CN107835958A - 用于电致变色玻璃单元的驱动器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制电致变色设备的方法。该方法包括向电致变色设备施加恒定源电流，并且确定转移到电致变色设备的电荷量，该电荷量作为时间和施加到电致变色设备的电流的函数。该方法包括响应于感测电压达到感测电压限值而停止施加恒定源电流，以及响应于感测电压达到感测电压限值而施加可变电压或可变电流到电致变色设备，以将感测电压维持在感测电压限值。该方法包括响应于所确定的电荷量达到目标电荷量，终止施加可变电压或可变电流到电致变色设备。

Description

用于电致变色玻璃单元的驱动器
技术领域
本公开总地涉及电致变色设备(诸如镜子或窗户)和用于控制电致变色设备的方法，该电致变色设备被配置为在较少和较多的光学透射状态之间循环并且包括用于控制电致变色设备的驱动器。
背景技术
电致变色玻璃单元使用可以通过电流和电压的施加改变透射率的电致变色玻璃。透射率的改变通常依赖于材料的可逆氧化。在按下按钮或其他触发事件的情况下，电致变色玻璃单元可能变暗，并且还常常用于汽车后视镜以减少反射炫光。用于电致变色设备的控制器或驱动器通常施加一个极性的电压和电流，以对设备进行充电并且降低光透射率，并且用相反极性来对设备进行放电并且增加光透射率。
当前系统的透射率变化相对慢且不均匀。逐渐的、不均匀的着色或切换是与大面积电致变色设备相关联的常见问题。一般被称为“虹膜效应”的这个问题，通常是通过透明导电涂层的电压降低的结果，该透明导电涂层提供到设备的一侧或两侧的电接触。例如，当最初向设备施加电压时，电势通常在设备边缘附近(电压在该处被施加)最大并且在设备的中心处最小；因此，在设备边缘附近的透射率和设备中心处的透射率之间可能存在显著的差异。然而，随时间推移，中心和边缘之间的所施加电压的差异减小，结果，设备的中心和边缘的透射率的差异减小。
此外，当前的系统往往不如所期望的那样稳固。可逆电致变色设备中的感应电流损失可能损害可逆电致变色设备的性能。这些感应电流损失可能转而导致电致变色设备中电致变色材料的氧化状态的相应改变。感应电流损失可能发生在电致变色材料中，该电致变色材料在其电化学氧化状态下变得较少透光，或者该电致变色材料在其电化学还原状态下变得较少透光，或者两种情况都可能发生。随着时间的推移和反复循环，累加的感应电流损失可能导致设备在设备所需工作电压范围内可实现的光透射率范围的漂移。设备内的氧化状态和电池电势的变化可能由于许多因素而变化，诸如泄露电流、材料的杂散氧化、和组件的老化。
因此，期望的是可以提供用于快速和均匀切换的电源的电致变色设备的驱动器，以及在各种条件下重复执行的方法。此外，还期望有提供用于改善系统的鲁棒性的功能的电致变色设备驱动器和方法。在这种情境中，提出实施例。
发明内容
在一些实施例中，提供了用于控制电致变色设备的方法。该方法包括向电致变色设备施加恒定源电流，并且确定转移到电致变色设备的电荷量，该电荷量作为时间和施加到电致变色设备的电流的函数。该方法包括响应于感测电压达到感测电压限值而停止施加恒定源电流，以及响应于感测电压达到感测电压限值而施加可变电压或可变电流到电致变色设备，以将感测电压维持在感测电压限值。该方法包括响应于所确定的电荷量达到目标电荷量，终止施加可变电压或可变电流到电致变色设备。
在一些实施例中，提供了用于电致变色设备的电子驱动器。驱动器包括电源和被配置为执行动作的电源控制模块。动作包括从电源向电致变色设备供给恒定电流，并且当电致变色设备的感测电压达到感测电压限值或转移到电致变色设备的电荷量达到目标电荷量时，停止供应恒定电流。动作包括当转移到电致变色设备的电荷量小于目标电荷量时，控制从电源到电致变色设备的可变电压或可变电流中的一个以将感测电压维持在感测电压限值。
在一些实施例中，提供了用于电致变色设备的电子驱动器。驱动器包括电压检测电路，其被配置为测量电致变色设备的感测电压端子的感测电压。驱动器包括可逆恒定电流源，其被配置为向电致变色设备提供恒定电流直到感测电压达到感测电压限值或转移到电致变色设备的电荷量达到目标电荷量。驱动器包括可逆可变电压源，其被配置为响应于感测电压达到感测电压限值，向电致变色设备提供可变电压以将感测电压保持在感测电压限值，直到转移到电致变色设备的电荷量达到目标电荷量。
结合通过示例的方式说明的所期望实施例的原理的附图，根据以下具体描述，实施例的其他方面和优势将是显然的。
附图说明
通过参考结合附图进行的以下描述，可以最好地理解所述的实施例及其优点。在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下，这些附图绝不会限制本领域技术人员可以对所描述的实施例做出的形式和细节方面的任何改变。
图1是根据本公开的实施例的驱动器和电致变色设备的系统图；
图2是描绘图1的驱动器的操作的过程图；
图3是描绘图1的驱动器的进一步操作的过程图；
图4是描绘利用图1的驱动器对电致变色设备进行充电的电压和电流随时间变化的图；
图5是描绘利用图1的驱动器对电致变色设备进行放电的电压和电流随时间变化的图；
图6是电源和电压感测电路的电路图，其适用于图1的驱动器以对电致变色设备进行充电和放电；
图7是另一电源和电压感测电路的电路图，其适用于图1的驱动器以封存电致变色设备中的电荷；
图8a是可以使用图1的系统来实践的用于控制电致变色设备的方法的流程图；
图8b是可以使用图1的系统来实践的用于控制电致变色设备的方法的流程图；
图8c是可以使用图1的系统来实践的用于控制电致变色设备的方法的流程图；
图9是示出可以实现本文所述的实施例的示例的计算设备的图示。
