用于光学可切换窗的控制器的制造方法

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用于光学可切换窗的控制器的制造方法
【专利摘要】本公开提供了一种窗控制器，其包括被配置成产生指令电压信号的指令电压发生器。所述窗控制器还包括被配置成基于所述指令电压信号产生电力信号的电力信号发生器。所述电力信号被配置成驱动大致透明基板上的光学可切换装置。在一些实施方案中，所述电力信号发生器被配置成产生电力信号，其具有之电力分布图包括一个或多个电力分布图部分，每个电力分布图部分具有一个或多个电压或电流特性。
【专利说明】用于光学可切换窗的控制器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年4月17日提交的发明人名为Brown且题为"CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS"的美国专利申请序列号13/449, 248(代理档案号VIEWP041)以及2012年4月17日提交的发明人名为Brown且题为"CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS"的美国专利申请序列号13/449, 251(代理档案号VIEWP042)的优先权。本申请涉及：2011年3月16日提交的发明人名为Brown等人且题为 "MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS" 的美国专利申请序列号 13/049, 756(代理档案号VIEWP007)以及2012年4月17日提交的发明人名为Brown等人且题为"CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES"的美国专利申请序列号13/449, 235(代理档案号VIEWP035)。这些申请整体以引用方式并入本文用于全部目的。

【技术领域】
[0003] 本公开大体涉及包括电致变色窗的光学可切换装置，且更明确地涉及用于控制和驱动光学可切换装置的控制器。
[0004] 相关技术描述
[0005] 光学可切换装置可与窗集成以能够（举例来说）控制窗格的着色、透射或反射。光学可切换装置包括电致变色装置。电致变色是一种其中材料在被激发到不同电子状态时呈现一种或多种光学性质的可逆电化学介导变化的现象。举例来说，电致变色材料可因施加电压而被激发。可逆操纵的光学性质例如包括颜色、透射率、吸收率和反射率。一种众所周知的电致变色材料是氧化钨（WO 3)。氧化钨是经受颜色转变--透明至蓝色--的阴极电致变色材料，其通过在因电子插入引起的并发电荷平衡的情况下经由将正离子插入氧化钨矩阵中的电致变色作用来实现。
[0006] 举例来说，电致变色材料和由所述材料制成的装置可并入家用窗、商用窗或其它用途的窗中。这些电致变色窗的颜色、透射率、吸收率或反射率可通过诱发电致变色材料的变化而改变。举例来说，电致变色窗可响应于电激发而变暗或变亮。举例来说，施加到窗的电致变色装置的第一电压可使窗变暗，而第二电压可使窗变亮。这个能力可容许控制会穿过窗的光的各个波长强度，包括从外部环境穿过窗进入内部环境的光以及可能从内部环境穿过窗到外部环境的光。
[0007] 电致变色窗的这些能力呈现了众多机会来提高能量效率以及用于美观目的。因为在许多现代能源决策者的思想中最重要的是能源节约，所以期望电致变色窗行业将有稳固成长。对电致变色窗工程的重要考量是如何最好地将其整合到新的以及现有（例如改进型）应用中。尤其重要的是如何最好地组织、控制和将电力输送到电致变色窗。发明概要
[0008] 根据一个创新方面，窗控制器包括被配置成产生指令电压信号的指令电压发生器。窗控制器还包括脉冲宽度调制信号发生器，其被配置成基于指令电压信号产生脉冲宽度调制信号。脉冲宽度调制信号被配置成驱动大致透明基板上的光学可切换装置。在一些实施方案中，脉冲宽度调制信号包括具有第一工作周期之第一电力分量和具有第二工作周期之第二电力分量。在一些实施方案中，第一电力分量被配置成在第一工作周期的每个主动部分期间输送第一脉冲，且第二电力分量被配置成在第二工作周期的每个主动部分期间输送第二脉冲。在一些实施方案中，在操作期间，第一脉冲施加到光学可切换装置的第一导电电极层且第二脉冲施加到光学可切换装置的第二导电电极层。在一些实施方案中，第一和第二工作周期的主动部分的相对持续时间以及第一和第二脉冲的相对持续时间被调整而造成跨过光学可切换装置施加的有效DC电压的变化。
[0009] 在一些实施方案中，大致透明基板被配置在IGU中。在一些实施方案中，窗控制器至少部分位于I⑶的密封件内。在一些实施方案中，光学可切换装置是形成在大致透明基板的表面上且相邻于IGU内部体积的电致变色装置。
[0010] 在一些实施方案中，第一工作周期具有第一时间段和第一电压幅值，第二工作周期具有第二时间段和第二电压幅值，第一时间周期等于第二时间周期，且第一电压幅值等于第二电压幅值。在一些实施方案中，窗控制器还包括第一和第二电感器，其将第一和第二电力分量耦接到光学可切换装置，由施加的第一和第二电力分量引起而跨过光学可切换装置施加的电压有效的是DC电压。在一些实施方案中，第一工作周期的主动部分包括第一时间段的第一所占片段，第二工作周期的主动部分包括第二时间段的第二所占片段，施加到光学可切换装置的第一导电层的电压幅值大致与第一所占片段和第一电压幅值的乘积成比例，施加到光学可切换装置的第二导电层的电压幅值大致与第二所占片段和第二电压幅值的乘积成比例，且跨过光学可切换装置施加的有效DC电压大致等于施加到第一导电层的电压幅值与施加到第二导电层的电压幅值之间的差值。
[0011] 在一些实施方案中，指令电压发生器包括被配置成产生指令电压信号的微控制器。在一些实施方案中，微控制器至少部分基于电压反馈信号产生指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过光学可切换装置施加的有效DC电压。在一些实施方案中，微控制器至少部分基于电流反馈信号产生指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过光学可切换装置传输的检测电流。
[0012] 在一些实施方案中，窗控制器还包括被配置成存储一个或多个驱动参数的存储器装置。在一些实施方案中，驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、电致变色装置的当前透射值、电致变色装置的目标透射值和跃迁率中的一个或多个。在一些实施方案中，微控制器还被配置成基于一个或多个其它输入、反馈或控制信号修改指令电压信号。微控制器至少部分基于电压反馈信号修改指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过光学可切换装置施加的有效DC电压的检测实际电平。
[0013] 根据另一创新方面，一种系统包括：多个窗，每个窗包括在大致透明基板上的光学可切换装置；多个窗控制器，例如上述窗控制器；和网络控制器，其被配置成控制多个窗控制器。在一些实施方案中，每个窗控制器被配置成至少部分且至少在某些时间基于从网络控制器接收的输入而产生指令电压信号。
[0014] 在一些实施方案中，网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信且每个窗控制器的微控制器被配置成基于来自建筑物管理系统的输入而修改指令电压信号。在一些实施方案中，网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信且每个窗控制器的微控制器被配置成基于来自一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统的输入而修改指令电压信号。
[0015] 根据一个创新方面，窗控制器包括被配置成产生指令电压信号的指令电压发生器。所述窗控制器还包括被配置成基于所述指令电压信号产生电力信号的电力信号发生器。所述电力信号被配置成驱动大致透明基板上的光学可切换装置。在一些实施方案中，所述电力信号发生器被配置成产生电力信号，其具有之电力分布图包括一个或多个电力分布图部分，每个电力分布图部分具有一个或多个电压或电流特性。
[0016] 在一些实施方案中，窗控制器还包括被配置成存储一个或多个驱动参数的存储器装置。在一些实施方案中，在装置的常规操作之前或期间，驱动参数被加载到微控制器中。在一些实施方案中，驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、电致变色装置的当前透射值、电致变色装置的目标透射值或跃迁率中的一个或多个。在一些实施方案中，驱动参数理论上或凭实验基于一个或多个装置参数来计算。在一些实施方案中，装置参数包括厚度、长度、宽度、表面积、形状、使用年限和周期数中的一个或多个。
[0017] 在一些实施方案中，微控制器基于驱动参数确定电力分布图。在一些实施方案中，微控制器被配置成相对于驱动参数值的η维矩阵比较驱动参数，其中η表示可行的驱动参数的数目且每个矩阵元素对应于电力分布图，并且对应于矩阵元素选择电力分布图，所述矩阵元素对应于驱动参数。在一些实施方案中，每个矩阵元素的电力分布图指定每个组成电力分布图部分的一个或多个电压或电流特性。在一些实施方案中，每个组成电力分布图部分的电压或电流特性包括电力分布图部分的电压斜坡率、目标电压、保持电压和持续时间中的一个或多个。在一些实施方案中，微控制器基于电力分布图部分的电压或电流特性产生电力分布图部分的指令电压信号。在一些实施方案中，微控制器还被配置成基于一个或多个其它输入、反馈或控制信号修改被产生用于电力分布图部分的指令电压信号。
[0018] 根据另一创新方面，一种系统包括：多个窗，每个窗包括在大致透明基板上的光学可切换装置；多个窗控制器，例如上述窗控制器；和网络控制器，其被配置成控制多个窗控制器。在一些实施方案中，每个窗控制器被配置成至少部分且至少在某些时间基于从网络控制器接收的输入而产生指令电压信号。
[0019] 在一些实施方案中，网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信且每个窗控制器的微控制器被配置成基于来自建筑物管理系统的输入而修改指令电压信号。在一些实施方案中，网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信且每个窗控制器的微控制器被配置成基于来自一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统的输入而修改指令电压信号。
[0020] 附图和下文【具体实施方式】中阐述本说明书描述的主题的一个或多个实施方案或执行方案的细节。从【具体实施方式】、附图和权利要求将显而易知其它特征、方面和优点。注意以下附图的相对尺寸可能不按比例绘制。
[0021] 附图简述
[0022] 图1示出了用于控制和驱动多个电致变色窗的系统的描绘图。
[0023] 图2示出了包括两个窗格的示例性电致变色窗的截面轴向图。
[0024] 图3示出了用于驱动电致变色装置中光学状态跃迁的电压分布图的实例。
[0025] 图4示出了包括窗控制器的示例性插件的描绘图。
[0026] 图5A示出了脉冲宽度调制器电路的示例性晶体管执行方案的描绘图。
[0027] 图5B示出了图5A的脉冲宽度调制器电路的等效H桥配置表示的描绘图。
[0028] 图5C示出了图5A和图5B的配置的电压分布图。
[0029] 图6示出了示例性三维数据结构，其包括用于驱动电致变色装置的驱动参数。
[0030] 各个附图中相同的参考数字和符号表示相同的元件。

【具体实施方式】
