CN101120495B - 为spd负载分配电力的电路和方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

为SPD负载分配电力的电路和方法
技术领域
本发明涉及一种为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。 
背景技术
光阀用于光的调制，为公众所知已有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“光阀膜”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，这两个专利都由本发明的代理人代理。 
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，即，在0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120V rms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10V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，因此本发明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 
本发明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。
用于本发明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。 
当采用聚合稳定剂时，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发明用于翻新窗口。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卤化物颗粒，这些颗粒通常具有的最大尺寸平均为1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发明的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，对于一些悬浮液来说，反之也成立。所希望的的颗粒的不等称形状包括，但不限于此，颗粒形状如棒状的、圆柱状的、板状的、针状的、刀刃状的、棱柱状的、以及其他现有技术中公知形状。 
现有技术多卤化物颗粒的详细描述可在D.A.Godina和G.P.Faerman于“The Journal of General Chemistry”第20期中公开的“The OpticalProperties and Structure of Polyiodides”(U.S.S.R.1950)第1005-1016页中找到。 
例如，碘硫醛奎宁被定义为酸式硫酸奎宁多碘化合物，其符号为在Merck索引10.sup.th Ed.(Merck&Co.，Inc.，Rahway，N.J.)中的标题“奎宁碘硫酸盐”下的4C20H24N2O2.3H2SO4.2HI.I4.6H2O。在多碘化合物中，碘化物阴离子被认为形成链，并且混合物是强偏光器。参见美国专利No.4,877,313以及1978年的Teitelbaum等人出版的JACS100的第3215-3217页。在此使用的术语“多卤化物”是指化合物，如多碘化合物，但是至少其中一些碘化物阴离子可被其他卤化物阴离子替代。近来，用于光阀中的改进的多卤化物颗粒已经在美国专利No.4,877,313，5,002,701，5,093,041和No.5,516,463中提出。这些“多卤化物颗粒”是通过通常包括氮的有机化合物，以及要素碘、氢卤酸或者卤化铵、碱性金属卤化物或者碱土金属卤化物反应形成。 
但是，对于一些应用，可期望在光阀悬浮液和膜中使用非多卤化物颗粒，尤其当组成颗粒的物质的稳定性很好时。 
3.电源 
不考虑SPD负载类型，现在将高AC电压施加于SPD负载上以获得最大的清晰度，即穿过SPD膜最大的光传输。这种施加的电压一般为60Hz，120VAC，使得SPD负载理想的用于美国可用的AC电源。对于那些50Hz，240VAC的国家 是通用的，2比1降压变压器可用来获得120VAC。对于运行SPD负载来说在50Hz运行和60Hz运行没有什么显著的区别。 
美国专利No.6,804,040B2描述了一种SPD控制器，以及一种用于控制提供给SPD负载的高交流电压的装置和方法。基本地，所述控制器调节120VAC以产生可人工、自动或者通过遥控器调整的输出，以将施加到SPD负载上的电压从0V改变至120VAC。范围的低端(OV)产生黑暗状态，即非常少的入射光传输。范围的高端(120VAC)产生清晰状态，即非常多的入射光传输。在0-120VAC之间的中间电压产生在黑暗和清晰状态之间的中间光传输。 
转至图1，示出了在建筑应用中AC电源从电源10到SPD负载SPD1-SPD5的常规分布。在美国，线电压具有60Hz，120VAC的额定值。尽管小于120VAC的电压可以与一些SPD膜类型一起产生几乎为清晰的状态，但是目前120VAC对于SPD负载而言仍是理想的，是因为所述120VAC在所有的SPD膜中产生完全清晰的状态。在欧洲，额定线电压为240VAC，50Hz。在欧洲2比1降压变压器用于获得所期望的最大电压120VAC。 
在图1中，所示出的5个SPD负载的使用仅为示例。实际的SPD负载数目将会决定于建筑物的尺寸、包括其中的总窗口面积、单独使用的SPD控制器的数目以及其他因素。尽管在此的附图中将示出5个SPD负载，更多数目的SPD负载将会在本发明的各种实施方式示出。在一些大型的办公建筑中，成百甚至上千的SPD负载可能被示出。 