具体实施方式
以下描述了一种用于诸如电致变色玻璃之类的电致变色设备的驱动器。驱动器可以在不超过设备的安全操作范围的情况下，对电致变色设备进行可靠、重复的充电和放电。为了达到该目的，驱动器可以监控被转移到电致变色设备的电荷水平，并且只要感测电压不超过限值，则向电致变色设备提供恒定电流。如果达到感测电压限值，则驱动器改变为可变电压或可变电流，该可变电压或可变电流被施加以将感测电压保持在感测电压限值。以下更详细描述的实施例保护电致变色设备不受破坏。在一些情况下，当转移到电致变色设备的电荷量满足目标电荷量时，电压和电流的施加停止。在一些情况下，这是当电致变色设备处于或假设处于目标水平的光学透射率时。各种实施例可以具有多个电源或单个更复杂的电源，并且具有用于确定电荷转移和控制(一个或多个)电源的模拟或数字组件。
在大多数情境中，设备维持电中性，并且电荷仅从一个电极移动到另一电极。因此，转移到设备的电荷量是经过仅一条母线(bus bar)转移到设备的电子量。在切换期间，电子通过一条母线被转移到设备，并且等量的电子将经过另一条母线从设备被转移以维持电中性。在一些情况下，当设备内所有可运输的电荷留驻于正极时，转移到设备的电荷量将被定义为0％，而当设备内所有可运输的电荷留驻于负极时，转移到设备的电荷量将被定义为100％。可运输的电荷是在特定设备电压下可以在系统内移动的电荷量。某些降解机制可能增加或减少设备中的可运输的总电荷(例如，杂散氧化(spurious oxidation))，然而，通过(本文更全面地描述的)封存(sequestration)过程，这种过量的电荷将被周期性地消除。
图1是根据一些实施例的驱动器100和电致变色设备118的系统图。在操作的特定阶段，驱动器100向电致变色设备118施加来自可逆恒定电流源102的恒定电流，并且在操作的另一些阶段向电致变色设备118施加来自可逆可变电压源104的可变电压。电压和电流通常被施加到电致变色设备118的母线120，但是在电致变色设备118的一些实施例中，电荷封存端子“SEQ”(标记为Vaux)122可用于其他操作，例如用于封存电荷。在示出的实施例中，母线120中的一个被标记为“VSOURCE+”并且母线120中的另一个被标记为“VSOURCE-”，使得可逆恒定电流源102的极性和可逆可变电压源104的极性可以相对于母线120连接而确定。应当理解，术语“可逆”指的是来自可逆恒定电流源102的电流的极性是可逆的，使得可逆恒定电流源102提供用于对电致变色设备118充电或放电的电流。类似地，来自可逆可变电压源104的电压的极性可以是可逆的，使得可逆可变电压源104提供用于对电致变色设备118充电或放电的可变电压(或电流)量。提供第一极性的电压或电流用于对电致变色设备118进行充电以达到第一透射率，并且提供第二极性的电压和电流用于对电致变色设备118进行放电以达到第二透射率。
在某些情况下，电致变色设备依次包括第一基底、第一导电层、第一电极、离子导体、第二电极、第二导电层、以及第二基底。图1中所描绘的两个母线120可以电连接到两个导电层，因此一个母线120与一个电极(例如，正极)相关联，并且另一母线120与另一电极(例如，负极)相关联。
电压表112在电致变色设备118的感测电压端子124、126处测量感测电压，标记为“Vsns”。一个感测电压端子124被标记为“VSNS+”，另一个感测电压端子126被标记为“VSNS-”，使得感测电压的测量值的极性可以相对于感测电压端子124、126而确定。可以很容易地设计其他标签。在所示的实施例中，感测电压端子124、126与母线120不同，并且位于除了母线120的位置的其他位置。感测电压端子134可以连接到电致变色设备118的内部区域，或者各个感测电压端子124、126、130、132可以位于电致变色设备118的边缘。对于梯度类型的电致变色设备118，边缘位置可以是优选的，在该设备中从顶部到底部，底部到顶部，从左到右，从右到左或按其他布置产生透射率梯度。内部位置对于检测是否存在靶心效应(bull’s-eye effect)而言可能是优选的。例如，可以通过适当的端子(例如，感测电压端子对124、126、128、130、132和134)，横跨电致变色设备118的上部区域、中间区域、或下部区域而获取感测电压。或者，可以相对于母线120中的一条母线从感测电压端子124、126、128、130、132、134获取感测电压。在一些情况下，两个或更多感测电压端子(例如，124和126)被电连接到设备的两个电极(即，正极和负极)。
位于设备的某空间位置处的感测电压端子将在那些空间位置处提供设备的电池电势(即，正极和负极之间的电压)的测量值。在一些情况下，每个感测电压端子被设计为具有在电极(即，正极和负极)和电压表112之间的最小电压降。在电极和电压表112之间的感测电路的阻抗可以很高，这将使得电压表112处的读数接近位于感测电压端子附近的电极位置的实际电压状况。为了测量设备内的具体位置，到电极(即，正极和负极)的每个感测电压端子连接可以与导电层电绝缘。因为导电层将提供到电极的许多位置的低电阻连接，所以每个感测端子的电绝缘可能是有利的。
当俯视时，一对感测电压端子可以连接到相同或不同位置的两个电极(即，正极和负极)。在一些情况下，一个感测电压端子位于一个电极上的一个位置，并且第二感测电压端子在另一个电极上位于第一个感测电压端子的正上方。在一些情况下，一个感测电压端子位于一个电极上的一个位置，第二感测电压端子位于另一电极上具有大约相同电池电势的不同位置处。