[0031] 以下【具体实施方式】针对用于描述创新方面目的的某些实施方案或执行方案。然而，本文教示可以多种不同方式来应用和执行。此外，虽然公开的实施方案着重于电致变色窗（也称为智能窗），但本文公开的概念可应用于其它类型的可切换光学装置，包括例如液晶装置和悬浮颗粒装置等等。举例来说，液晶装置或悬浮颗粒装置而不是电致变色装置可并入一些或全部公开实施方案中。
[0032] 举例参考图1，一些实施方案涉及用于控制和驱动（例如选择性供电）多个电致变色窗102的系统100。适用于建筑104的系统100用于控制和驱动多个面向外部的电致变色窗102。一些实施方案特别有利地用于建筑中，例如商用办公室建筑或住宅建筑。一些实施方案可特别合适且适用于新建筑的构造中。举例来说，系统100的一些实施方案被设计成与现代或新颖的加热、通风和空调（HVAC)系统106、内部照明系统107、安全系统108 和电源系统109协作而作为整个建筑104或建筑104群的单一整体有效能源控制系统来工作。一些实施方案特别适用于与建筑物管理系统（BMS) 110整合。BMS是基于计算机的控制系统，其可安装在建筑中来监控和控制建筑的机械和电力设备，例如HVAC系统、照明系统、电源系统、电梯、防火系统和安全系统。BMS由硬件和相关固件或软件组成用于根据由居住者或建筑管理人或其它管理员设置的优选项来维持建筑中的状态。举例来说，软件可基于因特网协议或开放标准。
[0033] BMS通常用于大建筑中，且通常至少用来控制建筑内的环境。举例来说，BMS可控制建筑内的照明、温度、二氧化碳水平和湿度。通常存在许多由BMS控制的机械或电力装置，举例来说，例如加热器、空调、鼓风机和通风口。为了控制建筑环境，BMS可根据预定规则或响应于预定条件打开和关闭这些不同装置。典型的现代BMS的核心功能是为建筑居住者维持舒适的环境同时最小化加热和冷却能耗以及成本。现代BMS不仅能用来监控和控制而且还能最佳化各个系统之间的协同作用（举例来说）而保存能量且降低建筑运行成本。 [0034] 一些实施方案以替代或另外方式设计成基于通过（举例来说）热传感器、光学传感器或其它传感器感测的反馈或通过来自（举例来说）HVAC或内部照明系统的输入或来自用户控制的输入来响应性或反应性地工作。一些实施方案还可用于现有结构中，包括具有传统或常规HVAC或内部照明系统的商用和住宅结构。一些实施方案还可被改进成用于较老住宅中。
[0035] 在一些实施方案中，系统100包括网络控制器112。在一些实施方案中，网络控制器112控制多个窗控制器114。举例来说，网络控制器112可控制数十个、数百个或甚至数千个窗控制器114。接着，每个窗控制器114可控制和驱动一个或多个电致变色窗102。每个窗控制器114可驱动的电致变色窗102的数目和尺寸一般受限于控制各自电致变色窗102 的窗控制器114上负荷的电压和电流特性。在一些实施方案中，每个窗控制器114可驱动的最大窗尺寸受限于为了在期望时间帧内造成电致变色窗102中的期望光学跃迁的电压、电流或电力需求。转之，这些需求是窗表面积的函数。在一些实施方案中，这个关系是非线性的。举例来说，电压、电流或电力需求可随着电致变色窗102的表面积非线性地增加。举例来说，在一些情况中，非线性的关系的至少部分原因是第一和第二导电层230和238(见图2)的薄膜电阻随着跨过第一或第二导电层的长度和宽度的距离非线性地增大。然而，在一些实施方案中，驱动具有相等尺寸和形状的多个电致变色窗102所需的电压、电流或电力需求之间的关系直接与被驱动的电致变色窗102的数目成比例。
[0036] 在以下描述中，每个电致变色窗102将被称为绝缘玻璃单元（IGU) 102。举例来说，假设这个常规是因为其通用且可期望使I⑶用作基本构造体来保持电致变色物或窗格。此夕卜，IGU(尤其是具有两重或三重窗格窗构造的IGU)提供优于单一窗格构造的热绝缘。然而，这个常规仅是为了便利，因为如下文描述，在许多执行方案中，电致变色窗的基本单元可被认为包括透明材料窗格或基板，其上沉积有电致变色涂层或装置，且相关的电连接件耦接到其来给电致变色涂层或装置供电。
[0037] 图2示出了包括两个窗格216的I⑶102的实施方案的截面轴向图。在各个实施方案中，每个IGU 102可包括一个、两个或多个大致透明（例如在没有施加电压的情况下）窗格216以及支撑窗格216的框架218。举例来说，图2中示出的I⑶102被配置成双窗格的窗。窗格216中的一个或多个可本身是两个、三个或三个以上层或窗格（例如类似于汽车挡风玻璃的抗碎玻璃）的层积结构。在每个I⑶102中，窗格216中的至少一个包括布置在其内表面222或外表面224中的至少一个上的电致变色装置或堆叠体220 :举例来说，外窗格216的内表面222。
[0038] 在多窗格构造中，每组相邻窗格216可具有布置在其间的体积226。一般来说，窗格216和I⑶102中的每个整体是矩形且形成矩形固体。然而，在其它实施方案中，可期望其它形状（例如圆形、椭圆形、三角形、曲线形、凸形、凹形）。在一些实施方案中，窗格116 之间的体积226被排空空气。在一些实施方案中，I⑶102是真空密封的。此外，体积226 可填充有一种或多种气体（到适当压力），举例来说，例如氩（Ar)、氪（Kr)或氙（Xn)。用例如Ar、Kr或Xn的气体填充体积226可由于这些气体的低导热性而减少通过I⑶102的导热传递。后两种气体还可因其增大的重量赋予改善的隔音效果。
[0039] 在一些实施方案中，框架218由一个或多个件构造。举例来说，框架218可由一种或多种材料构造，例如聚乙烯、PVC、铝（Al)、钢或玻璃纤维。框架218还可包括或保持一个或多个泡沫塑料或其它材料件，其与框架218协作来分离窗格216且真空密封窗格216之间的体积226。举例来说，在典型的IGU执行方案中，间隔件位于相邻窗格216之间且连同可沉积在其之间的粘合密封剂而与窗格形成真空密封。这被称为初级密封件，其周围可制造通常具有另一种粘合密封剂的次级密封件。在一些这种实施方案中，框架218可以是支撑I⑶构造体的单独结构。
[0040] 每个窗格216包括大致透明或半透明基板228。一般来说，基板228具有第一（例如内）表面222和与第一表面222相对的第二（例如外）表面224。在一些实施方案中，基板228可以是玻璃基板。举例来说，基板228可以是以硅氧化物（SO x)为主的常规玻璃基板，例如钠钙玻璃或浮法玻璃，举例来说，其由大约75%二氧化硅（SiO2)和Na 20、CaO以及一些少量的添加剂组成。然而，具有合适光学性质、电性质、热性质和机械性质的任何材料可用作基板228。举例来说，这些基板还可包括其它玻璃材料、塑料和热塑性塑料（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）或镜质材料。举例来说，如果基板由玻璃形成，那么基板228可（例如）通过回火、加热或机械增强而强化。在其它执行方案中，基板228 没有进一步强化，例如，基板未回火。
[0041] 在一些实施方案中，基板228是被尺寸化用于住宅或商用窗应用的玻璃窗格。这种玻璃窗格的尺寸可取决于住宅或商用企业的特定需求而广泛变化。在一些实施方案中，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）使室内环境与室外环境分离。在某些实施方案中，合适的建筑玻璃基板可以是至少约20英寸乘约20英寸，且可更大，举例来说，约80英寸乘约120英寸或更大。建筑玻璃通常至少约2毫米（mm)厚且可厚达6mm或更多。当然，电致变色装置220可按比例制成小于或大于建筑玻璃的基板228,包括在各自长度、宽度或厚度尺寸的任何或全部上。在一些实施方案中，基板228具有的厚度在约Imm到约IOmm的范围中。
[0042] 举例来说，电致变色装置220布置在外窗格216 (相邻于外部环境的窗格）的基板228的内表面222上方。在一些其它实施方案中，例如在较冷气候或其中IGU 102接收更大量的阳光直射（例如垂直于电致变色装置220的表面）的应用中，举例来说，可能对电致变色装置220有利的是将其布置在相邻于内部环境的内窗格的内表面（毗邻体积226 的表面）上方。在一些实施方案中，电致变色装置220包括第一导电层（CL) 230、电致变色层（EC) 232、离子传导层（IC) 234、对电极层（CE) 236和第二导电层（CL) 238。此外，层230、 232、234、236和238还被统称为电致变色堆叠体220。可操作以跨过电致变色堆叠体220 的厚度施加电位的电源240使电致变色装置220从（举例来说）无色或较亮状态（例如透明、半透明状或半透明状态）转变到有色或较暗状态（例如有色、较不透明或较不半透明状态）。在一些其它实施方案中，层230、232、234、236和238的顺序可翻转或以另外方式相对于基板238重新排序或重新排列。
[0043] 在一些实施方案中，第一导电层230和第二导电层238中的一层或两层由无机和固体材料形成。举例来说，第一导电层230以及第二导电层238可由许多不同材料制成，包括导电氧化物、薄金属涂层、导电金属氮化物和复合导体以及其它合适材料。在一些实施方案中，导电层230和238至少在其中电致变色层232呈现电致变色性的波长范围中大致透明。透明导电氧化物包括金属氧化物和掺杂有一种或多种金属的金属氧化物。举例来说，适于用作第一或第二导电层230和238的金属氧化物和掺杂金属氧化物可包括氧化铟、氧化铟锡（ITO)、经掺杂氧化铟、氧化锡、经掺杂氧化锡、氧化锌、氧化错锌、经掺杂氧化锌、氧化钌、经掺杂氧化钌等。第一和第二导电层230和238还可被称为"透明导电氧化物"(TC0) 层。
[0044] 在一些实施方案中，市售基板（例如玻璃基板）在购买时已经含有透明导电层涂层。在一些实施方案中，这种产品可共同用于基板238和导电层230。这种玻璃基板的实例包括涂覆有导电层的玻璃，其以俄亥俄州托莱多的Pilkington的商标TEC Glass?以及由宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业公司的SUNGATE? 300和SUNGATE?500出售。具体地，举例来说，TEC Glass?是涂覆有氟化氧化锡导电层的玻璃。
[0045] 在一些实施方案中，第一或第二导电层230和238可各通过物理汽相沉积过程 (举例来说，包括溅射）沉积。在一些实施方案中，第一和第二导电层230和238可各具有在约0. 01 μ m至约1 μ m范围中的厚度。在一些实施方案中，一般可期望第一和第二导电层 230和238的厚度以及下文描述的任何或全部其它层的厚度相对于给定层各自均匀；S卩，给定层的厚度均匀且层表面光滑并且大致没有缺陷或其它离子阱。
[0046] 第一和第二导电层230和238的主要功能是使由电源240 (例如电压或电流源）提供的电位在电致变色堆叠体220的表面上方从堆叠体的外表面区域扩展到堆叠体的内表面区域，其中从外区域到内区域有相对较小的欧姆电位降（例如由于第一和第二导电层 230和238的薄膜电阻）。换句话说，可期望建立的导电层230和238各能够用作沿着电致变色装置220的长度和宽度跨过各自导电层所有部分的大致等电位层。在一些实施方案中，汇流条242和244 ( -个（例如汇流条242)接触导电层230且一个（例如汇流条244) 接触导电层238)在电压或电流源240与导电层230和238之间提供电连接。举例来说，汇流条242可与电源240的第一（例如正）端子246电耦接而汇流条244可与电源240的第二（例如负）端子248电耦接。