为了理解电力分布中涉及的一些问题，我们需要讨论SPD负载的能量需求。首先，SPD膜的电容可以从每平方英尺(缩写为sf)40nF至每sf90nF。前者电容用于当前可用的最暗的膜类型，而后者是用于最亮的膜类型。用于上述的电容的相应的电容性阻抗为大约66km/sf和30km/sf。在120V，60Hz时，这些阻抗导致1.8mA/sf和4mA/sf的交流电流。下面对这些数据进行概述以便稍后参考：
输入：120VAC，60Hz 
40nF膜：1.8mA/sf 
90nF膜：4mA/sf 
如计算所需SPD负载电流的实例，假定建筑物为3000平方英尺，并且具有覆盖600平方英尺的90nF膜百分之二十的窗口面积。则总的SPD负载电流为： 
I＝(600sf)(mA/sf)＝2.4A 
如果用40nF膜替代90nF膜使用，总的SPD电流降为： 
I＝(600sf)(1.8mA/sf)＝1.08A 
布于图1所示建筑物的电线必须符合美国国家电码(NEC)。由于分布高AC电压，国家电码提出了很多问题例如阻止电击、火灾等等。本发明的目的是以安全的低成本的方式通过为SPD负载分配电力来减轻上述问题中的一些。 
发明内容
本发明涉及用于将遍及家庭、办公室、汽车、航行器、远洋船舶或者其他建筑物的电力分配给布于整个建筑物的各种位置上的单独一个或多个SPD负载。本发明分配交流或直流低电压，然后所述低电压被转换为用于施加于每一个SPD负载的更高的交流电压。 
本发明提供了以新颖、成本有效以及安全的方式分配SPD负载所需的电力。在此使用的术语“SPD负载”包括SPD膜、SPD光阀、以及依赖于电场的作用以控制悬浮的颗粒的方向的其他所有SPD产品。 
根据本发明的一个方面，来自主电源的驱动电压通过带有源自于主电源的低电压的主干接线被提供给SPD负载；并且转换级将低电压转换为更高的AC驱动电压并且将所述AC驱动电压提供给SPD负载。 
在本发明的优选实施方式中，所述低电压例如可以为12VAC或者12VDC，AC驱动电压可以为120VAC。 
转换级包括一个或多个升压变压器，并且降压变压器可以被提供以将被提供的交流电（AC）逐步降低为主干接线上的低电压。 
如果主干接线上的低电压是直流（DC），所述转换级可包括一个或多个升压型直流-交流（DC-AC）转换器，并且降压型交流-直流（AC-DC）转换器可以被提供以将被提供的AC逐步降低为主干接线上的低电压。 
在本发明的一些实施方式中，可以有多个升压变压器或者DC-AC转换器，对于每一个SPD负载可为而言，可以有各自相应的升压变压器或者DC-AC转换器。还可以有多个主干线，和/或多个降压变压器或者AC-DC转换器，以各种可能的配置，相对应于各自相应的SPD负载。 
在SPD负载包括窗口的实施方式中，相对应的升压变压器或者DC-AC转换器可被装配于SPD窗口中。 
主电源可包括提供所述低电压的蓄电池。而所述蓄电池的充电器可由太阳能电池充电。 
有利地，在转换级，DC-AC升压转换器可具有约为10-15Hz或更高一点的低操作频率，优选为15Hz，从而显示出低SPD负载电流而又不引起SPD负载可视地闪烁或颤动。 
如果主电源提供交流电，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低电压；其中所述转换级包括多个升压变压器。 
结合附图，本发明的其他特征和优点将会在下面的本发明的实施方式中加以更清楚的描述，其中避免附图上表示元件和部件的标记以及不必要的多余描述。 
附图说明
图1示出了电源分配框图，所述电源分配通常与多个SPD负载一起用于美国和其他使用120VAC，60Hz的额定线电压的国家的建筑物； 
图2示出了将120VAC线电压降低至更低的12VAC交流电压以分配和逐步升高至120VAC供SPD负载使用的框图； 
图3示出了将120VAC转换成12VDC以允许低DC电压分配于整个建筑物以接下来的转换回用于SPD负载的高AC电压的AC-DC转换器的框图； 
图4示出了驱动几个主干的AC-DC转换器将12VDC分配至大型建筑物中的成百或上千的SPD装置的框图； 
图5示出了几个驱动相等数目主干的AC-DC转换器将12V分配至大型建筑物中的成百或上千的SPD装置的框图； 
图6示出了可得自汽车、航行器或其他电池电源结构中的电池电源的低DC电压的分配框图； 
图7示出了将任何类型结构中的低DC电压分配至具有内部DC-AC转换器和控制电路的多个SPD负载的框图； 
具体实施方式
图8示出了使用极低频率DC-AC转换器的太阳能动力SPD。 
图2示出了本发明的一个实施方式，该实施方式克服了将120VAC运行于遍及建筑物的每一个SPD位置的缺点。10比1降压变压器20用于将被分配的电压从120VAC减少至12VAC。10比1降压倍增器的使用仅仅用于示例。所述降压倍增器可以为将120VAC降低至任何低AC电压的任意倍增器。作为建议，20比1降压将产生在整个建筑物运行6VAC的结果。 
如图2所示，1比10升压变压器21-25分别与SPD负载SPD1-SPD5连接。这些相应的变压器将存储120VAC的电压，所述电压接着被施加于在那个位置的SPD控制器。这样，避免了在原始120VAC电源和单独SPD负载之间的高AC电压的长线运行。这样就简化了NEC的许多必须的安装步骤，因为仅仅低AC电压被分配至建筑物。 
图3示出了本发明的另一个实施方式。我们可以分配低DC电压，而不分配低AC电压。既然这样，通过AC-DC转换器30的方式，120VAC的高AC线电压首先被转换为120VDC。这个低DC电压接着贯穿整个建筑物被分配至所有的SPD位置。在每一个SPD位置上，相应的DC-AC转换器31-35将12VDC转换为12VAC。此外，由于本发明能够使用任意AC电压，如6V、15V、24V等，如果相应的直流-交流转换器产生120VAC电压输出，或产生足以使SPD负载产生清晰状态的任何电压输出，采用12V直流电仍是武断的。在具有特定SPD膜的一些应用中，60V的AC电压被认为是可接受的。 
