和Vpw2的相對持續 時間，指令信號V彳旨彳可用以改變連續施加到電致變色裝置220 (例如產生斜坡301、305、309 和313)的DC電壓而不改變供應電壓Viws的幅值。
[0082] 此外，在一些實施方案中，晶體管296、298、300和302(或開關304、306、308和 310)可在特定時候配置成全部絕緣（或打開）使得電致變色裝置220的某些實施方案保持 在期望光學狀態而不施加電壓。在一些實施方案中，這個配置可用來通過從取電力 來節約能量，V iws通常是用于建筑104的主電源。在這種配置中，電致變色裝置220可以是 浮動的。在一些其它實施方案中，在這個配置中，電致變色裝置220可從另一源接收電力來 保持期望光學狀態，舉例來說，例如從IGU 102上或其內的光伏電池。類似地，在一些實施 方案中，晶體管296、298、300和302(或開關304、306、308和310)可在特定時候配置成全 部導通（或關閉）或短路接地使得電致變色裝置220放電。在這些實施方案中，適當尺寸 的電阻可配置在每個晶體管或開關與接地之間的H橋構造294內以利于或更適于電致變色 裝置220放電。
[0083] 在一些實施方案中，微控制器274被編程成在一天的特定時候以及根據一年的特 定時候、根據特定條件或響應于其它反饋或基于手動輸入而使建筑104的各個側、表面或 區域上的窗變暗或變亮（例如改變％ Τ)。舉例來說，微控制器274可被編程成在冬季月份 期間早上9:00使面向東的I⑶102變暗達1小時，而同時使面向西的I⑶變亮。舉另一實 例，微控制器274可被編程成基于由光檢測器在外部檢測的光強度來使IGU 102變暗。在 一些這種實施方案中，微控制器274可被編程成只要由第二光檢測器在內部檢測的光保持 超過內部光強度的臨限量就繼續使IGU 102變暗，或直到照相系統107或網絡控制器112 將輸入指令傳輸到窗控制器114來指令窗控制器114停止著色，使得照明系統可保持關閉 或處于較低能量操作水平，同時使工作人員具有足夠的環境光或其它光來繼續工作。舉另 一實例，微控制器274可被編程成基于來自用戶（舉例來說）在他或她自己的辦公室中相 對于由網絡控制器112指令的基線％ T的手動輸入而使I⑶102變暗。
[0084] 在一些實施方案中，用于給定I⑶102的驅動或裝置參數存儲在I⑶102內、在框 架218中或在有線連接到框架或IGU的內部或外部電連接總成中。在特定實施方案中，用 于給定I⑶102的驅動和裝置參數存儲在插件250內。在一些特定實施方案中，驅動和裝 置參數存儲在非易失性存儲裝置292內，其可包括在窗控制器114或插件250內或在其外 部，但在特定實施方案中，其位于IGU 102內。在一些實施方案中，在將插件250插入和連接 至IJ IGU 102中之后或在給窗控制器114供電或以另外方式啟動之后，存儲裝置292將驅動 或裝置參數轉移或加載到微控制器274內的快速動態存儲器（例如隨機訪問存儲器（RAM)、 DRAM、NVRAM或其它閃存）位置用于微控制器274的快速訪問。在一些實施方案中，窗控制 器114可周期性地輪詢存儲裝置292,且當窗控制器114檢測存儲裝置292時，其能夠將驅 動參數轉移到微控制器274內的RAM或其它快速存儲器位置。在一些實施方案中，存儲裝 置292可以是根據1線裝置通信總線系統協議設計的芯片（例如除了存儲能力之外還具有 處理或邏輯能力的計算機芯片）。在一些實施方案中，存儲裝置292可包括固態串行存儲器 (例如EEPR0M((E 2PROM)、I2C、SPI)，其還可以是可編程存儲器。
[0085] 在一些實施方案中，驅動參數可由微控制器274結合以下進行使用：一個或多個 電壓分布圖、電流算法或用于使電致變色裝置220從第一光學狀態躍遷到第二光學狀態的 電壓和電流操作指令。在一些實施方案中，微控制器274使用驅動參數來計算或選擇電壓 分布圖（例如電壓分布圖300的一部分）且使用電壓分布圖來產生相關指令電壓V iM而達 到所計算或所選擇的電壓分布圖。舉例來說，在一些實施方案中，電壓分布圖可基于包括以 下項的多數驅動參數中的一個或多個而選自許多預定分布圖（例如存儲或加載在微控制 器274內或其它合適的可訪問存儲器位置）：舉例來說，當前外部溫度、當前內部溫度、第一 或當前光學狀態的％ T、第二或期望光學狀態的％ T，或期望的躍遷或斜坡（例如斜坡301 和309)率，以及各種初始驅動電壓、保持電壓以及其它參數。一些驅動參數（例如％ T和 斜坡率）可在制造裝置之前（舉例來說）在理論或實驗上基于許多裝置參數而產生，舉例 來說，包括尺寸、形狀、厚度、使用年限或電致變色窗格216經歷的周期數。在一些實施方案 中，每個電壓分布圖可接著在制造裝置之前在理論或實驗上基于驅動和裝置參數來確定。