在一些情况下，感测电压端子可以直接连接到母线。换言之，图1中感测电压端子124和/或126中的一个或两者可以连接到一个或两个母线120。在一些情况下，感测电压端子124连接到与一个电极相关联的母线120，并且另一感测电压端子126在不同于母线120的位置处连接到另一个电极。
在一些情况下，存在两个或更多组的感测电压端子，每组具有两个感测电压端子，其中一个电连接到一个电极，而另一个电连接到另一电极。多于一组感测电压端子允许获得开路电压的两个独立测量值，并且与彼此比较。这将是有利的，因为在这样的示例中，系统中存在故障保护或冗余，以保护系统免除与一个或多个感测电压端子相关联的错误或已破坏的连接。
电流表114测量被提供到电致变色设备118的电流。在示出的实施例中，电流表114与VSOURCE+母线120在一条线路上，但是其他实施例中电流表114可以与VSOURVE-母线120在一条线路上。
仍然参考图1，积分器116接收电流表114的输出，并且随时间将其积分以产生值“Q”，其等于、成比例于、关于、或代表一定时间跨度内转移到电致变色设备118的电荷量。积分器116和电流表114执行确定电荷总数的计算，该电荷总数被确定为等于或相关于从第一时间到第二时间(即，经过时间跨度或时间间隔)流入电致变色设备118的电流的积分。应当理解，在一些实施例中，电荷的电极、电流的电极、和电压的电极是相互关联的，并且转移到电致变色设备118的负电荷量等于从电致变色设备118转移的正电荷量，并且转移到电致变色设备118的正电荷量等于从电致变色设备118转移的负电荷量。短语“转移到电致变色设备118的电荷”可以描述电致变色设备118的充电和放电两者。
继续参考图1，电源控制模块106从积分器116接收电荷值“Q”，从电压表112接收感测电压，并且控制可逆恒定电流源102、可逆可变电压源104以及开关108。开关选择可逆恒定电流源102或可逆可变电压源104，并且将所选择的电源耦接到电致变色设备118。在示出的实施例中，开关108将所选择的电源连接到与母线120中的一条母线在一条线路上的电流表。在其他实施例中，开关可以将所选择的电源直接连接到母线120。电源控制模块106基于电荷值和感测电压来确定是否施加电源或电压，以及施加到电致变色设备118的电流或电压的极性。此外，在一些实施例中，电源控制模块106基于电致变色设备118的当前透射率或假设透射率与电致变色设备118的目标透射率之间的差，确定将转移到电致变色设备118的目标电荷量。在各种实施例中，这些功能可以用易于根据一些实施例设计的表、代数计算、和/或各种算法来实现。对于示例的EC设备，光传输状态和被转移电荷的关系的一个示例是T2＝T1*10(-CE*deltaQ)，其中T1是当前透射状态，T2是目标透射状态，CE是着色效率(以(光密度*cm2)/C为单位)，以及deltaQ是用来从状态T1变为状态T2的将转移的电荷量(以C/cm2为单位)。例如，在CE为50光密度*cm2/C的示例设备中，为了从90％透射的状态改变到5％透射，将要求大约25mC/cm2被转移。驱动器100的操作的各种过程和阶段在下文参考图2-6被进一步描述。
应当理解驱动器的图1示出的实施例不意在作为限制。例如，在一些实施例中，可逆恒定电流源102、可逆可变电压源104和开关108可以被组合到单个、更复杂的电源中。在一些实施例中，电源能够提供恒定电流、可变电压、和反转极性。或者，可逆恒定电流源102可以被实现为具有用于反转极性的开关的单极性恒定电流源。可逆可变电压源104可以实现为具有用于反转极性的开关的单极性可变电压源。在一些情况下，可逆电流源102也可以是可逆可变电流源。开关108或在电源的各种实施例中的其他开关可以使用继电器、固态开关或一个或多个电源的操作模式来实现。电源的其他示例在图6和7中被示出。在一些实施例中，电压表112可以使用模数转换器而实现。电流表114可以使用低电阻值电阻器和模数转换器、霍尔效应传感器、电感式传感器或具有或不具有模数转换器的其他传感器、或用于检测电流的各种其他设备而实现。
积分器116可以是模拟积分器，例如基于具有在反馈回路中的电容器的运算放大器。在一些实施例中，积分器116可以包括数字加法器或算术逻辑单元(诸如在数字信号处理器中建立的)。在数字实施例中，积分器116可以被实现为对提供给电致变色设备的电流的数字转换值的时间序列求和。数字信号处理器或微处理器或控制器可以被用于执行该计算，并且可以被包括在电源控制模块106中。例如，数字信号处理器或采用片上模数转换的微处理器可以实现电流感测、电压感测和积分，以及被应用于(一个或多个)电源的控制算法。在一些实施例中，模数转换器可以与数字信号处理器或微处理器分开。模拟电路、数字电路、状态机和/或软件编程、离散组件、片上系统等等的各种其他组合易于遵循本文所公开的教导而设计。
图2是描绘根据一些实施例的图1的驱动器100的操作的过程图。图2的过程图假设驱动器100已确定改变电致变色设备的透射率。这种确定可以是驱动器100的用户选择、调度、检测、基于规则的过程、人工智能学习过程等等的结果。为了发起电致变色设备的透射率的改变，驱动器100执行到向Qtarget(Q目标)的充电/放电过程202。在过程202处，驱动器100对电致变色设备进行充电到所期望的透射率，或对电致变色设备进行放电到所期望的透射率。该过程转移电荷到电致变色设备。基于电致变色设备的目标透射率，确定电致变色设备中将具有的目标电荷量(即，Qtarget)。在一些实施例中，基于电致变色设备中的当前电荷量和电致变色设备中将具有的目标电荷量之间的差，来确定将转移的目标电荷量。驱动器100使用上述电荷确定机制(例如，积分器)，来监控正在转移到电致变色设备的电荷量。当转移到电致变色设备的电荷量等于将被转移的目标电荷量时，驱动器100终止向Qtarget的充电/放电过程202，并且开始四线开路电压(4W OCV)过程204。在其他实施例中，可以使用三线过程或使用多于四线的过程。驱动器100和电致变色设备118之间的接口中的布线的总数包括为母线120提供电荷的两条布线，和用于测量电致变色设备118的感测电压的一个、两个或多个感测电压线。