[0047] 在一些实施方案中，I⑶102包括插件250。在一些实施方案中，插件250包括第一电输入端252 (例如插头、插座或其它电连接器或导体），举例来说，其经由一条或多条电线或其它电连接件、组件或装置而与电源端子246电耦接。类似地，插件250可包括第二电输入端254,举例来说，其经由一条或多条电线或其它电连接件、组件或装置而与电源端子 248电耦接。在一些实施方案中，第一电输入端252可与汇流条242电耦接，且从那里与第一导电层230电耦接，而第二电输入端254与汇流条244电耦接，且从那里与第二导电层 238电耦接。导电层230和238还可用其它常规构件以及根据下文关于窗控制器114描述的其它构件而连接到电源240。举例来说，如下文参考图4描述，第一电输入端252可连接到第一电源线而第二电输入端254可连接到第二电源线。此外，在一些实施方案中，第三电输入端256可稱接到装置、系统或建筑地面。此外，在一些实施方案中，第四和第五电输入端/输出端258和260可分别用于（举例来说）窗控制器114或微控制器274与网络控制器112之间的通信，如下文描述。
[0048] 在一些实施方案中，电致变色层232被沉积或以另外方式形成在第一导电层230 上方。在一些实施方案中，电致变色层232由无机和固体材料形成。在各个实施方案中，电致变色层232可包括许多电致变色材料中的一种或多种或由其形成，所述电致变色材料包括电化学阴极材料或电化学阳极材料。举例来说，适用作电致变色层232的金属氧化物可包括氧化鹤（WO 3)、氧化钥（MoO3)、氧化银（Nb2O5)、二氧化钛（TiO 2)、氧化铜（CuO)、氧化铱 (Ir2O3)、氧化铬（Cr 2O3)、氧化锰（Mn2O3)、氧化钒（V2O 5)、氧化镍（Ni2O3)、氧化钴（Co2O3)以及其它材料。在一些实施方案中，电致变色层232可具有在约0. 05 μ m至约1 μ m范围中的厚度。
[0049] 在操作期间，响应于由第一和第二导电层230和238跨过电致变色层232厚度产生的电压，电致变色层232将离子从反电极层236转移或交换到反电极层236,造成电致变色层232中期望的光学跃迁，且在一些实施方案中，还造成反电极层236中的光学跃迁。在一些实施方案中，适当的电致变色材料和反电极材料的选择支配相关光学跃迁。
[0050] 在一些实施方案中，反电极层236由无机和固体材料形成。反电极层236 -般可包括许多材料或材料层中的一种或多种，举例来说，其在当电致变色装置220处于透明状态时可用作离子贮存器。举例来说，适用于反电极层236的材料包括氧化镍（NiO)、氧化镍钨 (NiWO)、氧化镍fL、氧化镍铬、氧化镍错、氧化镍猛、氧化镍镁、氧化铬（Cr 2O3)、氧化猛（MnO2) 以及普鲁士蓝。在一些实施方案中，反电极层236可具有在约0.05μπι至约1 μ m范围中的厚度。在一些实施方案中，反电极层236是与电致变色层232的极性相反的第二电致变色层。举例来说，当电致变色层232由电化学阴极材料形成时，反电极层236可由电化学阳极材料形成。
[0051] 举例来说，在因跨过电致变色堆叠体220的厚度施加适当电位而开始的电致变色跃迁期间，反电极层236将其保持的全部或一部分离子转移到电致变色层232,造成电致变色层232中的光学跃迁。在一些实施方案中，举例来说，如在反电极层236由NiWO形成的情况中，反电极层236还光学跃迁且损失了其已经转移到电致变色层232的离子。当从由 NiTO制成的反电极层236移除电荷时（例如离子从反电极层236传输到电致变色层232)，反电极层236将在反方向上跃迁（例如从透明状态到变暗状态）。
[0052] 在一些实施方案中，离子传导层234用作介质，当电致变色装置220在光学状态之间跃迁时，离子通过介质传输（例如以电解液的方式）。在一些实施方案中，离子传导层234 高度传导电致变色层232和反电极层236的有关离子，但还具有足够低的电子传导性使得在正常操作期间发生的电子转移可忽略不计。具有高离子传导性的薄离子传导层234允许快速离子传导且因此允许高性能电致变色装置220的快速切换。在一些实施方案中，离子传导层234可具有在约0. 01 μ m至约1 μ m范围中的厚度。
[0053] 在一些实施方案中，离子传导层234也是无机和固体的。举例来说，离子传导层 234可由一种或多种硅酸盐、硅氧化物、钨氧化物、钽氧化物、铌氧化物和硼酸盐形成。硅氧化物包括氧化硅铝。这些材料还可掺杂有不同掺杂剂，包括锂。掺杂锂的硅氧化物包括锂氧化硅铝。
[0054] 在一些其它实施方案中，电致变色层232和反电极层236彼此紧密相邻地形成，有时直接接触而不是单独沉积离子传导层。举例来说，在一些实施方案中，可使用的电致变色装置在第一和第二导电电极层之间具有界面区域而不是不同的离子传导层234。这种装置及其制造方法描述于各在2010年4月30日提交的美国专利申请序列号12/772,055 和12/772, 075和各在2010年6月11日提交的美国专利申请序列号12/814, 277和 12/814, 279,全部四项申请题为 "ELECTROCHROMIC DEVICES" 且发明人是 Zhongchun Wang 等人。这四项申请中的每一个以全文引用方式并入本文中。
[0055] 在一些实施方案中，电致变色装置220还可包括一层或多层额外层（未示出），例如一层或多层钝化层。举例来说，用来改进某些光学性质的钝化层可包括在电致变色装置 220中或包括于其上。用于抗湿气或刮擦的钝化层也可包括在电致变色装置220中。举例来说，导电层230和238可用抗反射层或保护性氧化物或氮化物层进行处理。其它钝化层可用以真空密封电致变色装置220。
[0056] 此外，在一些实施方案中，电致变色堆叠体220中的一层或多层可含有一定量的有机材料。此外或替代地，在一些实施方案中，电致变色堆叠体220中的一层或多层可在一层或多层中含有一定量的液体。此外或替代地，在一些实施方案中，固态材料可通过使用液体成分的工艺而沉积或以另外方式形成，例如使用凝胶或化学汽相沉积的某些工艺。
[0057] 此外，无色或透明状态与有色或不透明状态之间的跃迁仅仅是可执行的光学或电致变色跃迁的许多实例中的一个。除非本文另外指定（包括前述讨论），否则每当参考无色到不透明跃迁（或跃迁到其间的中间状态或从中间状态开始跃迁）时，描述的对应装置或过程包括其它光学状态跃迁，举例来说，例如中间状态跃迁（例如透射百分比T)到％ T 跃迁）、非反射到反射跃迁（或跃迁到其间的中间状态或从中间状态开始跃迁）、无色到有色跃迁（或跃迁到其间的中间状态或从中间状态开始跃迁）和颜色到颜色跃迁（或跃迁到其间的中间状态或从中间状态开始跃迁）。另外，术语"无色"可指光学中性状态，举例来说，无色、透明或半透明。此外，除非本文另外指定，否则电致变色跃迁的"颜色"不限于任何特定波长或波长范围。
[0058] -般来说，造成电致变色层232中电致变色材料的变色或其它光学跃迁的是通过到材料中的可逆离子插入（举例来说，插入）和平衡电荷的电子的对应注入。通常，负责光学跃迁的一部分离子被不可逆地束缚在电致变色材料中。一些或全部不可逆束缚离子可用来补偿材料中的"盲电荷"。在一些实施方案中，合适的离子包括锂离子（Li+)和氢离子 (H+)(即质子）。然而，在一些其它实施方案中，其它离子会合适。举例来说，将锂离子插入氧化钨（W0 3_y(0 < y <?0· 3))中造成氧化钨从透明（例如无色）状态改变成蓝色（例如有色）状态。
[0059] 在本文描述的特定实施方案中，电致变色装置220在透明状态与不透明或有色状态之间可逆地循环。在一些实施方案中，当装置处于透明状态时，电位被施加到电致变色堆叠体220使得堆叠体中的可用离子主要位于反电极层236中。当电致变色堆叠体220上的电位幅值减小或其极性反向时，离子跨过离子传导层234传输回到电致变色层232,造成电致变色材料跃迁到不透明、有色或较暗状态。在某些实施方案中，层232和236是互补有色层；即，举例来说，当离子转移到反电极层中时，其是无色的。类似地，当离子转移离开电致变色层时或在这之后，其还是无色的。但是当极性转换或电位减小时，且离子从反电极层转移到电致变色层中时，反电极层和电致变色层都变成有色。
[0060] 在一些其它实施方案中，当装置处于不透明状态时，电位被施加到电致变色堆叠体220使得堆叠体中的可用离子主要位于反电极层236中。在这些实施方案中，当电致变色堆叠体220上的电位幅值减小或其极性反向时，离子跨过离子传导层234传输回到电致变色层232,造成电致变色材料跃迁到透明或较亮状态。这些层还可以是互补着色。
[0061] 图3示出了电致变色装置（例如电致变色装置220)中用于驱动光学状态跃迁的电压分布图的实例。施加到电致变色装置220的DC电压（例如由电源240供应）的幅值可部分取决于电致变色堆叠体的厚度和电致变色装置220的尺寸（例如表面积）。电压分布图300可包括以下用于驱动电致变色装置220从第一状态到有色状态以及从有色状态到无色状态的施加电压或电流参数的次序：负斜坡301、负保持303、正斜坡305、负保持307、正斜坡309、正保持311、负斜坡313和正保持315。在一些实施方案中，在装置保持在其定义的光学状态（例如负保持307或正保持315)中的长时间期间，电压保持恒定。负斜坡301 将装置驱动到有色或不透明状态（或中间的部分透明状态）且负保持307使装置保持在所跃迁到的状态达期望时间段。在一些实施方案中，负保持303可施加达指定持续时间或直到满足另一条件，举例来说，例如传递的期望量的离子电荷足够造成期望的颜色变化。正斜坡305将电压从最大幅值负电压（例如负保持303)增大到用来保持期望光学状态的较小幅值负电压（例如负保持307)。通过实施第一负斜坡301(和在这个峰值负电压处的第一负保持电压303)来"超速驱动"电致变色装置220,更快速地克服离子的惯性且更快达到期望的目标光学状态。第二负保持电压307有效地用来抵消会另外因漏电流导致的电压降。因为对于任何给定的电致变色装置220来说漏电流减小，所以保持期望的光学跃迁所需的保持电压会趋于零。
[0062] 在一些实施方案中，正斜坡309驱动电致变色装置从有色或不透明状态（或中间较不透明状态）转变到无色或透明状态（或中间更透明状态）。正保持315使装置保持在所跃迁到的状态达期望时间段。在一些实施方案中，正保持311可施加达指定持续时间或直到满足另一条件，举例来说，例如传递的期望量的离子电荷足够造成期望的颜色变化。负斜坡313将电压从最大幅值正电压（例如正保持311)减小到用来保持期望光学状态的较小幅值正电压（例如正保持315)。通过实施第一正斜坡309 (和在这个峰值正电压处的第一正保持电压311)来"超速驱动"电致变色装置220,更快速地克服离子的惯性且更快达到期望的目标光学状态。第二正保持电压315有效地用来抵消会另外因漏电流导致的电压降。因为对于任何给定的电致变色装置220来说漏电流减小，所以保持期望的光学跃迁所需的保持电压会趋于零。
[0063] 光学跃迁率不仅可以是施加电压的函数，还可以是温度和电压斜坡率的函数。举例来说，由于电压和温度都影响锂离子扩散，所以传递的电荷量（且因此离子电流峰值的强度）随着电压和温度增加。此外，因为电压和温度相互依赖，所以这意味着在较高温度下使用较低电压来获得的跃迁率可与在较低温度下使用较高电压获得的跃迁率相同。如下文描述，这个温度响应可用于基于电压的切换算法中。温度用来确定施加何种电压以便实现快速跃迁而不损坏装置。
[0064] 在一些实施方案中，电输入端252和电输入端254接收、携载或传输互补电力信号。在一些实施方案中，电输入端252及其互补电输入端254可分别直接连接到汇流条242 和244,且在另一侧上直接连接到提供可变DC电压（例如符号和幅值）的外部电源。外部电源可以是窗控制器114自身，或是传输到窗控制器114或以另外方式耦接到电输入端252 和254的来自建筑104的电源。在这个实施方案中，如下文描述，通过电输入端/输出端 258和260传输的电信号可直接连接到存储装置292以容许窗控制器114与存储装置292 之间的通信。另外，在这个实施方案中，输入到电输入端256的电信号可内部连接或耦接 (在I⑶102内）到电输入端252或254或到汇流条242或244,其连接方式使这些元件中的一个或多个的电位被远程测量（感测）。这可容许窗控制器114补偿从窗控制器114到电致变色装置220的连接电线上的电压降。