[0086] 在一些實施方案中，微控制器274在I⑶102操作期間基于選擇的電壓分布圖和 驅動參數來計算V fi^值。在一些其它實施方案中，微控制器274選擇先前基于所選電壓分 布圖和驅動參數計算和存儲的離散ViM值。然而，如上文描述，在一些情況中V iM可根據一 個或多個其它輸入或反饋信號予以修改，例如VOT、Vfb或I fb，舉例來說，這基于來自溫度傳 感器或光檢測器的輸入、來自電致變色裝置220或PWM 276的電壓反饋或來自電致變色裝 置220或PWM 276的電流反饋。舉例來說，當外部環境變得更亮，微控制器274可被編程成 使電致變色裝置220變暗，但當電致變色裝置220變暗，裝置溫度會由于增加的光子吸收而 顯著升高，這是因為電致變色裝置220的著色取決于裝置溫度，舉例來說，如果不通過響應 于信號（例如V ra、VFB或Ifb)修改來進行補償，那么著色會改變。此外，在一些情況中， 存儲在微控制器274或存儲裝置292中的電壓分布圖自身可基于從（舉例來說）網絡控制 器112接收的信號而被臨時（例如在RAM中）或永久/永恒（例如在存儲裝置292中）地 修改。
[0087] 在一些實施方案中，存儲在給定I⑶102內的驅動和裝置參數可（舉例來說）經 由CAN通信總線262響應于特定條件或在其它適當時候被周期性地傳輸到網絡控制器112。 此外，在一些實施方案中，驅動參數、電壓分布圖、電流算法、位置或區域關系參數（例如這 個I⑶102和控制器114在什么位置或在建筑104的什么區域中）、數字輸出狀態和一般各 種數字控制（例如著色、無色、自動、重啟等）可從網絡控制器112被傳輸到窗控制器114 和微控制器274以及存儲裝置292用于存儲和隨后使用。網絡控制器112還可被配置成將 有關IGU 102或建筑104位置（例如緯度、經度或區域參數）、一天中的時間或一年中的時 間的信息傳輸到微控制器274或存儲裝置292。此外，驅動或裝置參數可含有指定了可由窗 控制器114安全施加到電致變色裝置220的最大電壓或電流水平的信息。在一些實施方案 中，網絡控制器112可被編程或配置成基于裝置或驅動特性（例如從存儲裝置292傳輸到 微控制器274或到網絡控制器112)將輸出到特定I⑶102和電致變色裝置220的實際電流 與期望輸出到IGU 102的電流進行比較，或以另外方式確定其是不同的且不同超過可接受 的臨限范圍，且此后發送警報、關閉向IGU 102供電或采取某種其它行動來（舉例來說）防 止對電致變色裝置220的損壞。此外，存儲裝置292還可包括電致變色裝置220的循環或 其它性能數據。
[0088] 在一些實施方案中，驅動參數組織成η維數據陣列、結構或矩陣。圖6示出了用于 驅動電致變色裝置220的驅動參數的示例性三維數據結構600。數據結構600是元件624 的3乘4乘4矩陣。電壓分布圖與每個元件624關聯。舉例來說，矩陣元（0,3,3)與電壓 分布圖626相關聯而矩陣元（1，0，1)與電壓分布圖628相關聯。在圖示的實例中，每個矩 陣元624指定了界定元素624且因此界定對應電壓分布圖的三個驅動參數。舉例來說，每 個矩陣元624指定了給定溫度范圍值（例如< 0攝氏度、0攝氏度到50攝氏度或> 50攝 氏度）、當前％ 了值（例如5%、20%、40%或70% )和目標％ 了值（例如5%、20%、40%或 70% ) 〇
[0089] 在一些實施方案中，每個電壓分布圖包括一個或多個特定參數（例如斜坡率、目 標電壓和施加電壓持續時間）或一個或多個特定參數的組合。舉例來說，每個電壓分布圖 可包括一個或多個特定參數用于一個或多個分布圖部分或區域（例如S1、S2、S3、S4)中的 每一個，實現從當前溫度下的當前％ T到相同或不同溫度下的目標％ T的期望光學躍遷。 舉例來說，電壓分布圖626含有參數來使電致變色窗在低于零攝氏度的溫度下從70% T躍 遷到5% T。為了完成這個躍遷，電壓分布圖626提供初始斜坡Sl (例如特定持續時間或到 特定目標電壓值的mV/s率）、第一保持S2 (例如特定持續時間的特定V)、第二斜坡S3 (例 如特定持續時間或到特定目標電壓值的mV/s率）和第四保持S4(例如維持目標％ T的特 定保持電壓）。類似地，電壓分布圖628可基于與元素（在這個實例中，在介于零攝氏度與 五十攝氏度之間的溫度下從20 % T躍遷到70 % T)相關聯的不同驅動參數提供不同初始斜 坡Sl (例如較平的電壓斜坡）、不同保持S2 (例如較久保持在這個保持電壓下）、不同第二 斜坡S3 (例如較短但較陡的斜坡）和不同第四保持S4 (例如維持目標％ T的保持電壓）。 [0090] 在一些執行方案中，呈η維數據矩陣的每個電壓分布圖可以是唯一的。舉例來說， 因為即使在相同溫度下，從70 % T躍遷到5 % T通常無法通過簡單的反向用來從5 % T躍遷 到70% T的電壓分布圖來實現，會需要或至少期望不同的電壓分布圖。換句話說，由于裝置 架構和材料，無色并不是簡單的有色的相反；裝置通常針對每次躍遷表現不同，這是由于用 于將離子插入到電致變色材料或從電致變色材料脫離的驅動力的差值。