在四线开路电压过程204中，驱动器100测量电致变色设备118的感测电压端子124、126(见图1)之间的开路电压。在其他实施例中，驱动器100测量从一个感测电压端子124、126、128、130、132、134到一个母线120的开路电压，或其他对感测电压端子124、126、128、130、132、134之间的开路电压。之后，驱动器100执行检查电荷状态(检查SOC)过程206。在检查电荷状态过程206中，驱动器100基于所测量的感测电压端子之间的开路电压，即感测电压，来确定电致变色设备的电荷状态。在充电或放电停止后，感测电压随时间而释放(relax)。电压的弛豫时间和弛豫量可以通过电致变色设备的特征化、仿真或其他技术来确立。也可以类似地确定距离经释放的感测电压的令人满意的偏差电压。检查电荷状态过程206基于上述参数确定电荷状态是否等于目标电荷状态。例如，如果在弛豫时间之后，并且释放了弛豫电压量之后，感测电压维持在距离经释放的感测电压的令人满意的偏差电压内，则驱动器100确定电致变色设备的电荷状态等于目标电荷状态。之后，过程流将在四线开路电压过程204和检查电荷状态过程206之间循环。如果感测电压没有维持在距离经释放的感测电压的令人满意的偏差电压内，则驱动器100确定电致变色设备的电荷状态不等于目标电荷状态。之后，过程流将进行到向Qtarget的充电/放电过程202，以将电致变色设备的电荷状态带到电致变色设备的目标电荷状态。
图3是描绘根据一些实施例的图1的驱动器100的其他操作的过程图。图3的过程图假设驱动器100已经确定对电致变色设备进行完全充电或放电到0伏的感测电压，以获得电致变色设备的最大透射率(或对于电致变色设备的一些实施例而言是获得最小透射率)。这将出于与图2的过程图的调用类似的原因或环境而发生。在该状态下，还可能根据电致变色设备的电荷状态而将驱动器100归零。在一些实施例中，在电致变色设备完全放电状态下，电致变色设备的电荷状态被认为标称为0。应当理解，通过驱动器100对电致变色设备的电荷状态的计算和跟踪会由于测量精度、噪声、频移、泄露、组件的老化等等而导致存在累积的小误差，设备100的归零可以恢复对电致变色设备的电荷状态的跟踪的精度。
依然参考图3，为了发起将电致变色设备的透射率改变到最大透射率(或对于电致变色设备的一些实施例而言是改变到最小透射率)，在过程302中，驱动器100执行充电/放电到0伏的感测电压(Vsns＝0V)。在一些实施例中，这对应于将电致变色设备放电到Qtarget＝0，即电致变色设备中的名义上的零电荷状态。在一些实施例中，这通过以下操作来实现：确定将被转移到电致变色设备的电荷量、监控已转移到电致变色设备的电荷量、以及当已转移到电致变色设备的电荷量等于将转移的目标电荷量时停止电荷的转移。在其他情况下，在经过所设定的一段时间后停止电荷转移。四线开路电压过程204(或如上所述的该过程的变形)测量感测电压，并且检查电荷状态过程206确定在电致变色设备中的电荷状态是否等于目标电荷量。在该情境中，目标为0，应该对应于零电荷状态。如果电荷状态匹配目标电荷状态，则过程流在四线开路电压过程204和检查电荷状态过程206之间循环。如果电荷状态不匹配目标电荷状态，则在一些情况下，发起过程304，其中电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)。如果电荷状态不匹配目标电荷状态，则在一些其他情况下，电荷计数器被归零，并且之后发起过程304，其中电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)。如果电荷状态不匹配目标电荷状态，则在一些其他情况下，发起过程304，其中电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)，并且之后电荷计数器被归零。一旦完成，流的支路返回到检查电荷状态过程206。
在另一组实施例中，当电荷匹配目标电荷状态时，电荷计数器可以被归零和/或电荷可以被移动到SEQ。如果电荷状态匹配电荷目标状态，则在一些情况下，过程304被发起，其中电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)。如果电荷状态匹配目标电荷状态，则在一些其他情况下，电荷计数器被归零，并且之后发起过程304，其中电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)。如果电荷状态匹配目标电荷状态，则在一些其他情况下，发起过程304，其中，电荷被移动到SEQ(即，电荷封存端子122)，并且之后电荷计算器被归零。
还应当理解，在图3中描绘的过程中，对于一些材料/设备，在一些实施例中，Vsns可以被设置为-0.5V或Vsns可以被设置为0.5V以运行本文所述的协议。实施例可以使用其他范围，因为如本文所描述的用于设置Vsns以检查设备电荷状态的协议是一个示例而不意在作为限制。