[0065] 在一些实施方案中，窗控制器114可直接附接（例如在I⑶102外部但不能通过用户分离）或整合在I⑶102内。举例来说，2011年3月16日提交且题为"ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS"并且发明人名为Brown等人的美国专利申请序列号 13/049, 750 (代理档案号SLDMP008)(其以引用方式并入本文中）详细描述"机载"控制器的各个实施方案。在这个实施方案中，电输入端252可连接到外部DC电源的正输出端。类似地，电输入端254可连接到DC电源的负输出端。然而，如下文描述，电输入端252和254 可交替地连接到外部低电压AC电源（例如HVAC工业通用的典型24VAC变压器）的输出端。在这个实施方案中，如下文描述，电输入端/输出端258和260可连接到窗控制器114与网络控制器112之间的通信总线。在这个实施方案中，电输入端/输出端256可最终（例如在电源处）与系统的接地（例如保护性接地线或欧洲的PE)端子连接。
[0066] 正如描述，虽然图3中绘制的电压表不成DC电压，但在一些实施方案中，由外部电源实际供应的电压是AC电压信号，在一些其它实施方案中，供应的电压信号被转换成脉冲宽度调制电压信号。然而，如下文参考图4描述，在汇流条242和244上实际"见到"或施加到其的电压是有效DC电压。施加的电压信号的振荡频率可取决于各种因素，包括电致变色装置220的漏电流、导电层230和238的薄膜电阻、期望目的或目标状态（例如％ T)或零件的临界长度（例如汇流条242与244之间的距离）。施加在端子246和248处的电压振荡通常在约IHz至约IMHz的范围中，且在特定实施方案中约为100kHz。振荡的幅值还可取决于许多因素，包括期望中间目标状态的期望水平。然而，在一些实例应用中，施加的电压振荡的幅值可在约〇伏（V)至24V的范围中，而如下文描述，实际施加到汇流条240和 242的DC电压的幅值可在约0. OlV和IOV的范围中，且在一些应用中是在约0. 5V和3V的范围中。在各个实施方案中，振荡对于一个周期的变暗（例如有色）和变亮（例如无色）部分来说具有不对称的停留时间。举例来说，在一些实施方案中，从第一较不透明状态跃迁到第二更透明状态比相反情况（即从更透明第二状态跃迁到较不透明第一状态）需要更多时间。如将在下文描述，控制器可被设计或配置成施加满足这些需求的驱动电压。
[0067] 振荡施加电压控制容许电致变色装置220在一个或多个中间状态下操作，且跃迁到所述状态或从所述状态开始跃迁，而无需对电致变色装置堆叠体220或对跃迁时间的任何修改。更确切地说，窗控制器114可被配置或设计成提供具有适当波形的振荡驱动电压，其考虑到以下这些因素：频率、工作周期、平均电压、幅值以及其它可能的合适或适当因素。此外，这种控制水平允许在两个目的状态之间的全部光学状态范围上跃迁到任何中间状态。举例来说，适当配置的控制器可提供连续范围的透射率（％T)，其可被调谐到目的状态 (例如不透明与无色目的状态）之间的任何值。
[0068] 如上文描述，为了使用振荡驱动电压将装置驱动到中间状态，控制器可简单施加适当中间电压。然而，存在更多有效方式来达到中间光学状态。这部分是因为可施加高驱动电压来达到目的状态但传统上不被施加来达到中间状态。一种用于提高电致变色装置220 达到期望中间状态的速率的技术是首先施加适于完全跃迁（到目的状态）的高电压脉冲，且接着回落到振荡中间状态的电压（正如描述）。换句话说，被选择用于期望最终状态的幅值和持续时间的初始低频单一脉冲（与用来维持中间状态的频率比较而言是低的）可用于加速跃迁。在这个初始脉冲之后，较高频率电压振荡可用来维持中间状态达期望长的时间。
[0069] 如上文描述，在一些特定实施方案中，每个I⑶102包括插件250,其在一些实施方案中是"可插入的"或可从IGU 102容易移除（例如为了易于维护、制造或更换）。在一些特定实施方案中，每个插件250自身包括窗控制器114。即，在一些这种实施方案中，每个电致变色装置220由位于插件250内的其自身各自的本地窗控制器114控制。在一些其它实施方案中，窗控制器114与次级密封区域中的玻璃窗格之间的或体积226内的框架218 的另一部分整合。在一些其它实施方案中，窗控制器114可位于I⑶102外部。在各个实施方案中，每个窗控制器114可与其所控制和驱动的IGU 102通信，以及经由一个或多个有线（例如以太网）网络或无线（例如WiFi)网络（举例来说，经由有线（例如以太网）接口 263或无线（WiFi)接口 265)与其它窗控制器114、网络控制器112、BMS 110或其它服务器、系统或装置（例如传感器）通信。具有以太网或Wifi能力的实施方案还完全适用于住宅和其它较小规模的非商业应用。此外，通信可以是直接或间接的，例如经由主控制器（例如网络控制器112)与I⑶102之间的中间节点。
[0070] 图4示出了包括窗控制器114的示例性插件250的描绘图。在一些实施方案中，窗控制器114在通信总线262上与网络控制器112通信。举例来说，通信总线262可根据控制器区域网络（CAN)车辆总线标准来设计。在这些实施方案中，第一电输入端252可连接到第一电源线264而第二电输入端254可连接到第二电源线266。在一些实施方案中，如上文描述，在电源线264和266上发送的电力信号互补；即，其共同表不差分信号（例如差分电压信号）。在一些实施方案中，线268耦接到系统或建筑地面（例如地球地面）。在这些实施方案中，CAN总线262(例如微控制器274与网络控制器112之间）上的通信可根据CAN开放通信协议或其它合适的开放通信协议、专有通信协议或覆盖通信协议而沿着分别通过电输入端/输出端258和260传输的第一和第二通信线270和272进行。在一些实施方案中，在通信线270和272上发送的通信信号互补；S卩，其共同表示差分信号（例如差分电压信号）。
[0071] 在一些实施方案中，插件250将CAN通信总线262耦接到窗控制器114中，且在特定实施方案中耦接到微控制器274中。在一些这种实施方案中，微控制器274还被配置成执行CAN开放通信协议。微控制器274还被设计或配置（例如编程）成与脉冲宽度调制放大器或脉冲宽度调制器（PWM) 276、智能逻辑278和信号调节器280协作来执行一个或多个驱动控制算法。在一些实施方案中，微控制器274被配置成产生（例如）呈电压信号形式的指令信号其接着被传输到PWM 276。接着，PWM 276基于V指令产生脉冲宽度调制电力信号，包括第一（例如正）分量Vpwi和第二（例如负）分量V pw2。举例来说，电力信号V?和Vpw2接着在界面288上被传输到I⑶102,或更明确地说，传输到汇流条242和244 以便造成电致变色装置220中的期望光学跃迁。在一些实施方案中，PWM 276被配置成修改脉冲宽度调制信号的工作周期使得信号Vpwi和Vpw2中的脉冲持续时间不相等：举例来说， PWM 276脉冲Vpwi用于第一 60 %工作周期且脉冲Vpw2用于第二40 %工作周期。第一工作周期的持续时间和第二工作周期的持续时间共同表示每个电力周期的tPWM。在一些实施方案中，PWM 276可额外或替代地修改信号脉冲Vpwi和Vpw2的幅值。
[0072] 在一些实施方案中，微控制器274被配置成基于一个或多个因素或信号产生ViM, 举例来说，例如在CAN总线262上接收的任何信号以及分别由PWM 276产生的电压或电流反馈信号Vfb和Ifb。在一些实施方案中，微控制器274分别基于反馈信号I fb或Vfb确定电致变色装置220中的电流或电压水平，且根据一个或多个规则或算法调节V iM来实现相对脉冲持续时间（例如第一和第二工作周期的相对持续时间）或电力信号Vpwi和V pw2的幅值的改变而产生上文关于图3描述的电压分布图。此外或替代地，微控制器274还可响应于从智能逻辑278或信号调节器280接收的信号来调节Vgt举例来说，调节信号V ra可由信号调节器280响应于来自一个或多个联网或不联网装置或传感器（举例来说，例如外部光传感器或光检测器282、内部光传感器或光检测器284、热或温度传感器286或色彩指令信号V T。）的反馈而产生。举例来说，信号调节器280和νωΝ的额外实施方案还描述于2012 年4 月 17 日提交的题为"CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES" 且发明人名为Brown的美国专利申请序列号_ (代理档案号SLDMP035)中。
[0073] 返回参考，Vtc可以是OV与IOV之间的模拟电压信号，其由用户（例如居住者或工作人员）使用或调节来动态地调节IGU 102的色彩（举例来说，用户可使用建筑104的房间或区域中类似于恒温器的控制件来精细地调节或修改所述房间或区域中的IGU 102色彩），从而将动态用户输入引入确定ViM的微控制器274内的逻辑中。举例来说，当设置在 OV至2. 5V范围中时，Vtc可用来造成跃迁到5% T状态，而当设置在2. 51V至5V范围中时， Vtc可用来造成跃迁到20% T状态，且类似于其它范围（例如5. IV至7. 5V和7. 51V至10V) 以及其它范围和电压实例。在一些实施方案中，信号调节器280接收通信总线或界面290上的前述信号或其它信号。在一些实施方案中，如下文描述，PWM 276还基于从智能逻辑278 接收的信号Vim产生Vi#。在一些实施方案中，智能逻辑278在通信总线上传输V im，举例来说，例如集成电路间（I2C)多重主串行单端计算机总线。在一些其它实施方案中，智能逻辑278经由1-线装置通信总线系统协议（由德克萨斯州达拉斯的达拉斯半导体公司规定）与存储装置292通信。
[0074] 在一些实施方案中，微控制器274包括处理器、芯片、磁卡或电路板，或这些的组合，其包括用于实施一个或多个控制功能的逻辑。微控制器274的供电和通信功能可与单个芯片组合，举例来说，可编程逻辑装置（PLD)芯片或现场可编程门阵列（FPGA)或类似逻辑。这种集成电路可在单一可编程芯片中组合逻辑、控制和供电功能。在一个实施方案中，其中一个窗格216具有两个电致变色装置220 (例如在相对表面上）或其中I⑶102包括两个或多个窗格216,所述窗格216每个包括电致变色装置220,逻辑可被配置成相互独立地控制两个电致变色装置220中的每一个。然而,在一个实施方案中,两个电致变色装置220 中的每个的功能以协同方式被控制，举例来说，使得每个装置被控制以便彼此互补。举例来说，透光率的期望水平、热绝缘效果或其它性质可经由个别电致变色装置220中的每一个的状态的组合来控制。举例来说，一个电致变色装置可置于有色状态而另一个用于电阻加热，举例来说，经由装置的透明电极。在另一实例中，两个电致变色装置的光学状态可被控制使得组合透射率是期望的结果。
[0075] 如上文描述，在一些实施方案中，微控制器274或窗控制器114 一般还可具有无线能力，例如无线控制和供电能力。举例来说，可使用无线控制信号（例如射频（RF)信号或红外线（IR)信号）以及无线通信协议（例如WiFi (如上所述）、蓝牙、Zigbee、EnOcean 等）来将指令发送到微控制器274且使微控制器274发送数据到（举例来说）其它窗控制器114、网络控制器112或直接发送到BMS 110。在各个实施方案中，无线通信可用于以下中的至少一个：编程或操作电致变色装置220、一般从电致变色装置220或I⑶102收集数据或接收输入、从传感器收集数据或接收输入以及将窗控制器114用作其它无线通信的中继点。从I⑶102收集的数据还可包括计数数据，例如电致变色装置220已经被启动（循环）的次数、电致变色装置220随时间的效率以及其它有用数据或性能度量。