[0091] 在其它實施方案中，數據結構可具有另一維數n，即比矩陣600更多或更少顆粒。 舉例來說，在一些實施方案中，可包括更多驅動參數。在一個實施方案中，使用了 288個驅 動參數，包括三個溫度范圍值、四個當前％ T值和四個目標％ T值，其造成具有36個矩陣元 和72個對應電壓分布圖的3維矩陣，其中每一個具有一個或多個特定參數（例如斜坡率、 目標電壓和施加電壓持續時間，或一個或多個特定參數的組合）用于一個或多個分布圖部 分或區域（例如SI、S2、S3.......)中的每一個。在其它實施方案中，溫度頻度數或值范 圍可增多或減少（例如5個或更多個溫度范圍值），可能的當前％ T值數可增多或減少（例 如可存在八個可能的光學狀態，例如5% T、15% T、25% T、35% T、45% T、55% T、65% T和 75% Τ)，可能的目標％ T值數可增多或減少（例如匹配可能的當前％ T狀態）以及其它合 適的修改。此外，與矩陣的每個元相關聯的電壓分布圖可具有具相關聯參數的四個以上分 布圖部分或區域（例如Sl到S8)。在一些實施方案中，舉例來說，允許每個電壓分布圖指定 有8個區域，允許當前環境溫度范圍指定有12個電壓分布圖，且允許指定的3個溫度范圍 指定有3組12個分布圖。這單獨組合成電壓分布圖的288個參數。另外信息還可存儲在 存儲裝置292內。
[0092] 此外，在一些實施方案中，其中單一窗控制器114控制和驅動兩個或多個I⑶ 102,每個I⑶102仍可包括其自身的存儲裝置292。在這些實施方案中，每個存儲裝置292 將其驅動參數傳輸到單一窗控制器114和窗控制器114,且明確地說，微控制器274將具有 最小尺寸（且因此具有最低電力需求）的IGU的驅動參數用來計算作為防止損壞的附加安 全措施的舉例來說，窗控制器114可包括邏輯來識別I⑶尺寸（例如長度、寬度、厚 度、表面積等）或IGU 102可將尺寸信息存儲在存儲器內，其接著可由控制器114(例如由 微控制器274)讀取。在一些實施方案中，微控制器可比較兩個耦接的IGU102的驅動參數， 基于比較的驅動參數確定不相容I⑶已經連接且發送警報給BMS 110或網絡控制器112。 在一些實施方案中，微控制器274可使用并行連接的IGU 102的驅動參數來確定用于聚合 組的最大安全電流驅動而進一步防止對IGU的損壞。
[0093] 此外，在一些實施方案中，每個窗控制器114還可被配置成補償傳輸損失，舉例來 說，例如跨過匯流條242或244或沿著PWM 276與匯流條242和244之間的其它傳輸線的 電壓降。舉例來說，因為PWM 276 (或窗控制器114或IGU 102的某一其它組件）可被配置 成提供電流反饋（例如Ifb)，所以微控制器274(例如窗控制器114的某一其它邏輯組件） 可被配置成計算因傳輸損失引起的電壓降。舉例來說，圖4中的電阻器R t模仿傳輸線電阻， 而圖4中的電阻器Rs模仿串聯電阻。Rt和R s是傳輸線或其它系統組件固有的。當電流由 窗控制器114供應時，在返回到窗控制器114閉合回路之前，其穿過R t，穿過I⑶102且穿 過Rs。因為已知通過RT、I⑶102和R s的電流--通過使用Ifb來設置PWM 276的固定電 流輸出（例如1安培）--且因為差分放大器422可用來有效地測量跨過Rs的電壓降，所 以可計算馬和&的值。對于所有意圖和目的，R t可以近似為Rs。現在，在裝置220的常規 操作期間，因為通過I⑶102的電流要求不恒定，已知組合Rs+Rt的有效電阻允許動態地調 節從窗控制器114輸出的電壓，所以在I⑶102的端子上產生的電壓V 可計算為V= V目標+1實際*(Rs+Rt)或V實際=V目標+2V(Rs)，其中V(R s)是跨過Rs的電壓降。
[0094] 在一個或多個方面，描述的功能中的一個或多個可執行于硬件、數字電子電路、模 擬電子電路、計算機軟件、固件（包括本說明書中公開的結構及其等效結構）或其任何組合 中。本說明書中描述的主題的某些實施方案還可執行為一個或多個計算機程序，即計算機 程序指令的一個或多個模塊，其編碼在計算機存儲媒體上用于由數據處理裝置執行或控制 數據處理裝置的操作。
[0095] 熟悉本領域的技術人員可易于知曉本公開中描述的對實施方案的各種修改，且在 不脫離本公開的精神或范圍的情況下，本文定義的基本原理可應用于其它執行方案。因此， 權利要求并不意欲受限于本文所示的執行方案，而是應符合與本公開內容、本文公開的原 理和新穎特征一致的最寬范圍。此外，本領域一般技術人員將易于了解術語"上"和"下"有 時用于便于描述附圖且指示對應于適當定向頁面上的附圖定向的相對位置，且無法反映執 行的裝置的適當定向。此外，如本文使用，"或"可意味著"和"以及"或"；即"或"不一定排 除"和"，除非明確闡述或隱含暗示。
[0096] 本說明書中以單獨實施方案為背景描述的某些特征還可以組合方式執行于單一 執行方案中。相反地，在單一執行方案的背景下描述的各個特征還可單獨或以任何合適子 組合的方式執行于多個執行方案中。此外，雖然上文將特征描述成以某些組合作用且甚至 最初這樣要求，但來自所要求的組合的一個或多個特征可在一些情況中脫離所述組合，且 要求的組合可針對子組合或子組合的變更。