在所述和其他实施方式中，与转换器31-35相联系的附加电极（未示出）可以调制120VAC的输出以产生所期望的光传输等级。 
在大型建筑物，如办公大楼中，可以具有成百或上千个SPD负载。在这种情况下，可能需要少数12V的主干接线来将来自AC-DC转换器30的主干电流限于可接受的等级。图4示出了这个想法。在本例中，每一个12V的主干41-45带有面积多达500sf的SPD膜的电流，示意性的如46所示。如在先所示的，90nF膜需要4mA/sf，这意味着SPD负载电流为2A，120V。这转变为20A，12V的DC电流。AWG14电线能处理具有超过百分之五十的安全因素的20A，因为AWG14电线被额定在32A。 
如图4所示方法的缺点为有大电流存在于AC-DC转换器30和所述5个主干41-45之间的线路中。由于每一个主干带有20A，在AC-DC转换器30 之外的总的电流需求为100A。如此大的电流需要强重载AC-DC转换器，以及AC-DC转换器和所述5个主干线的交叉点之间的非常大的电线直径。 
图5示出了本发明的一个实施方式，所述实施方式减少了图4所示的大电流需求。图5所示的想法是使用几个AC-DC转换器51-55，一个对应用于主干41-45中的一个，以将输出电流，即主干电流的值从100A减小至20A。 
对于非建筑结构如汽车、航行器以及远洋船舶，主电源典型地为通过机械的、电的或者太阳能方法充电的电池60。图6示出了本发明可以用于电池动力系统的实施方式。为了方便，假定电池电压为12VDC，但本发明还包括任何相对低的DC电压。此外，该方法的优点是具有可以将低DC电压分配于主干61上的能力，所述主干61本质上就更安全并且具有更少的严格电码的需求。如图3所示，DC-AC升压型转换器31-35被提供于SPD位置SPD1–SPD5上。 
由于SPD负载中的电流至多为4mA/sf，因此与SPD负载一起使用的DC-AC转换器仅需要传送相对小的负载电流。例如，使用90nF膜的16sf的SPD窗口仅需要120V，64mA。由于这个原因，与SPD负载一起使用的DC-AC转换器能被设计成非常小的物理尺寸。而且，低电源需求允许我们设计非常有效的小型调制器或者控制电路，能将输入120V改变为在0-120V之间的任何值。因此，在图3、6和7中小型DC-AC升压型转换器和小型控制电路能被嵌入，例如，嵌入进用于安置SPD负载的窗框中。 
图7示出了前述想法。几个自保持SPD窗口71-75中的每一个具有自己内置的DC-AC升压型转换器和控制电路。在该方法中，仅仅两个带有DC电流（未示出）的电线需要作为每一个SPD窗口的输入电线。带有自己内部电子仪器的自保持窗口将大大地简化在建筑物和其他结构中的SPD负载的安装。 
图8示出了与太阳能动力SPD窗口81一起使用的本发明的特殊实施方式。在明亮的晴朗日子，太阳能电池80能产生每平方英尺近20W的能量。由于太阳能电池能被内置于窗口框架中（未示出），有可能创建自保持太阳能动力SPD窗口。基本思想是允许太阳能电池80提供能量给充电器82以给电池83充电，所述电池接着提供输入电力给DC-AC升压型转换器84。为了可行，足够的太阳能电池必须内置于窗框内以对电池进行充电，从而能在阴天提供电力。电池能提供多久的电力由它的伏特-安培和安培-小时容量决定。而确定电池在阴天能提供多久电力的最重要的变量是SPD负载电流。 
SPD负载的电容性阻抗是由
Figure DEST_PATH_GDA00002490367700051
给定，如为正弦电压，电流为  I = V X C = 2 πfCV .
等式示出了SPD负载电流是直接与频率f成比例的。因此，在阴天将耗用的电流最小化以及增大蓄电池电荷，我们应当尽可能的使用最低频率。 
降低频率的限制因素为颤动频率，被定义为当SPD负载首先开始可视地闪烁或颤动时的频率。发生这种情况是因为SPD颗粒由于没有施加电压而随意排列。由于任何AC电压不管它的波形具有零相交，SPD颗粒将试着在穿过零相交时的电压跃迁期间任意排列。如美国专利No.6，804，040B2中所讨论的，颤动在10Hz的附近很明显。在前述的专利中所介绍的，SPD使用的最低频率应当在15Hz以避免颤动。因此，通过设计在约10-15Hz或稍高频率，优选为15Hz频率操作的DC-AC转换器，我们可以通过因素4减小SPD负载电流而不引起显著的颤动。换言之，给定的蓄电池电荷提供电力给SPD负载，在15Hz的时间比在60Hz时长4倍。 
当前用于建筑目的的SPD膜具有约2s恒定衰减时间和10Hz的颤动频率，未来的SPD膜可带来进一步的改进。通过增加粘性、改变颗粒尺寸以及修改其他因素，有可能减少颤动频率至更低的值。用于例示，假定一种具有20s 恒定衰减时间和1Hz的颤动频率的SPD膜，然后这种SPD膜将产生具有仅1.5Hz驱动频率的可接受的清晰状态。在本例中，我们将设计DC-AC转换器以在1.5Hz操作，这将意味着SPD负载电流将会非常小。实际上，给定的电池电荷在1.5Hz驱动太阳能动力窗口的时间可以比在60Hz长40倍。由于1.5Hz的DC-AC转换器，自保持太阳能动力窗口将会具有高效率，并且能在阴天将蓄电池电力转换得更久。 
在此提到的每一份专利以及其他引用文献将被并入本说明书以用于理解本发明。 
尽管本发明参考特定实施例描述，但许多变化和改进以及其他用途将很容易为本领域技术人员所公知。因此，本发明不应限于此处特定公开内容。 

Claims (47)