[0076] 窗控制器114还可具有无线供电能力。举例来说，窗控制器114可具有一个或多个无线电力接收器（其从一个或多个无线电力传输器接收传输）以及一个或多个无线电力传输器（其传输电力传输使得窗控制器114能够无线接收电力并且将电力无线分配给电致变色装置220)。举例来说，无线电力传输包括感应、谐振感应、RF电力传递、微波电力传递和激光电力传递。举例来说，2010年12月17日提交且题为"WIRELESS POWERED ELECTROCHROMIC WINDOWS"并且发明人名为Rozbicki的美国专利申请序列号 12/971，576 (代理档案号SLDMP003)(其以引用方式并入本文中）详细描述无线供电能力的各个实施方案。
[0077] 为了实现期望光学跃迁，产生脉冲宽度调制电力信号使得正分量Vpwi在供电周期的第一部分期间被供应到（举例来说）汇流条244,而负分量V pw2在供电周期的第二部分期间被供应到（举例来说）汇流条242。如上文所述，信号％"和￥"2是有效DC信号，如由电致变色装置220所见，举例来说，是因为PWM 276内的串联电感器312和314 (见图5A和图 5B)的感应或是与脉冲宽度调制电力信号Vpwi和Vpw2的频率相关的窗控制器114或电致变色装置220的各个其它分量。更明确的说，现参考图5C，感应使得电感器312和314有效地过滤出电压V tk和Vitq、分别施加到第一和第二导电层230和238的电压中的最高频率分量，且因此在当第一和第二工作周期恒定时，跨过汇流条242和244施加的有效电压V eff有效地恒定。
[0078] 在一些情况中，取决于脉冲宽度调制信号的频率（或相反的是持续时间），这可造成汇流条244大致在由第一工作周期的持续时间与供电周期的总成持续时间t PWM的比给定的幅值Vpwi片段浮动。类似地，这可造成汇流条242大致在由第二工作周期的持续时间与供电周期的总成持续时间t PWM的比给定的幅值Vpw2片段浮动。换句话说，在一些实施方案中，脉冲宽度调制信号分量V pwi与Vpw2的幅值之间的差值是跨过端子246和248且随后跨过电致变色装置220的有效DC电压的两倍。换句话说，在一些实施方案中，施加到汇流条244的 Vpwi片段（由第一工作周期的相对持续时间决定）与施加到汇流条242的Vpw2片段（由第二工作周期的相对持续时间决定）的差值是施加到电致变色装置220的有效DC电压V EFF。通过负载--电致变色装置220--的电流IEFF大致等于有效电压VEFF除以负载的有效电阻（由电阻器316表示）或阻抗。
[0079] 在一些实施方案中，第一和第二工作周期的相对持续时间--分别是Vpwi和V pw2 脉冲的持续时间--是基于在一些实施方案中，为了产生两个相反极性信号Vpwi和 VPW2，PWM 276且一般是I⑶102根据H桥构造294进行设计。在一些实施方案中，如图5A中所示，PWM 276使用由供应电压V供自供电的四个晶体管296、298、300和302构造举例来说，晶体管296、298、300和302可以是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET)。在一些执行方案中，浸提管296和300是η型MOSFET晶体管，而晶体管298和302是p型MOSFET晶体管。在一些执行方案中，在第一操作部分期间，晶体管296的栅极接收信号Α，而晶体管 302的栅极接收其互补信号A使得当信号A高时，A是低的，且因此晶体管296和302导通而晶体管298和300不导通。在这个配置中，来自V ffi的电流被传递通过晶体管296、通过负载（包括电致变色装置220)、通过晶体管302且最终接地。这在这个操作部分期间造成电力信号脉冲V pwi。类似地，在一些执行方案中，在第二操作部分期间，晶体管300的栅极接收信号Β，而晶体管298的栅极接收信号B的互补，且因此晶体管296和302导通而晶体管 298和300不导通。在这个配置中，来自V iws的电流被传递通过晶体管300、通过负载（包括电致变色装置220)、通过晶体管298且最终接地。这在这个操作部分期间造成电力信号脉冲V pw2。
[0080] 图5Β示出了等效H桥构造表示294的描绘图，其中开关304、306、308和310表示晶体管296、298、300和302。基于V指令，H桥294从第一状态（由实心箭头表示）（产生第一工作周期（V pwi脉冲））同步跃迁到第二状态（由虚线箭头表示）来产生第二工作周期（Vpw2 脉冲）。举例来说，在第一状态中，开关304和310可关闭（例如晶体管296和302导通）且开关306和308可打开（例如晶体管298和300不导通）。类似地，在第二状态中，开关 306和308可关闭（例如晶体管298和300导通）且开关304和310可打开（例如晶体管 296和302不导通）。如上文描述，在一些实施方案中，脉冲宽度调制信号V pwi和Vpw2的第一和第二工作周期不对称；即第一或第二工作周期都不是50%的工作周期。举例来说，在 IOOkHz信号的情况中，Vpwi可被脉冲达多于一半恒定时间tPWM(例如多于5微秒（μ s))，之后是Vm被脉冲达少于一半恒定时间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，即使当Vpwi和Vpw2的幅值相等且保持恒定，当工作周期对称时（例如（V pwi-Vpw2)/2)，负载（例如电致变色装置220)处的有效电压可从跨过负载产生的静态DC电压开始改变。因此，通过改变工作周期使得其不对称，可跨过电致变色装置220 施加电压斜坡（例如斜坡301、305、309或313)。正是这个DC电压驱动额外离子迁移，造成电致变色装置220中的光学跃迁。此外，工作周期还可改变使得产生静态DC电压来补偿 (举例来说）缺陷中捕获的离子。
[0081] 举例来说，与简单实用电池或其它DC电压源的装置比较，这种跨过电致变色装置 220施加 DC电压的方法--脉冲宽度调制--提供了增强的保护来免于损坏。DC电压源 (例如电池）会造成初始电流峰值，举例来说，其会以捕获离子的缺陷形式永久损坏电致变色装置220。此外，通过基于指令信号V iM调节每个工作周期的脉冲Vpwi和Vpw2的相对持续时间，指令信号V彳旨彳可用以改变连续施加到电致变色装置220 (例如产生斜坡301、305、309 和313)的DC电压而不改变供应电压Viws的幅值。
[0082] 此外，在一些实施方案中，晶体管296、298、300和302(或开关304、306、308和 310)可在特定时候配置成全部绝缘（或打开）使得电致变色装置220的某些实施方案保持在期望光学状态而不施加电压。在一些实施方案中，这个配置可用来通过从取电力来节约能量，V iws通常是用于建筑104的主电源。在这种配置中，电致变色装置220可以是浮动的。在一些其它实施方案中，在这个配置中，电致变色装置220可从另一源接收电力来保持期望光学状态，举例来说，例如从IGU 102上或其内的光伏电池。类似地，在一些实施方案中，晶体管296、298、300和302(或开关304、306、308和310)可在特定时候配置成全部导通（或关闭）或短路接地使得电致变色装置220放电。在这些实施方案中，适当尺寸的电阻可配置在每个晶体管或开关与接地之间的H桥构造294内以利于或更适于电致变色装置220放电。
[0083] 在一些实施方案中，微控制器274被编程成在一天的特定时候以及根据一年的特定时候、根据特定条件或响应于其它反馈或基于手动输入而使建筑104的各个侧、表面或区域上的窗变暗或变亮（例如改变％ Τ)。举例来说，微控制器274可被编程成在冬季月份期间早上9:00使面向东的I⑶102变暗达1小时，而同时使面向西的I⑶变亮。举另一实例，微控制器274可被编程成基于由光检测器在外部检测的光强度来使IGU 102变暗。在一些这种实施方案中，微控制器274可被编程成只要由第二光检测器在内部检测的光保持超过内部光强度的临限量就继续使IGU 102变暗，或直到照相系统107或网络控制器112 将输入指令传输到窗控制器114来指令窗控制器114停止着色，使得照明系统可保持关闭或处于较低能量操作水平，同时使工作人员具有足够的环境光或其它光来继续工作。举另一实例，微控制器274可被编程成基于来自用户（举例来说）在他或她自己的办公室中相对于由网络控制器112指令的基线％ T的手动输入而使I⑶102变暗。
[0084] 在一些实施方案中，用于给定I⑶102的驱动或装置参数存储在I⑶102内、在框架218中或在有线连接到框架或IGU的内部或外部电连接总成中。在特定实施方案中，用于给定I⑶102的驱动和装置参数存储在插件250内。在一些特定实施方案中，驱动和装置参数存储在非易失性存储装置292内，其可包括在窗控制器114或插件250内或在其外部，但在特定实施方案中，其位于IGU 102内。在一些实施方案中，在将插件250插入和连接至IJ IGU 102中之后或在给窗控制器114供电或以另外方式启动之后，存储装置292将驱动或装置参数转移或加载到微控制器274内的快速动态存储器（例如随机访问存储器（RAM)、 DRAM、NVRAM或其它闪存）位置用于微控制器274的快速访问。在一些实施方案中，窗控制器114可周期性地轮询存储装置292,且当窗控制器114检测存储装置292时，其能够将驱动参数转移到微控制器274内的RAM或其它快速存储器位置。在一些实施方案中，存储装置292可以是根据1线装置通信总线系统协议设计的芯片（例如除了存储能力之外还具有处理或逻辑能力的计算机芯片）。在一些实施方案中，存储装置292可包括固态串行存储器 (例如EEPR0M((E 2PROM)、I2C、SPI)，其还可以是可编程存储器。
[0085] 在一些实施方案中，驱动参数可由微控制器274结合以下进行使用：一个或多个电压分布图、电流算法或用于使电致变色装置220从第一光学状态跃迁到第二光学状态的电压和电流操作指令。在一些实施方案中，微控制器274使用驱动参数来计算或选择电压分布图（例如电压分布图300的一部分）且使用电压分布图来产生相关指令电压V iM而达到所计算或所选择的电压分布图。举例来说，在一些实施方案中，电压分布图可基于包括以下项的多数驱动参数中的一个或多个而选自许多预定分布图（例如存储或加载在微控制器274内或其它合适的可访问存储器位置）：举例来说，当前外部温度、当前内部温度、第一或当前光学状态的％ T、第二或期望光学状态的％ T，或期望的跃迁或斜坡（例如斜坡301 和309)率，以及各种初始驱动电压、保持电压以及其它参数。一些驱动参数（例如％ T和斜坡率）可在制造装置之前（举例来说）在理论或实验上基于许多装置参数而产生，举例来说，包括尺寸、形状、厚度、使用年限或电致变色窗格216经历的周期数。在一些实施方案中，每个电压分布图可接着在制造装置之前在理论或实验上基于驱动和装置参数来确定。
[0086] 在一些实施方案中，微控制器274在I⑶102操作期间基于选择的电压分布图和驱动参数来计算V fi^值。在一些其它实施方案中，微控制器274选择先前基于所选电压分布图和驱动参数计算和存储的离散ViM值。然而，如上文描述，在一些情况中V iM可根据一个或多个其它输入或反馈信号予以修改，例如VOT、Vfb或I fb，举例来说，这基于来自温度传感器或光检测器的输入、来自电致变色装置220或PWM 276的电压反馈或来自电致变色装置220或PWM 276的电流反馈。举例来说，当外部环境变得更亮，微控制器274可被编程成使电致变色装置220变暗，但当电致变色装置220变暗，装置温度会由于增加的光子吸收而显著升高，这是因为电致变色装置220的着色取决于装置温度，举例来说，如果不通过响应于信号（例如V ra、VFB或Ifb)修改来进行补偿，那么着色会改变。此外，在一些情况中，存储在微控制器274或存储装置292中的电压分布图自身可基于从（举例来说）网络控制器112接收的信号而被临时（例如在RAM中）或永久/永恒（例如在存储装置292中）地修改。