[0097] 類似地，當附圖中以特定次序描繪操作時，這不一定意謂需要以所示的特定次序 或按順序次序實施所述操作，或實施全部圖示操作來達到期望結果。另外，附圖可用流程圖 的形式示意性描繪一個或多個實例過程。然而，未描繪的其它操作可并入示意性圖示的實 例過程中。舉例來說，在任何圖示的操作之前、之后、與其同時或其間可實施一個或多個額 外操作。在某些情況中，多任務和并行處理可能是有利的。此外，上文描述的執行方案中的 各個系統組件的分離不應理解為在全部執行方案中需要這種分離，且應理解為描述的程序 組件和系統一般可一起整合在單一軟件產品中或封裝在多個軟件產品中。此外，其它執行 方案在下文權利要求的范圍內。在一些情況中，權利要求中闡述的行為可以不同次序實施 且仍達到期望結果。
【權利要求】
1. 一種窗控制器，其包括： 指令電壓發生器，其被配置成產生指令電壓信號； 脈沖寬度調制信號發生器，其被配置成基于所述指令電壓信號產生脈沖寬度調制信 號，所述脈沖寬度調制信號被配置成驅動大致透明基板上的光學可切換裝置，其中： 所述脈沖寬度調制信號包括具有第一工作周期之第一電力分量和具有第二工作周期 之第二電力分量； 所述第一電力分量被配置成在所述第一工作周期的每個主動部分期間輸送第一脈 沖； 所述第二電力分量被配置成在所述第二工作周期的每個主動部分期間輸送第二脈沖； 且 在操作期間，所述第一脈沖施加到所述光學可切換裝置的第一導電電極層且所述第二 脈沖施加到所述光學可切換裝置的第二導電電極層；其中所述第一和第二工作周期的主動 部分的相對持續時間以及所述第一和第二脈沖的相對持續時間被調整而造成跨過所述光 學可切換裝置施加的有效DC電壓的變化。
2. 根據權利要求1所述的窗控制器，其中所述大致透明基板被配置在IGU中。
3. 根據權利要求2所述的窗控制器，其中所述窗控制器至少部分位于所述IGU的密封 件內。
4. 根據權利要求2所述的窗控制器，其中所述光學可切換裝置是形成在所述大致透明 基板的表面上且相鄰于所述IGU內部體積的電致變色裝置。
5. 根據權利要求4所述的窗控制器，其中所述電致變色裝置完全由無機固態材料組 成。
6. 根據權利要求1所述的窗控制器，其中： 所述第一工作周期具有第一時間段和第一電壓幅值； 所述第二工作周期具有第二時間段和第二電壓幅值； 所述第一時間段等于所述第二時間段；且 所述第一電壓幅值等于所述第二電壓幅值。
7. 根據權利要求6所述的窗控制器，其還包括第一和第二電感器，其將所述第一和第 二電力分量耦接到所述光學可切換裝置，其中由所述施加的第一和第二電力分量引起而跨 過所述光學可切換裝置施加的電壓有效的是DC電壓。
8. 根據權利要求7所述的窗控制器，其中： 所述第一工作周期的所述主動部分包括所述第一時間段的第一所占片段；且 所述第二工作周期的所述主動部分包括所述第二時間段的第二所占片段。
9. 根據權利要求8所述的窗控制器，其中： 施加到所述光學可切換裝置的第一導電層的所述電壓幅值大致與所述第一所占片段 與所述第一電壓幅值的乘積成比例； 施加到所述光學可切換裝置的第二導電層的所述電壓幅值大致與所述第二所占片段 與所述第二電壓幅值的乘積成比例；且 跨過所述光學可切換裝置施加的有效DC電壓大致等于施加到所述第一導電層的所述 電壓幅值與施加到所述第二導電層的所述電壓幅值之間的差值。
10. 根據權利要求1所述的窗控制器，其中所述指令電壓發生器包括微控制器，其被配 置成產生所述指令電壓信號。
11. 根據權利要求10所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號 產生所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述光學可切換裝置施加的有效 DC電壓。
12. 根據權利要求10所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號 產生所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
13. 根據權利要求10所述的窗控制器，其還包括存儲器裝置，其被配置成存儲一個或 多個驅動參數。
14. 根據權利要求13所述的窗控制器，其中所述驅動參數包括當前外部溫度、當前內 部溫度、所述電致變色裝置的當前透射值、所述電致變色裝置的目標透射值和躍遷率中的 一個或多個。
15. 根據權利要求14所述的窗控制器，其中所述微控制器還被配置成基于一個或多個 其它輸入、反饋或控制信號修改所述指令電壓信號。
16. 根據權利要求15所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號 修改所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述光學可切換裝置施加的有效 DC電壓的檢測實際電平。
17. 根據權利要求15所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號 修改所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
18. 根據權利要求15所述的窗控制器，其中所述窗控制器還包括一個或多個通信接 □。