1.一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更高的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；
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低电压；其中所述转换级包括多个升压变压器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述低电压为12伏交流电压。
3.根据权利要求1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。
4.一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更高的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；
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。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述低电压为12伏直流电压。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述主电源包括提供所述低电压的蓄电池。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述升压型直流-交流转换器接收所述主干接线上的所述低电压并且提供所述交流驱动电压。
9.根据权利要求8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。
10.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。
11.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型直流-交流转换器。
12.根据权利要求4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。
13.一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更高的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；
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低电压。
14.根据权利要求13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。
15.根据权利要求13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。
16.根据权利要求13所述的装置，其中所述主干接线包括多个主干线，每一个主干线从所述降压型交流-直流转换器接收所述低电压；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；并且所述多个主干线中的每一个主干线将所述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。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述多个主干线中的每一个主干线将所述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。
18.根据权利要求16所述的装置，所述装置包括多个所述降压型交流-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线中各自相应的那一个。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述多个主干线中的每一个主干线将所述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。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述转换级包括多个所述升压型直流-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。
21.根据权利要求20所述的装置，其中每个悬浮颗粒式设备负载包括悬浮颗粒式设备窗口，并且与每个悬浮颗粒式设备负载相对应的升压型直流-交流转换器被装配于所述悬浮颗粒式设备窗口中。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述升压型直流-交流转换器具有10-15赫兹的操作频率，从而在不引起悬浮颗粒式设备负载可视地闪烁或颤动的情况下导致悬浮颗粒式设备负载的低电流。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述操作频率为15赫兹。
24.一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更高的交流驱动电压，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；