[0087] 在一些实施方案中，存储在给定I⑶102内的驱动和装置参数可（举例来说）经由CAN通信总线262响应于特定条件或在其它适当时候被周期性地传输到网络控制器112。此外，在一些实施方案中，驱动参数、电压分布图、电流算法、位置或区域关系参数（例如这个I⑶102和控制器114在什么位置或在建筑104的什么区域中）、数字输出状态和一般各种数字控制（例如着色、无色、自动、重启等）可从网络控制器112被传输到窗控制器114 和微控制器274以及存储装置292用于存储和随后使用。网络控制器112还可被配置成将有关IGU 102或建筑104位置（例如纬度、经度或区域参数）、一天中的时间或一年中的时间的信息传输到微控制器274或存储装置292。此外，驱动或装置参数可含有指定了可由窗控制器114安全施加到电致变色装置220的最大电压或电流水平的信息。在一些实施方案中，网络控制器112可被编程或配置成基于装置或驱动特性（例如从存储装置292传输到微控制器274或到网络控制器112)将输出到特定I⑶102和电致变色装置220的实际电流与期望输出到IGU 102的电流进行比较，或以另外方式确定其是不同的且不同超过可接受的临限范围，且此后发送警报、关闭向IGU 102供电或采取某种其它行动来（举例来说）防止对电致变色装置220的损坏。此外，存储装置292还可包括电致变色装置220的循环或其它性能数据。
[0088] 在一些实施方案中，驱动参数组织成η维数据阵列、结构或矩阵。图6示出了用于驱动电致变色装置220的驱动参数的示例性三维数据结构600。数据结构600是元件624 的3乘4乘4矩阵。电压分布图与每个元件624关联。举例来说，矩阵元（0,3,3)与电压分布图626相关联而矩阵元（1，0，1)与电压分布图628相关联。在图示的实例中，每个矩阵元624指定了界定元素624且因此界定对应电压分布图的三个驱动参数。举例来说，每个矩阵元624指定了给定温度范围值（例如< 0摄氏度、0摄氏度到50摄氏度或> 50摄氏度）、当前％了值（例如5%、20%、40%或70% )和目标％了值（例如5%、20%、40%或 70% ) 〇
[0089] 在一些实施方案中，每个电压分布图包括一个或多个特定参数（例如斜坡率、目标电压和施加电压持续时间）或一个或多个特定参数的组合。举例来说，每个电压分布图可包括一个或多个特定参数用于一个或多个分布图部分或区域（例如S1、S2、S3、S4)中的每一个，实现从当前温度下的当前％ T到相同或不同温度下的目标％ T的期望光学跃迁。举例来说，电压分布图626含有参数来使电致变色窗在低于零摄氏度的温度下从70% T跃迁到5% T。为了完成这个跃迁，电压分布图626提供初始斜坡Sl (例如特定持续时间或到特定目标电压值的mV/s率）、第一保持S2 (例如特定持续时间的特定V)、第二斜坡S3 (例如特定持续时间或到特定目标电压值的mV/s率）和第四保持S4(例如维持目标％ T的特定保持电压）。类似地，电压分布图628可基于与元素（在这个实例中，在介于零摄氏度与五十摄氏度之间的温度下从20 % T跃迁到70 % T)相关联的不同驱动参数提供不同初始斜坡Sl (例如较平的电压斜坡）、不同保持S2 (例如较久保持在这个保持电压下）、不同第二斜坡S3 (例如较短但较陡的斜坡）和不同第四保持S4 (例如维持目标％ T的保持电压）。 [0090] 在一些执行方案中，呈η维数据矩阵的每个电压分布图可以是唯一的。举例来说，因为即使在相同温度下，从70 % T跃迁到5 % T通常无法通过简单的反向用来从5 % T跃迁到70% T的电压分布图来实现，会需要或至少期望不同的电压分布图。换句话说，由于装置架构和材料，无色并不是简单的有色的相反；装置通常针对每次跃迁表现不同，这是由于用于将离子插入到电致变色材料或从电致变色材料脱离的驱动力的差值。
[0091] 在其它实施方案中，数据结构可具有另一维数n，即比矩阵600更多或更少颗粒。举例来说，在一些实施方案中，可包括更多驱动参数。在一个实施方案中，使用了 288个驱动参数，包括三个温度范围值、四个当前％ T值和四个目标％ T值，其造成具有36个矩阵元和72个对应电压分布图的3维矩阵，其中每一个具有一个或多个特定参数（例如斜坡率、目标电压和施加电压持续时间，或一个或多个特定参数的组合）用于一个或多个分布图部分或区域（例如SI、S2、S3.......)中的每一个。在其它实施方案中，温度频度数或值范围可增多或减少（例如5个或更多个温度范围值），可能的当前％ T值数可增多或减少（例如可存在八个可能的光学状态，例如5% T、15% T、25% T、35% T、45% T、55% T、65% T和 75% Τ)，可能的目标％ T值数可增多或减少（例如匹配可能的当前％ T状态）以及其它合适的修改。此外，与矩阵的每个元相关联的电压分布图可具有具相关联参数的四个以上分布图部分或区域（例如Sl到S8)。在一些实施方案中，举例来说，允许每个电压分布图指定有8个区域，允许当前环境温度范围指定有12个电压分布图，且允许指定的3个温度范围指定有3组12个分布图。这单独组合成电压分布图的288个参数。另外信息还可存储在存储装置292内。
[0092] 此外，在一些实施方案中，其中单一窗控制器114控制和驱动两个或多个I⑶ 102,每个I⑶102仍可包括其自身的存储装置292。在这些实施方案中，每个存储装置292 将其驱动参数传输到单一窗控制器114和窗控制器114,且明确地说，微控制器274将具有最小尺寸（且因此具有最低电力需求）的IGU的驱动参数用来计算作为防止损坏的附加安全措施的举例来说，窗控制器114可包括逻辑来识别I⑶尺寸（例如长度、宽度、厚度、表面积等）或IGU 102可将尺寸信息存储在存储器内，其接着可由控制器114(例如由微控制器274)读取。在一些实施方案中，微控制器可比较两个耦接的IGU102的驱动参数，基于比较的驱动参数确定不相容I⑶已经连接且发送警报给BMS 110或网络控制器112。在一些实施方案中，微控制器274可使用并行连接的IGU 102的驱动参数来确定用于聚合组的最大安全电流驱动而进一步防止对IGU的损坏。
[0093] 此外，在一些实施方案中，每个窗控制器114还可被配置成补偿传输损失，举例来说，例如跨过汇流条242或244或沿着PWM 276与汇流条242和244之间的其它传输线的电压降。举例来说，因为PWM 276 (或窗控制器114或IGU 102的某一其它组件）可被配置成提供电流反馈（例如Ifb)，所以微控制器274(例如窗控制器114的某一其它逻辑组件）可被配置成计算因传输损失引起的电压降。举例来说，图4中的电阻器R t模仿传输线电阻，而图4中的电阻器Rs模仿串联电阻。Rt和R s是传输线或其它系统组件固有的。当电流由窗控制器114供应时，在返回到窗控制器114闭合回路之前，其穿过R t，穿过I⑶102且穿过Rs。因为已知通过RT、I⑶102和R s的电流--通过使用Ifb来设置PWM 276的固定电流输出（例如1安培）--且因为差分放大器422可用来有效地测量跨过Rs的电压降，所以可计算馬和&的值。对于所有意图和目的，R t可以近似为Rs。现在，在装置220的常规操作期间，因为通过I⑶102的电流要求不恒定，已知组合Rs+Rt的有效电阻允许动态地调节从窗控制器114输出的电压，所以在I⑶102的端子上产生的电压V 可计算为V= V目标+1实际*(Rs+Rt)或V实际=V目标+2V(Rs)，其中V(R s)是跨过Rs的电压降。
[0094] 在一个或多个方面，描述的功能中的一个或多个可执行于硬件、数字电子电路、模拟电子电路、计算机软件、固件（包括本说明书中公开的结构及其等效结构）或其任何组合中。本说明书中描述的主题的某些实施方案还可执行为一个或多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或多个模块，其编码在计算机存储媒体上用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。
[0095] 熟悉本领域的技术人员可易于知晓本公开中描述的对实施方案的各种修改，且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文定义的基本原理可应用于其它执行方案。因此，权利要求并不意欲受限于本文所示的执行方案，而是应符合与本公开内容、本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。此外，本领域一般技术人员将易于了解术语"上"和"下"有时用于便于描述附图且指示对应于适当定向页面上的附图定向的相对位置，且无法反映执行的装置的适当定向。此外，如本文使用，"或"可意味着"和"以及"或"；即"或"不一定排除"和"，除非明确阐述或隐含暗示。
[0096] 本说明书中以单独实施方案为背景描述的某些特征还可以组合方式执行于单一执行方案中。相反地，在单一执行方案的背景下描述的各个特征还可单独或以任何合适子组合的方式执行于多个执行方案中。此外，虽然上文将特征描述成以某些组合作用且甚至最初这样要求，但来自所要求的组合的一个或多个特征可在一些情况中脱离所述组合，且要求的组合可针对子组合或子组合的变更。
[0097] 类似地，当附图中以特定次序描绘操作时，这不一定意谓需要以所示的特定次序或按顺序次序实施所述操作，或实施全部图示操作来达到期望结果。另外，附图可用流程图的形式示意性描绘一个或多个实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入示意性图示的实例过程中。举例来说，在任何图示的操作之前、之后、与其同时或其间可实施一个或多个额外操作。在某些情况中，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上文描述的执行方案中的各个系统组件的分离不应理解为在全部执行方案中需要这种分离，且应理解为描述的程序组件和系统一般可一起整合在单一软件产品中或封装在多个软件产品中。此外，其它执行方案在下文权利要求的范围内。在一些情况中，权利要求中阐述的行为可以不同次序实施且仍达到期望结果。
【权利要求】
1. 一种窗控制器，其包括：指令电压发生器，其被配置成产生指令电压信号；脉冲宽度调制信号发生器，其被配置成基于所述指令电压信号产生脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号被配置成驱动大致透明基板上的光学可切换装置，其中：所述脉冲宽度调制信号包括具有第一工作周期之第一电力分量和具有第二工作周期之第二电力分量；所述第一电力分量被配置成在所述第一工作周期的每个主动部分期间输送第一脉冲；所述第二电力分量被配置成在所述第二工作周期的每个主动部分期间输送第二脉冲；且在操作期间，所述第一脉冲施加到所述光学可切换装置的第一导电电极层且所述第二脉冲施加到所述光学可切换装置的第二导电电极层；其中所述第一和第二工作周期的主动部分的相对持续时间以及所述第一和第二脉冲的相对持续时间被调整而造成跨过所述光学可切换装置施加的有效DC电压的变化。
2. 根据权利要求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. 根据权利要求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的密封件内。