19. 根據權利要求18所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與網絡控制器通信； 所述網絡控制器被配置成與多個窗控制器通信且控制所述多個窗控制器；且 所述微控制器被配置成基于來自所述網絡控制器的輸入而修改所述指令電壓信號。
20. 根據權利要求19所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述建筑物管理系統的輸入而修改所述指令電壓信 號。
21. 根據權利要求19所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通 風系統、電源系統和/或安全系統通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風 系統、電源系統和/或安全系統的輸入而修改所述指令電壓信號。
22. 根據權利要求19所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個光檢測器通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個光檢測器的輸入而修改所述指令電 壓信號。
23. 根據權利要求19所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個溫度傳感器通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個溫度傳感器的輸入而修改所述指令 電壓信號。
24. 根據權利要求19所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與一個或多個手動用戶輸入裝置通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述手動用戶輸入裝置中的一個或多個的輸入而修 改所述指令電壓信號。
25. -種系統，其包括： 多個窗，每個窗包括在大致透明基板上的光學可切換裝置； 網絡控制器，其被配置成控制多個窗控制器； 多個窗控制器，每個窗控制器包括： 指令電壓發生器，其被配置成產生指令電壓信號；和 脈沖寬度調制信號發生器，其被配置成基于所述指令電壓信號產生脈沖寬度調制信 號，所述指令電壓信號至少部分且至少在某些時間基于從所述網絡控制器接收的輸入，所 述脈沖寬度調制信號被配置成驅動所述光學可切換裝置的各自一個或多個， 一個或多個通信接口，其使所述窗控制器能夠與所述網絡控制器通信； 其中： 所述脈沖寬度調制信號包括具有第一工作周期之第一電力分量和具有第二工作周期 之第二電力分量； 所述第一電力分量被配置成在所述第一工作周期的每個主動部分期間輸送第一脈 沖； 所述第二電力分量被配置成在所述第二工作周期的每個主動部分期間輸送第二脈沖； 且 在操作期間，所述第一脈沖施加到所述光學可切換裝置的第一導電電極層且所述第二 脈沖施加到所述光學可切換裝置的第二導電電極層；其中所述第一和第二工作周期的主動 部分的相對持續時間以及所述第一和第二脈沖的相對持續時間被調整而造成跨過所述光 學可切換裝置施加的有效DC電壓的變化。
26. 根據權利要求25所述的系統，其中每個大致透明基板被配置在IGU中。
27. 根據權利要求26所述的系統，其中所述窗控制器中的一個或多個至少部分位于各 自I⑶的密封件內。
28. 根據權利要求26所述的系統，其中所述光學可切換裝置是形成在所述大致透明基 板的表面上且相鄰于所述IGU內部體積的電致變色裝置。
29. 根據權利要求25所述的系統，其中，對于每個窗控制器： 所述第一工作周期具有第一時間段和第一電壓幅值； 所述第二工作周期具有第二時間段和第二電壓幅值； 所述第一時間段等于所述第二時間段；且 所述第一電壓幅值等于所述第二電壓幅值。
30. 根據權利要求29所述的系統，其中每個窗控制器還包括第一和第二電感器，其將 所述第一和第二電力分量耦接到所述光學可切換裝置，其中由所述施加的第一和第二電力 分量引起而跨過所述光學可切換裝置施加的電壓有效的是DC電壓。
31. 根據權利要求30所述的系統，其中： 所述第一工作周期的所述主動部分包括所述第一時間段的第一所占片段；且 所述第二工作周期的所述主動部分包括所述第二時間段的第二所占片段。
32. 根據權利要求31所述的系統，其中： 施加到所述光學可切換裝置的第一導電層的所述電壓幅值大致與所述第一所占片段 與所述第一電壓幅值的乘積成比例； 施加到所述光學可切換裝置的第二導電層的所述電壓幅值大致與所述第二所占片段 與所述第二電壓幅值的乘積成比例；且 跨過所述光學可切換裝置施加的有效DC電壓大致等于施加到所述第一導電層的所述 電壓幅值與施加到所述第二導電層的所述電壓幅值之間的差值。
33. 根據權利要求25所述的系統，其中每個窗控制器的所述指令電壓發生器包括微控 制器，其被配置成產生所述指令電壓信號。
34. 根據權利要求33所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號產生 所述各自指令電壓信號，所述各自電壓反饋信號自身基于跨過所述各自光學可切換裝置施 加的有效DC電壓。