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，所述方法还包括使用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低电压，以及使用至少一个升压变压器将所述低电压转换为所述交流驱动电压的步骤；其中使用多个升压变压器以将所述低电压转换为所述交流驱动电压。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述低电压为12伏交流电压。
26.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括为每一个所述悬浮颗粒式设备负载提供各自相应的升压变压器的步骤。
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更高的交流驱动电压，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；
其中所述主电源提供直流电，所述方法包括提供升压型直流-交流转换器以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的步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述低电压为12伏直流电压。
29.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括提供多个升压型直流-交流转换器的步骤，所述升压型直流-交流转换器接收所述低电压，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。
30.根据权利要求29所述的方法，其中每个悬浮颗粒式设备负载包括悬浮颗粒式设备窗口，所述方法还包括将与每个悬浮颗粒式设备负载相对应的升压型直流-交流转换器配置于所述悬浮颗粒式设备窗口中的步骤。
31.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括提供作为所述主电源的蓄电池的步骤，所述主电源提供所述低电压。
32.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括提供用于为所述蓄电池的充电器供电的太阳能电池的步骤。
33.根据权利要求30所述的方法，所述方法还包括降低所述升压型直流-交流转换器的操作频率的步骤，从而在不引起悬浮颗粒式设备负载可视地闪烁或颤动的情况下减小悬浮颗粒式设备负载的电流。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述操作频率被降低至10-15赫兹。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述操作频率被降低至15赫兹。
36.根据权利要求31所述的方法，其中所述升压型直流-交流转换器接收所述主干接线上的所述低电压，并且提供所述交流驱动电压。
37.根据权利要求36所述的方法，所述方法还包括提供多个升压型直流-交流转换器的步骤，所述升压型直流-交流转换器用于提供所述交流驱动电压。
38.根据权利要求36所述的方法，所述方法包括为每一个所述悬浮颗粒式设备负载提供各自相应的升压型直流-交流转换器的步骤。
39.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括提供多个升压型直流-交流转换器的步骤，所述升压型直流-交流转换器用于提供所述交流驱动电压。
40.根据权利要求27所述的方法，所述方法包括为每一个所述悬浮颗粒式设备负载提供各自相应的升压型直流-交流转换器的步骤。
41.一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更高的交流驱动电压，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；
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，所述方法还包括使用降压型交流-直流转换器将所述被提供的交流电逐步降低为在所述主干接线上的所述低电压，以及使用至少一个升压型直流-交流转换器将所述低电压转换为所述交流驱动电压的步骤。
42.根据权利要求41所述的方法，其中使用多个升压型直流-交流转换器以将所述低电压转换为所述交流驱动电压。
43.根据权利要求41所述的方法，所述方法还包括为每一个所述悬浮颗粒式设备负载提供各自相应的升压型直流-交流转换器的步骤。
44.根据权利要求41所述的方法，所述方法还包括提供所述主干接线的多个主干线的步骤，每一个主干线从所述降压型交流-直流转换器接收所述低电压；以及提供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的步骤；其中所述多个主干线中的每一个主干线将所述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。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述多个主干线中的每一个主干线将所述低电压施加至多个转换器电路以及相对应的所述多个悬浮颗粒式设备负载。
46.根据权利要求44所述的方法，所述方法还包括提供多个降压型交流-直流转换器的步骤，每一个所述降压型交流-直流转换器供电给所述多个主干线中各自相应的那一个。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述多个主干线中的每一个主干线将所述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。
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