4. 根据权利要求2所述的窗控制器，其中所述光学可切换装置是形成在所述大致透明基板的表面上且相邻于所述IGU内部体积的电致变色装置。
5. 根据权利要求4所述的窗控制器，其中所述电致变色装置完全由无机固态材料组成。
6. 根据权利要求1所述的窗控制器，其中：所述第一工作周期具有第一时间段和第一电压幅值；所述第二工作周期具有第二时间段和第二电压幅值；所述第一时间段等于所述第二时间段；且所述第一电压幅值等于所述第二电压幅值。
7. 根据权利要求6所述的窗控制器，其还包括第一和第二电感器，其将所述第一和第二电力分量耦接到所述光学可切换装置，其中由所述施加的第一和第二电力分量引起而跨过所述光学可切换装置施加的电压有效的是DC电压。
8. 根据权利要求7所述的窗控制器，其中：所述第一工作周期的所述主动部分包括所述第一时间段的第一所占片段；且所述第二工作周期的所述主动部分包括所述第二时间段的第二所占片段。
9. 根据权利要求8所述的窗控制器，其中：施加到所述光学可切换装置的第一导电层的所述电压幅值大致与所述第一所占片段与所述第一电压幅值的乘积成比例；施加到所述光学可切换装置的第二导电层的所述电压幅值大致与所述第二所占片段与所述第二电压幅值的乘积成比例；且跨过所述光学可切换装置施加的有效DC电压大致等于施加到所述第一导电层的所述电压幅值与施加到所述第二导电层的所述电压幅值之间的差值。
10. 根据权利要求1所述的窗控制器，其中所述指令电压发生器包括微控制器，其被配置成产生所述指令电压信号。
11. 根据权利要求10所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号产生所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述光学可切换装置施加的有效 DC电压。
12. 根据权利要求10所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号产生所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述光学可切换装置传输的检测电流。
13. 根据权利要求10所述的窗控制器，其还包括存储器装置，其被配置成存储一个或多个驱动参数。
14. 根据权利要求13所述的窗控制器，其中所述驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、所述电致变色装置的当前透射值、所述电致变色装置的目标透射值和跃迁率中的一个或多个。
15. 根据权利要求14所述的窗控制器，其中所述微控制器还被配置成基于一个或多个其它输入、反馈或控制信号修改所述指令电压信号。
16. 根据权利要求15所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号修改所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述光学可切换装置施加的有效 DC电压的检测实际电平。
17. 根据权利要求15所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号修改所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述光学可切换装置传输的检测电流。
18. 根据权利要求15所述的窗控制器，其中所述窗控制器还包括一个或多个通信接 □。
19. 根据权利要求18所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与网络控制器通信；所述网络控制器被配置成与多个窗控制器通信且控制所述多个窗控制器；且所述微控制器被配置成基于来自所述网络控制器的输入而修改所述指令电压信号。
20. 根据权利要求19所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述建筑物管理系统的输入而修改所述指令电压信号。
21. 根据权利要求19所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统的输入而修改所述指令电压信号。
22. 根据权利要求19所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个光检测器通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个光检测器的输入而修改所述指令电压信号。
23. 根据权利要求19所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个温度传感器通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个温度传感器的输入而修改所述指令电压信号。
24. 根据权利要求19所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与一个或多个手动用户输入装置通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述手动用户输入装置中的一个或多个的输入而修改所述指令电压信号。
25. -种系统，其包括：多个窗，每个窗包括在大致透明基板上的光学可切换装置；网络控制器，其被配置成控制多个窗控制器；多个窗控制器，每个窗控制器包括：指令电压发生器，其被配置成产生指令电压信号；和脉冲宽度调制信号发生器，其被配置成基于所述指令电压信号产生脉冲宽度调制信号，所述指令电压信号至少部分且至少在某些时间基于从所述网络控制器接收的输入，所述脉冲宽度调制信号被配置成驱动所述光学可切换装置的各自一个或多个，一个或多个通信接口，其使所述窗控制器能够与所述网络控制器通信；其中：所述脉冲宽度调制信号包括具有第一工作周期之第一电力分量和具有第二工作周期之第二电力分量；所述第一电力分量被配置成在所述第一工作周期的每个主动部分期间输送第一脉冲；所述第二电力分量被配置成在所述第二工作周期的每个主动部分期间输送第二脉冲；且在操作期间，所述第一脉冲施加到所述光学可切换装置的第一导电电极层且所述第二脉冲施加到所述光学可切换装置的第二导电电极层；其中所述第一和第二工作周期的主动部分的相对持续时间以及所述第一和第二脉冲的相对持续时间被调整而造成跨过所述光学可切换装置施加的有效DC电压的变化。
26. 根据权利要求25所述的系统，其中每个大致透明基板被配置在IGU中。
27. 根据权利要求26所述的系统，其中所述窗控制器中的一个或多个至少部分位于各自I⑶的密封件内。
28. 根据权利要求26所述的系统，其中所述光学可切换装置是形成在所述大致透明基板的表面上且相邻于所述IGU内部体积的电致变色装置。
29. 根据权利要求25所述的系统，其中，对于每个窗控制器：所述第一工作周期具有第一时间段和第一电压幅值；所述第二工作周期具有第二时间段和第二电压幅值；所述第一时间段等于所述第二时间段；且所述第一电压幅值等于所述第二电压幅值。
30. 根据权利要求29所述的系统，其中每个窗控制器还包括第一和第二电感器，其将所述第一和第二电力分量耦接到所述光学可切换装置，其中由所述施加的第一和第二电力分量引起而跨过所述光学可切换装置施加的电压有效的是DC电压。
31. 根据权利要求30所述的系统，其中：所述第一工作周期的所述主动部分包括所述第一时间段的第一所占片段；且所述第二工作周期的所述主动部分包括所述第二时间段的第二所占片段。
32. 根据权利要求31所述的系统，其中：施加到所述光学可切换装置的第一导电层的所述电压幅值大致与所述第一所占片段与所述第一电压幅值的乘积成比例；施加到所述光学可切换装置的第二导电层的所述电压幅值大致与所述第二所占片段与所述第二电压幅值的乘积成比例；且跨过所述光学可切换装置施加的有效DC电压大致等于施加到所述第一导电层的所述电压幅值与施加到所述第二导电层的所述电压幅值之间的差值。
33. 根据权利要求25所述的系统，其中每个窗控制器的所述指令电压发生器包括微控制器，其被配置成产生所述指令电压信号。
34. 根据权利要求33所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号产生所述各自指令电压信号，所述各自电压反馈信号自身基于跨过所述各自光学可切换装置施加的有效DC电压。
35. 根据权利要求33所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号产生所述各自指令电压信号，所述各自电流反馈信号自身基于通过所述各自光学可切换装置传输的检测电流。
36. 根据权利要求33所述的系统，其中每个窗控制器还包括存储器装置，其被配置成存储一个或多个驱动参数。
37. 根据权利要求36所述的系统，其中所述驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、所述电致变色装置的当前透射值、所述电致变色装置的目标透射值和跃迁率中的一个或多个。
38. 根据权利要求37所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号修改所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述各自光学可切换装置施加的有效 DC电压的检测实际电平。
39. 根据权利要求37所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号修改所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述各自光学可切换装置传输的检测电流。
40. 根据权利要求33所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述建筑物管理系统的输入而修改所述指令电压信号。
41. 根据权利要求33所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统的输入而修改所述指令电压信号。
42. 根据权利要求33所述的系统，其中：每个窗控制器被配置成与一个或多个光检测器通信；且所述各自微控制器被配置成基于来自所述一个或多个光检测器的输入而修改所述指令电压信号。
43. 根据权利要求33所述的系统，其中：每个窗控制器被配置成与一个或多个温度传感器通信；且所述各自微控制器被配置成基于来自所述一个或多个温度传感器的输入而修改所述指令电压信号。
44. 根据权利要求33所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与一个或多个手动用户输入装置通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述手动用户输入装置中的一个或多个的输入而修改所述指令电压信号。
45. -种窗控制器，其包括：指令电压发生器，其被配置成产生指令电压信号；和电力信号发生器，其被配置成基于所述指令电压信号产生电力信号，所述电力信号用以驱动大致透明基板上的光学可切换装置，所述电力信号发生器被配置成产生电力信号，其具有之电力分布图包括一个或多个电力分布图部分，每个电力分布图部分具有一个或多个电压或电流特性。
46. 根据权利要求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. 根据权利要求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的密封件内。
48. 根据权利要求46所述的窗控制器，其中所述光学可切换装置是形成在所述大致透明基板的表面上且相邻于所述IGU内部体积的电致变色装置。