35. 根據權利要求33所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號產生 所述各自指令電壓信號，所述各自電流反饋信號自身基于通過所述各自光學可切換裝置傳 輸的檢測電流。
36. 根據權利要求33所述的系統，其中每個窗控制器還包括存儲器裝置，其被配置成 存儲一個或多個驅動參數。
37. 根據權利要求36所述的系統，其中所述驅動參數包括當前外部溫度、當前內部溫 度、所述電致變色裝置的當前透射值、所述電致變色裝置的目標透射值和躍遷率中的一個 或多個。
38. 根據權利要求37所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號修改 所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述各自光學可切換裝置施加的有效 DC電壓的檢測實際電平。
39. 根據權利要求37所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號修改 所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述各自光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
40. 根據權利要求33所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述建筑物管理系統的輸入而修改 所述指令電壓信號。
41. 根據權利要求33所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電 源系統和/或安全系統通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個照明系統、加熱系 統、冷卻系統、通風系統、電源系統和/或安全系統的輸入而修改所述指令電壓信號。
42. 根據權利要求33所述的系統，其中： 每個窗控制器被配置成與一個或多個光檢測器通信；且 所述各自微控制器被配置成基于來自所述一個或多個光檢測器的輸入而修改所述指 令電壓信號。
43. 根據權利要求33所述的系統，其中： 每個窗控制器被配置成與一個或多個溫度傳感器通信；且 所述各自微控制器被配置成基于來自所述一個或多個溫度傳感器的輸入而修改所述 指令電壓信號。
44. 根據權利要求33所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與一個或多個手動用戶輸入裝置通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述手動用戶輸入裝置中的一個或 多個的輸入而修改所述指令電壓信號。
45. -種窗控制器，其包括： 指令電壓發生器，其被配置成產生指令電壓信號；和 電力信號發生器，其被配置成基于所述指令電壓信號產生電力信號，所述電力信號用 以驅動大致透明基板上的光學可切換裝置，所述電力信號發生器被配置成產生電力信號， 其具有之電力分布圖包括一個或多個電力分布圖部分，每個電力分布圖部分具有一個或多 個電壓或電流特性。
46. 根據權利要求45所述的窗控制器，其中所述大致透明基板被配置在IGU中。
47. 根據權利要求46所述的窗控制器，其中所述窗控制器至少部分位于所述IGU的密 封件內。
48. 根據權利要求46所述的窗控制器，其中所述光學可切換裝置是形成在所述大致透 明基板的表面上且相鄰于所述IGU內部體積的電致變色裝置。
49. 根據權利要求48所述的窗控制器，其中所述電致變色裝置完全由無機固態材料組 成。
50. 根據權利要求45所述的窗控制器，其中所述指令電壓發生器包括微控制器，其被 配置成產生所述指令電壓信號。
51. 根據權利要求50所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號 產生所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述光學可切換裝置施加的有效 DC電壓。
52. 根據權利要求50所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號 產生所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
53. 根據權利要求50所述的窗控制器，其還包括存儲器裝置，其被配置成存儲一個或 多個驅動參數。
54. 根據權利要求53所述的窗控制器，其中： 所述大致透明基板被配置在I⑶中； 所述窗控制器至少部分位于所述IGU的密封件或體積內；且 在所述裝置的常規操作之前或期間，所述驅動參數被加載到所述微控制器中。
55. 根據權利要求53所述的窗控制器，其中所述驅動參數包括當前外部溫度、當前內 部溫度、所述電致變色裝置的當前透射值、所述電致變色裝置的目標透射值或躍遷率中的 一個或多個。