在其中电荷被移动到SEQ的封存过程304中，电荷从母线120中的一条母线被移动到电致变色设备的电荷封存端子122(SEQ)。这可以通过将电致变色设备的母线120中的一个(例如，正极或负极)耦接到驱动器100的输出端子中的一个输出端子，并且将电致变色设备的电荷封存端子122耦接到驱动器100的输出端子中的另一输出端子来实现。然后，驱动器100将被操作以相对于所选择的一个母线对电致变色设备的电荷封存端子122进行充电和放电。该操作通过从电致变色设备的主要部分转移电荷到电致变色设备的次级封存部分，以在电致变色设备中封存电荷和/或重新生成零电荷状态，所述次级封存部分通过电荷封存端子122来接入。
图4是描绘在一些实施例中用图1的驱动器100对电致变色设备进行充电的电压(以伏特为单位)和电流(以安培为单位)随时间变化的曲线图。图中示出了四个区域402、404、406、408。两个区域402、404描绘了源电压随时间的变化，并且两个区域406、408描绘了源电流随时间的变化。横轴是以秒为单位的时间。示例是针对具体的电致变色设备(例如窗户)并且针对其他电致变色设备和各种电致变色设备的不同尺寸变化而言可能是不同的。图4中示出了，从时间T＝0开始，对于操作的最初几秒，源电压和源电流中都存在最初的向上飙升。在区域406中，施加恒定电流直到大约60秒的时间。在这段时间中，如区域402所示，电压从大约141/2V(伏特)略微上升到大约15V。在恒定电流区域402、406中，感测电压小于目标感测电压1.7V，并且恒定电流源向电致变色设备118提供约11/2A(安培)的电流。
继续参考图4，在时间T＝60秒处，感测电压达到目标感测电压1.7V，并且驱动器100从恒定电流切换到可变电压或可变电流，以维持感测电压在1.7V。在区域404中，源电压被观察到在接下来的4分钟内(例如，从60秒到300秒)从约15V下降到约3V，因为感测电压被维持在等于目标感测电压的恒定电压处。在区域408处，再一次将感测电压维持在恒定电压处时，源电流被观察到从约1.5A下降到约0.2A(即，约11/2A下降到约1/5A)。在一些实施例中，通过控制施加到电致变色设备的母线的可变电压，感测电压可以被维持在目标感测电压处。或者，通过控制施加到电致变色设备的母线的可变电流，感测电压可以被维持在目标感测电压处。在时间T＝300秒处，在曲线图的右端，电致变色设备中的电荷已经达到目标电荷Qtarget，并且驱动器100停止向电致变色设备提供可变电压(或可变电流)。换言之，驱动器100停止向电致变色设备提供电压和电流。之后，可以进行四线开路电压过程204和检查电荷状态过程206(见图2和图3)。在其他情况下，在设定时间过去之后，可以停止电荷的转移。
图5是描绘在一些实施例中用图1的驱动器100对电致变色设备进行放电的电压(以伏特为单位)和电流(以安培为单位)随时间(以秒为单位)变化的曲线图。与图4的曲线图相比，图5的曲线图看上去是反转的，并且电压和电流为负，即与图4中极性相反。其他方面，该模式下的操作类似于参考图4所述的。从时间T＝0开始，在操作的最初几秒内，在源电压和源电流中都存在初始的向下(即，负的)骤降。在区域506中，施加恒定电流直到约60秒的时间。在该时间内，如区域502中所示，电压从约-11V到约-111/2V略微下降(即，在负方向幅度略微增加)。在恒定电流区域506、502中，感测电压大于目标感测电压0V，并且恒定电流源向电致变色设备提供约-11/2A(安培)的电流。
图5中，在时间T＝60秒处，感测电压达到0V目标感测电压，并且驱动器100从恒定电流切换到可变电压(或可变电流)以将感测电压维持在0V。在区域504中，在接下来的4分钟内(例如，从60秒到300秒)，由于感测电压被维持在等于目标感测电压(即，0V)的恒定电压处，源电压被观察到从约-111/2V增加到约-21/2V(幅度减小)。在区域508处，再一次将感测电压维持在恒定电压(0V)处时，源电流被观察到从约-1.5A增加到约-0.2A或-0.3A(即从约-11/2A增加到约-1/4A，幅度减小)。在时间T＝300秒处，曲线图的右端，电致变色设备中的电荷已经达到目标电荷Qtarget，并且驱动器100停止向电致变色设备提供可变电压(或可变电流)，即驱动器100停止向电致变色设备提供电流或电压。之后，可以进行如图2和图3所述的四线开路电压过程204和检查电荷状态过程206。在其他情况下，在设定的时间过去之后，可以停止电荷转移。
图4和图5中示出的曲线图分别适用于对于电致变色设备的完全充电和完全放电。在一些实施例中，完全充电实现电致变色设备的最小透射率，并且完全放电实现电致变色设备的最大透射率。电致变色设备的部分充电或部分放电实现电致变色设备的透射率的各种中间量，并且因此可能具有不同的目标电荷和感测电压的值。
用于电致变色设备的充电/放电协议的一个示例在以下的表1中示出，类似于在图4和图5中所示的动作。该协议可以使用图1示出的系统、图2和图3示出的过程、以及以下图8中所讨论的方法来实践。
表1
使用具有4W感测的CCCV(恒定电流-恒定感测电压)源
完全充电/部分充电/部分放电：
施加恒定源电流
测量感测电压和源电流(对电荷进行计数)
当Qsoource＝Qtarget时，停止步骤
如果
感测电压达到Vlimit
则
切换到恒定电压模式
保持Vsns＝Vlimit，直到Qsource＝Qtarget
完全放电：
施加恒定源电流
测量感测电压和源电流(对电荷进行计数)
如果
感测电压达到0V
则
切换到恒定电压模式
保持Vsns＝Vlimit，直到Qsource＝Qtarget