49. 根据权利要求48所述的窗控制器，其中所述电致变色装置完全由无机固态材料组成。
50. 根据权利要求45所述的窗控制器，其中所述指令电压发生器包括微控制器，其被配置成产生所述指令电压信号。
51. 根据权利要求50所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号产生所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述光学可切换装置施加的有效 DC电压。
52. 根据权利要求50所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号产生所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述光学可切换装置传输的检测电流。
53. 根据权利要求50所述的窗控制器，其还包括存储器装置，其被配置成存储一个或多个驱动参数。
54. 根据权利要求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的密封件或体积内；且在所述装置的常规操作之前或期间，所述驱动参数被加载到所述微控制器中。
55. 根据权利要求53所述的窗控制器，其中所述驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、所述电致变色装置的当前透射值、所述电致变色装置的目标透射值或跃迁率中的一个或多个。
56. 根据权利要求53所述的窗控制器，其中所述驱动参数理论上或凭实验基于一个或多个装置参数来计算。
57. 根据权利要求56所述的窗控制器，其中所述装置参数包括厚度、长度、宽度、表面积、形状、使用年限和周期数中的一个或多个。
58. 根据权利要求53所述的窗控制器，其中所述微控制器基于所述驱动参数确定所述电力分布图。
59. 根据权利要求58所述的窗控制器，其中所述微控制器被配置成：相对于驱动参数值的n维矩阵比较所述驱动参数，n表示可行的驱动参数的数目且每个矩阵元素对应于电力分布图；且对应于所述矩阵元素选择所述电力分布图，所述矩阵元素对应于所述驱动参数。
60. 根据权利要求59所述的窗控制器，其中每个矩阵元素的所述电力分布图指定每个组成电力分布图部分的一个或多个电压或电流特性。
61. 根据权利要求60所述的窗控制器，其中每个组成电力分布图部分的所述电压或电流特性包括所述电力分布图部分的电压斜坡率、目标电压、保持电压和持续时间中的一个或多个。
62. 根据权利要求61所述的窗控制器，其中所述微控制器被配置成基于所述电力分布图部分的所述电压或电流特性产生所述电力分布图部分的所述指令电压信号。
63. 根据权利要求62所述的窗控制器，其中所述微控制器还被配置成基于一个或多个其它输入、反馈或控制信号修改被产生用于所述电力分布图部分的所述指令电压信号。
64. 根据权利要求63所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号修改所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述光学可切换装置施加的有效 DC电压的检测实际电平。
65. 根据权利要求63所述的窗控制器，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号修改所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述光学可切换装置传输的检测电流。
66. 根据权利要求63所述的窗控制器，其中所述窗控制器还包括一个或多个通信接 □。
67. 根据权利要求66所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与网络控制器通信；所述网络控制器被配置成与多个窗控制器通信且控制所述多个窗控制器；且所述微控制器被配置成基于来自所述网络控制器的输入而修改所述指令电压信号。
68. 根据权利要求67所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述建筑物管理系统的输入而修改所述指令电压信号。
69. 根据权利要求66所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统或安全系统的输入而修改所述指令电压信号。
70. 根据权利要求66所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个光检测器通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个光检测器的输入而修改所述指令电压信号。
71. 根据权利要求66所述的窗控制器，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个温度传感器通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个温度传感器的输入而修改所述指令电压信号。
72. 根据权利要求67所述的窗控制器，其中：所述窗控制器或网络控制器被配置成与一个或多个手动用户输入装置通信；且所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个手动用户输入装置中的一个或多个的输入而修改所述指令电压信号。
73. -种系统，其包括：多个窗，每个窗包括在大致透明基板上的光学可切换装置；网络控制器，其被配置成控制若干窗控制器；多个窗控制器，每个窗控制器包括：指令电压发生器，其被配置成产生指令电压信号；和电力信号发生器，其被配置成基于所述指令电压信号产生电力信号，所述指令电压信号至少部分或至少在某些时间基于从所述网络控制器接收的输入，所述电力信号用以驱动大致透明基板上的光学可切换装置，所述电力信号被配置成驱动所述光学可切换装置中的各自一个或多个，每个电力信号具有之电力分布图包括一个或多个电力分布图部分，每个电力分布图部分具有一个或多个电压或电流特性。
74. 根据权利要求73所述的系统，其中每个大致透明基板被配置在IGU中。
75. 根据权利要求74所述的系统，其中所述窗控制器中的一个或多个至少部分位于各自I⑶的密封件内。
76. 根据权利要求74所述的系统，其中所述光学可切换装置是形成在所述大致透明基板的表面上且相邻于所述IGU内部体积的电致变色装置。
77. 根据权利要求73所述的系统，其中所述指令电压发生器包括微控制器，其被配置成产生所述指令电压信号。
78. 根据权利要求77所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号产生所述各自指令电压信号，所述各自电压反馈信号自身基于跨过所述各自光学可切换装置施加的有效DC电压。
79. 根据权利要求77所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号产生所述各自指令电压信号，所述各自电流反馈信号自身基于通过所述各自光学可切换装置传输的检测电流。
80. 根据权利要求77所述的系统，其中每个窗控制器还包括存储器装置，其被配置成存储一个或多个驱动参数。
81. 根据权利要求80所述的系统，其中：每个大致透明基板被配置在各自I⑶中；每个窗控制器至少部分位于所述各自IGU的密封件或体积内；且在所述各自装置的常规操作之前或期间，所述驱动参数被加载到所述各自微控制器中。
82. 根据权利要求80所述的系统，其中所述驱动参数包括当前外部温度、当前内部温度、所述电致变色装置的当前透射值、所述电致变色装置的目标透射值或跃迁率中的一个或多个。
83. 根据权利要求80所述的系统，其中所述驱动参数理论上或凭实验基于一个或多个装置参数来计算。
84. 根据权利要求83所述的系统，其中所述装置参数包括厚度、长度、宽度、表面积、形状、使用年限和周期数中的一个或多个。
85. 根据权利要求80所述的系统，其中所述微控制器基于所述驱动参数确定所述各自电力分布图。
86. 根据权利要求85所述的系统，其中所述微控制器被配置成：相对于驱动参数值的n维矩阵比较所述驱动参数，n表示可行的驱动参数的数目且每个矩阵元素对应于电力分布图；且对应于所述矩阵元素选择所述电力分布图，所述矩阵元素对应于所述驱动参数。
87. 根据权利要求86所述的系统，其中每个矩阵元素的所述电力分布图指定每个组成电力分布图部分的一个或多个电压或电流特性。
88. 根据权利要求87所述的系统，其中每个组成电力分布图部分的所述电压或电流特性包括所述电力分布图部分的电压斜坡率、目标电压、保持电压和持续时间中的一个或多个。
89. 根据权利要求88所述的系统，其中所述微控制器被配置成基于所述各自电力分布图部分的所述电压或电流特性产生所述各自电力分布图部分的所述各自指令电压信号。
90. 根据权利要求89所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电压反馈信号修改所述指令电压信号，所述电压反馈信号自身基于跨过所述各自光学可切换装置施加的有效 DC电压的检测实际电平。
91. 根据权利要求89所述的系统，其中所述微控制器至少部分基于电流反馈信号修改所述指令电压信号，所述电流反馈信号自身基于通过所述各自光学可切换装置传输的检测电流。
92. 根据权利要求77所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与建筑物管理系统通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述建筑物管理系统的输入而修改所述指令电压信号。
93. 根据权利要求77所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统和/或安全系统通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个照明系统、加热系统、冷却系统、通风系统、电源系统或安全系统的输入而修改所述指令电压信号。
94. 根据权利要求77所述的系统，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个光检测器通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个光检测器的输入而修改所述指令电压信号。
95. 根据权利要求77所述的系统，其中：所述窗控制器被配置成与一个或多个温度传感器通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个温度传感器的输入而修改所述指令电压信号。
96. 根据权利要求77所述的系统，其中：所述网络控制器被配置成与一个或多个手动用户输入装置通信；且每个窗控制器的所述微控制器被配置成基于来自所述一个或多个手动用户输入装置中的一个或多个的输入而修改所述指令电压信号。
【文档编号】E06B9/24GK104364706SQ201380030251
【公开日】2015年2月18日申请日期:2013年4月2日优先权日:2012年4月17日
【发明者】斯蒂芬·C·布朗申请人:唯景公司

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该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
技术研发人员：斯蒂芬·C·布朗;
技术所有人：唯景公司;
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