56. 根據權利要求53所述的窗控制器，其中所述驅動參數理論上或憑實驗基于一個或 多個裝置參數來計算。
57. 根據權利要求56所述的窗控制器，其中所述裝置參數包括厚度、長度、寬度、表面 積、形狀、使用年限和周期數中的一個或多個。
58. 根據權利要求53所述的窗控制器，其中所述微控制器基于所述驅動參數確定所述 電力分布圖。
59. 根據權利要求58所述的窗控制器，其中所述微控制器被配置成： 相對于驅動參數值的n維矩陣比較所述驅動參數，n表示可行的驅動參數的數目且每 個矩陣元素對應于電力分布圖；且 對應于所述矩陣元素選擇所述電力分布圖，所述矩陣元素對應于所述驅動參數。
60. 根據權利要求59所述的窗控制器，其中每個矩陣元素的所述電力分布圖指定每個 組成電力分布圖部分的一個或多個電壓或電流特性。
61. 根據權利要求60所述的窗控制器，其中每個組成電力分布圖部分的所述電壓或電 流特性包括所述電力分布圖部分的電壓斜坡率、目標電壓、保持電壓和持續時間中的一個 或多個。
62. 根據權利要求61所述的窗控制器，其中所述微控制器被配置成基于所述電力分布 圖部分的所述電壓或電流特性產生所述電力分布圖部分的所述指令電壓信號。
63. 根據權利要求62所述的窗控制器，其中所述微控制器還被配置成基于一個或多個 其它輸入、反饋或控制信號修改被產生用于所述電力分布圖部分的所述指令電壓信號。
64. 根據權利要求63所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號 修改所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述光學可切換裝置施加的有效 DC電壓的檢測實際電平。
65. 根據權利要求63所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號 修改所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
66. 根據權利要求63所述的窗控制器，其中所述窗控制器還包括一個或多個通信接 □。
67. 根據權利要求66所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與網絡控制器通信； 所述網絡控制器被配置成與多個窗控制器通信且控制所述多個窗控制器；且 所述微控制器被配置成基于來自所述網絡控制器的輸入而修改所述指令電壓信號。
68. 根據權利要求67所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述建筑物管理系統的輸入而修改所述指令電壓信 號。
69. 根據權利要求66所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通 風系統、電源系統和/或安全系統通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風 系統、電源系統或安全系統的輸入而修改所述指令電壓信號。
70. 根據權利要求66所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個光檢測器通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個光檢測器的輸入而修改所述指令電 壓信號。
71. 根據權利要求66所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個溫度傳感器通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個溫度傳感器的輸入而修改所述指令 電壓信號。
72. 根據權利要求67所述的窗控制器，其中： 所述窗控制器或網絡控制器被配置成與一個或多個手動用戶輸入裝置通信；且 所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個手動用戶輸入裝置中的一個或多個 的輸入而修改所述指令電壓信號。
73. -種系統，其包括： 多個窗，每個窗包括在大致透明基板上的光學可切換裝置； 網絡控制器，其被配置成控制若干窗控制器； 多個窗控制器，每個窗控制器包括： 指令電壓發生器，其被配置成產生指令電壓信號；和 電力信號發生器，其被配置成基于所述指令電壓信號產生電力信號，所述指令電壓信 號至少部分或至少在某些時間基于從所述網絡控制器接收的輸入，所述電力信號用以驅動 大致透明基板上的光學可切換裝置，所述電力信號被配置成驅動所述光學可切換裝置中的 各自一個或多個，每個電力信號具有之電力分布圖包括一個或多個電力分布圖部分，每個 電力分布圖部分具有一個或多個電壓或電流特性。
74. 根據權利要求73所述的系統，其中每個大致透明基板被配置在IGU中。
75. 根據權利要求74所述的系統，其中所述窗控制器中的一個或多個至少部分位于各 自I⑶的密封件內。
76. 根據權利要求74所述的系統，其中所述光學可切換裝置是形成在所述大致透明基 板的表面上且相鄰于所述IGU內部體積的電致變色裝置。