以上协议针对完全充电、部分充电、和部分放电应用非零感测电压限值，并且针对完全放电应用0V感测电压限值。在完全充电、部分充电和部分放电中，当转移到电致变色设备的电荷总量达到将存在于电致变色设备中的目标电荷量时或当感测电压达到感测电压限值时(无论这两种情况中的哪一种情况先发生)，停止施加恒定源电压。如果达到感测电压而未达到目标电荷量，则恒定电压模式将可变电压施加到电致变色设备，并且将感测电压保持在感测电压限值(即，恒定电压)，直到在电致变色设备中达到目标电荷量。在其他情况下，在设定的时间过去之后，停止恒定电流、可变电压和/或电荷的转移。在另一示例中，其中设备被设置为完全放电，感测电压限值为0V，并且在施加可变电压的同时，总共保持5分钟(或某个其他预定的时间跨度)。在一些实施例中，结合四线感测使用恒定电流(施加到电致变色设备)和(感测电压的)恒定电压。即，存在到电致变色设备的四条布线，其中两条(附接到母线)用于提供电流和电压，其中两条(附接到感测电压端子)用于感测电压。在完全充电、部分充电、部分放电、和全放电中，通过测量源电流(随时间的积分，或谨慎地求和为随时间的积分的数字近似值)对电荷计数。电荷计数与随时间通过母线中的一条有多少电荷(即，电子)被转移到电致变色设备相关，并且用于确定转移到电致变色设备的电荷总量是否达到目标电荷量。在其他情况下，在设定的时间过去之后，停止电荷转移。术语“恒定电流-恒定电压”源，指的是具有用于快速透射率改变的两个阶段，即向电致变色设备118施加恒定电流的第一阶段，和维持电致变色设备118的恒定感测电压的第二阶段。
图6是在一些实施例中的电源和电压感测电路的电路图，其适用于图1的驱动器100以对电致变色设备进行充电和放电。电路采用来自微控制器单元(MCU)的脉冲宽度调制(PWM)以驱动为电致变色设备提供电源(即，电压和电流)的高输出缓存602、604。横跨电致变色设备的所选择的端子的电压被输入到各个差分放大器606、608、610，这些差分放大器的输出被发送到微控制器单元的模数转换器。差分放大器606、608、610的增益可以是单位增益。或者，可以选择增益和/或偏置，从而匹配模数转换器输入的范围。来自微控制器单元的脉冲宽度调制输出612是第一非反相缓存602的输入，并且是反相器630的输入，反相器的输出驱动第二非反相缓存604。第一非反相缓存602的输出连接到电阻器620的第一端子，并且电阻器620的第二端子连接到电源的VSOURCE+端子622。VSOURCE+端子622可以连接到图1描绘的电致变色设备118的VSOURCE+端子(例如，母线120的一个)。
继续参考图6，第二非反相缓存604的输出连接到电源的VSOURCE-端子628。VSOURCE-端子628可以被连接到图1的电致变色设备118的VSOURCE-端子(例如，母线120中的另一条)。应用作为来自微控制器单元的脉冲宽度调制输出612的脉冲宽度调制信号，使得第一非反相缓存602和第二非反相缓存604产生具有受控制的脉冲宽度的互补轨到轨输出。在一些实施例中，电致变色设备的大电容量减少了第一非反相缓存602和第二非反相缓存604的经调制的输出的幅度，使得横跨电致变色设备的母线而产生具有可控幅度和极性的DC电压。在一些实施例中，电压可以有一些电压波动。使用脉冲宽度调制来产生DC电压可能与在切换电源的过程中如何将脉冲宽度调制应用于电容性负载相关。
图6的电路的VSNS+端子624可以被连接到电致变色设备118的VSNS+端子124，并且VSNS-端子626可以被连接到电致变色设备118的VSNS-端子126。VSNS+端子624与VSNS-端子626之间的电压被输入到第一差分放大器606，该放大器的输出是第一模数转换器输入614。通过这条路径，模数转换器可以测量电致变色设备的感测电压。参考回图1，这是电压表的一个实施例。感测电压的测量值被用于所谓的恒定电压控制，其中，控制到电致变色设备的电压或电流，从而维持恒定感测电压。在该实施例中，脉冲宽度调制输出612的占空比由微控制器单元控制，并且在监控感测电压的同时变化。
图6的VSOURCE+端子622和VSOURCE-端子628作为输入被连接到第二差分放大器608，该放大器的输出是第二模数转换器输入616。通过这条路径，模数转换器可以测量横跨电致变色设备的母线的电压，并且确定施加到电致变色设备的电压。微控制器可以使用该信息，以监控施加到图1的电致变色设备118的母线120上的电压。在一个实施例中，微控制器如上文所述地监控电压和调整脉冲宽度调制，以提供具有所选择极性的恒定电流源、可变电压源和/或可变电流源。在VSOURCE+和VSOURCE-端子之间的、或在VSOURCE+和另一端子之间的、或在VSOURCE-和另一端子之间的电压(即，电势)也可以具有电压限值。类似于Vsns电压限值，如果在恒定电流的施加期间，这些VSOURCE电压限值中的一个被达到，则可变电流模式可以被发起以维持VSOURCE电压在电压限值或低于电压限值。
图6的电阻器620的相对的端子作为输入被连接到第三差分放大器610，该放大器的输出是第三模数转换器输入618。通过这条路径，模数转换器可以测量电阻620两端的电压。利用电阻器620的值和电阻器620两端的电压，微控制器单元可以计算经过电阻器620的电流，该电流也是进入电致变色设备的电流。参考回图1，这是电流表的一个实施例。微控制器可以因此监控电流的幅度和极性两者，并且如上所述地调整脉冲宽度调制。在一些实施例中，电流值还可以被用于计算已经转移到电致变色设备的总电荷量，例如通过对在时间跨度内的电流的经数字转换的值进行反复求和。
图7是在一些实施例中的另一电源和电压感测电路的电路图，其适用于图1的驱动器100以在电致变色设备中封存电荷。该电路在原理和操作上类似于图6所示的电路，但是具有用于电荷封存的适当的连接。在图7中，来自微控制器单元的另一脉冲宽度调制输出712是第三非反相缓存702的输入，并且是另一反相器706的输入，该反相器的输出驱动第四非反相缓存704。第三非反相缓存702的输出连接到电阻器718的第一端子，并且电阻器718的第二端子连接到电源的SEQ+端子720。SEQ+端子720可以连接到电致变色设备118的电荷封存端子122(在图1中标记为SEQ)。