77. 根據權利要求73所述的系統，其中所述指令電壓發生器包括微控制器，其被配置 成產生所述指令電壓信號。
78. 根據權利要求77所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號產生 所述各自指令電壓信號，所述各自電壓反饋信號自身基于跨過所述各自光學可切換裝置施 加的有效DC電壓。
79. 根據權利要求77所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號產生 所述各自指令電壓信號，所述各自電流反饋信號自身基于通過所述各自光學可切換裝置傳 輸的檢測電流。
80. 根據權利要求77所述的系統，其中每個窗控制器還包括存儲器裝置，其被配置成 存儲一個或多個驅動參數。
81. 根據權利要求80所述的系統，其中： 每個大致透明基板被配置在各自I⑶中； 每個窗控制器至少部分位于所述各自IGU的密封件或體積內；且 在所述各自裝置的常規操作之前或期間，所述驅動參數被加載到所述各自微控制器 中。
82. 根據權利要求80所述的系統，其中所述驅動參數包括當前外部溫度、當前內部溫 度、所述電致變色裝置的當前透射值、所述電致變色裝置的目標透射值或躍遷率中的一個 或多個。
83. 根據權利要求80所述的系統，其中所述驅動參數理論上或憑實驗基于一個或多個 裝置參數來計算。
84. 根據權利要求83所述的系統，其中所述裝置參數包括厚度、長度、寬度、表面積、形 狀、使用年限和周期數中的一個或多個。
85. 根據權利要求80所述的系統，其中所述微控制器基于所述驅動參數確定所述各自 電力分布圖。
86. 根據權利要求85所述的系統，其中所述微控制器被配置成： 相對于驅動參數值的n維矩陣比較所述驅動參數，n表示可行的驅動參數的數目且每 個矩陣元素對應于電力分布圖；且 對應于所述矩陣元素選擇所述電力分布圖，所述矩陣元素對應于所述驅動參數。
87. 根據權利要求86所述的系統，其中每個矩陣元素的所述電力分布圖指定每個組成 電力分布圖部分的一個或多個電壓或電流特性。
88. 根據權利要求87所述的系統，其中每個組成電力分布圖部分的所述電壓或電流特 性包括所述電力分布圖部分的電壓斜坡率、目標電壓、保持電壓和持續時間中的一個或多 個。
89. 根據權利要求88所述的系統，其中所述微控制器被配置成基于所述各自電力分布 圖部分的所述電壓或電流特性產生所述各自電力分布圖部分的所述各自指令電壓信號。
90. 根據權利要求89所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電壓反饋信號修改 所述指令電壓信號，所述電壓反饋信號自身基于跨過所述各自光學可切換裝置施加的有效 DC電壓的檢測實際電平。
91. 根據權利要求89所述的系統，其中所述微控制器至少部分基于電流反饋信號修改 所述指令電壓信號，所述電流反饋信號自身基于通過所述各自光學可切換裝置傳輸的檢測 電流。
92. 根據權利要求77所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與建筑物管理系統通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述建筑物管理系統的輸入而修改 所述指令電壓信號。
93. 根據權利要求77所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與一個或多個照明系統、加熱系統、冷卻系統、通風系統、電 源系統和/或安全系統通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個照明系統、加熱系 統、冷卻系統、通風系統、電源系統或安全系統的輸入而修改所述指令電壓信號。
94. 根據權利要求77所述的系統，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個光檢測器通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個光檢測器的輸入而 修改所述指令電壓信號。
95. 根據權利要求77所述的系統，其中： 所述窗控制器被配置成與一個或多個溫度傳感器通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個溫度傳感器的輸入 而修改所述指令電壓信號。
96. 根據權利要求77所述的系統，其中： 所述網絡控制器被配置成與一個或多個手動用戶輸入裝置通信；且 每個窗控制器的所述微控制器被配置成基于來自所述一個或多個手動用戶輸入裝置 中的一個或多個的輸入而修改所述指令電壓信號。
【文檔編號】E06B9/24GK104364706SQ201380030251
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年4月2日 優先權日:2012年4月17日
【發明者】斯蒂芬·C·布朗 申請人:唯景公司