图7的第四非反相缓存704的输出连接到电源的VSOURCE-端子628。VSOURCE-端子628可以连接到图1的电致变色设备118的VSOURCE-端子(例如，母线120之一)。应用作为来自微控制器单元的脉冲宽度调制输出712的脉冲宽度调制信号，使得第三非反相缓存702和第四非反相缓存704产生具有受控制的脉冲宽度的互补轨到轨输出。与如上所述的相类似，这产生横跨图1的电致变色设备118的电荷封存端子122和母线120之一的具有可控振幅和极性的DC电压，该DC电压可能具有一些波动电压。在各种其他实施例中，第四非反相缓存704的输出可以连接到电致变色设备的VSOURCE+端子。在上述实施例中，图7所示的电源可以在电致变色设备118的所选择的母线120和电荷封存端子122之间转移电荷，电荷封存端子122封存来自图1的电致变色设备118的电荷。
仍然参考图7，SEQ+端子720和VSOURCE-端子628作为输入被连接到第四差分放大器708，该放大器的输出是第四模数转换器输入714。通过该路径，模数转换器可以测量图1的电致变色设备118的电荷封存端子122和所选择的一个母线120之间的电压，并确定用于电荷封存的电压。在一个实施例中，微控制器监控电压，并且如上所述地调整脉冲宽度调制以提供具有所选择极性的恒定电流源、可变电压源、和/或可变电流源。电阻器718的相对端子作为输入被连接到第五差分放大器710，第五差分放大器710的输出是第五模数转换器输入716。通过该路径，模数转换器可以测量电阻器718两端的电压。利用电阻器718的值和电阻器718两端的电压，微控制器单元可以计算通过电阻器718的电流，其也是进入图1的电致变色设备118的电荷封存端子122的电流。微控制器能够监控该电流的幅度和极性两者，并如上所述地调整脉冲宽度调制。在一些实施例中，该电流的值也可以用于计算已经被转移用于封存的总电荷量，例如通过对电流值进行反复求和。SEQ+端子和VSOURCE-或另一端子之间的电压(即，电势)也可以具有电压限值。与Vsns电压限值类似，如果在施加恒定封存电流期间达到这些SEQ电压限值之一，则可以发起可变电流模式以将SEQ电压维持在电压限值或低于电压限值。
图8a、8b和8c是在一些实施例中用于控制电致变色设备的方法的流程图，其可以使用图1的系统来实践。更具体地，该方法可以由图1的驱动器或电源控制模块来实践，或由诸如控制系统中的微处理器或数字信号处理器之类的处理器来实践。在判定动作802中，确定是否改变电致变色设备的透射率。该判定可以基于用户输入、用户调度、传感器输入、规则、人工智能等。如果答案为是，即改变透射率，则流程进行到动作824，如果答案为否，即不改变透射率，则流程进行到判定动作804。
在判定动作804中，确定电致变色设备中是否存在开路电压漂移。例如，在等待来自用户或用户设备的指示的同时，控制器或驱动器可以检查电致变色设备的感测电压端子之间的开路电压，以确定开路电压随时间的变化是否超过可接受的漂移量。如果答案为否，则没有漂移(即，漂移量在可接受的范围内)，流程分支返回到判定动作802。控制器或驱动器可以通过判定动作802、804循环，寻找改变电致变色设备的透射率的判定或理由。如果判定动作804中的答案为是，则存在漂移，流程分支进行到动作806。
在判定动作824中，确定透射率变化是变为全漂白状态还是变为其他状态(例如变暗或中间状态)。如果判定动作824的答案是将透射率改变为除全漂白状态之外的状态，则流程分支也进行到动作806。
当存在改变电致变色设备的透射率的判定时，进入图8a的动作806，无论这是代表用户的意愿还是由于漂移。在动作806中，确定将要转移到电致变色设备的目标电荷。在一些实施例中，在代表用户所执行的动作的情况下，目标电荷可以基于所跟踪的转移到电致变色设备的总电荷量和电致变色设备的所跟踪的透射率水平与所期望的透射率水平之间的差。或者，在漂移的情况下，目标电荷基于恢复电致变色设备上的原始目标总电荷量。在动作808中，确定感测电压限值。在对电致变色设备充电以减小透射率的情况下，感测电压限值在幅度上大于0V并且具有相对于电致变色设备的端子的适当极性。在对电致变色装置全放电(在一些实施例中达到最大透射率)的情况下，感测电压限值为0V。在部分充电或部分放电的情况下，感测电压限值是中间值。此外，例如根据表格、参数、或计算，将感测电压限值设置为安全值，从而保护电致变色设备免受由于过大电流或电压而导致的损坏。在各种实施例中，动作806和808可以以任何顺序执行。
仍然参考图8a，在动作810中，向电致变色设备施加恒定源电流。根据电致变色设备是被充电还是被放电，应当选择电流的适当极性。在动作812中，测量感测电压和电源电流。例如，可以使用模数转换在电致变色设备的感测电压端子之间测量感测电压。可以通过测量耦接到电致变色设备的一个母线上的串联电阻器两端的电压，来测量电源电流。
在动作812之后，在动作814中确定转移到电致变色设备的电荷量。在各种实施例中，可以通过随时间将到电致变色设备的电流源进行积分来确定转移到电致变色设备的电荷。可以应用模拟或数字积分技术。在图8a的判定动作816中，确定转移到电致变色设备的电荷是否等于要转移的目标电荷量。如果答案为是，已转移的电荷等于要转移的电荷量，即已经转移了目标电荷量，则流程分支进行到动作822，并且停止对电致变色设备施加电流(和电压)。流程然后返回到判定动作802，以便循环等待关于对电致变色设备进行充电或放电的判定，并检查漂移。
如果判定动作816中的答案为否，则流程分支进行到判定动作818，在该处确定感测电压是否达到感测电压限值。例如，如果感测电压在充电的情况下小于感测电压上限，或者在放电的情况下感测电压大于感测电压下限，则感测电压还未达到感测电压限值。如果感测电压尚未达到感测电压限值，则判定动作818的答案为否，并且流程分支进行到动作812，以便继续循环、测量感测电压和电源电流以及确定总电荷量是否已经被转移。如果感测电压达到感测电压限值，则判定动作818的答案为是，流程分支进行到动作820。
在图8a的动作820中，停止恒定电流810，并且向电致变色设备的母线提供可变电压或可变电流，以(在电致变色设备的感测电压端子处)将感测电压维持在感应电压限值。这涉及停止恒定电流，并改变为电源的可变操作。例如，在监控感测电压的同时，调节电源的电压或电流，并且例如由诸如图1的电源控制模块之类的驱动器或控制器相应地进行调整。如另一示例，微控制器对图6的电源和电压感测电路中的输出缓存施加的脉冲宽度调制由微控制器调节，以维持恒定感测电压。然后，该过程返回到其中监控感测电压和电流的动作812，再到其中确定转移的电荷量的动作814处，之后进行到判定动作816。一旦转移的电荷等于目标电荷，则判定动作816的答案为是，流程分支进行到动作822，其中电流(和电压)停止。
在该方法的各种变形中，判定动作816和818可以被拆分或重新布置或在流程的其他时刻执行。遵循本文的教导易于设计方法的各种其他变形。
在其他变形中，816处的判定动作可以基于过去的时间而不是转移的目标电荷量。
返回判定动作824，如果确定透射率改变将朝向全漂白状态，则流程进行到图8b中的动作826。在动作826处，确定感测电压限值并且确定漂白时间。对电致变色设备完全放电的情况下，感测电压限值为0V，在一些实施例中对应于最大透射率。此外，在动作828处，恒定源电流被施加到电致变色设备，并且在动作830处，测量感测电压和源电流。流程接下来进行到判定动作832，在该处确定过去的恒定电流施加的时间是否达到在动作826处确定的漂白时间。如果过去的时间未达到漂白时间，则流程分支进行到判定动作834。在一些情况下，感测电压将保持在0V并且恒定电流828或可变电压/电流836将被施加，直到过去的时间达到预定的时间段。
在图8b的判定动作834中，确定感测电压是否达到感测电压限值。如果感测电压未达到感测电压限值，则判定动作834的答案为否，并且流程分支进行到动作830，从而继续循环、测量感测电压和源电流，以及在判定动作832中确定过去的时间是否已达到漂白时间。如果感测电压已经达到感测电压限值，则判定动作834的答案为是，并且流程分支进行到动作836。
在图8b的动作836中，停止恒定电流828，并且可变电压或可变电流被提供到电致变色设备的母线，以(在电致变色设备的感测电压端子处)维持感测电压在感测电压限值。这涉及停止恒定电流并且改变到电源的可变操作。例如，在监控感测电压的同时调整电源的电压和电流，并且由诸如图1的电源控制模块之类的驱动器或控制器相应地进行调整。如另一示例，由微控制器施加到图6的电源和电压感测电路中的输出缓存的脉冲宽度调制由微控制器调整，以维持恒定感测电压。之后，过程分支回到其中监控感测电压和电流的动作830，并且进行到判定动作832。
一旦过去的时间达到漂白时间，判定动作832的答案为是，并且流程分支进行到动作838，其中，电流(和电压)停止。
在该方法的各种变形中，判定动作832和834可以被拆分或重新布置或在流程的其他时刻执行。遵循本文的教导易于设计方法的各种其他变形。
在一些情况下，在不同于持续时间的触发之后，将在图8b的838处停止提供给设备以将其切换到全漂白状态的恒定电流。例如，在转移特定的目标电荷量之后，可以停止恒定电流。停止恒定电流的另一个示例标准是确定测量到特定的电压限值。例如，当感测电压的大小(即绝对值)小于某个值(诸如小于1V，或小于0.1V，或小于0.05V或小于100mV，或小于50mV，或小于10mV)时，可以停止恒定电流。
在一些实施例中，全漂白状态对应于完全放电的设备，并且在动作838(该处漂白时间已经过去，并且电流被停止)之后，过程流进行到图8c的动作840，该处电荷计数器被归零。
在一些情况下，当感测电压被保持在0伏或当感测电压小于某个值(例如小于100mV，或小于50mV，或小于10mV，或小于1V，或小于0.1V，或小于0.05V)时，发起对电荷计数器840的归零。
在一些电致变色设备中，有利地是，当设备在全漂白状态时执行封存。因此，在一些情况下，在电荷计数器归零之后，流程可以进行到图8c的判定动作842。在判定动作842中，确定是否应该运行封存。如果答案为否，则流程可以分支回到判定动作802。如果答案为是，则流程进行到动作844。
运行封存的决定可以基于任何数量的条件，诸如设定时间表(例如每天一次)、电致变色设备的状态(例如，全漂白)、电测量值(例如感测电压幅度小于预先设定的限值)，或条件的任何组合。例如，运行封存的判定可以基于以下两个条件的组合：当设备处在全漂白状态时(在动作838处)，以及是否从先前的封存周期算起已经过去了超过2小时。另一示例可以在每个全漂白周期完成之后(例如，在动作838之后)。另一示例可以是每当感测电压幅度小于0.1V且不存在另一周期正在运行(例如，816、818、832、834的答案为否)时。
在方法的其他变形中，图8c的判定动作842可以在流程期间的其他时间执行，例如在804、830、或838之后，遵循本文的教导。
当运行封存时，流程进行到动作844，其中通过封存端子提供恒定电压。例如，恒定电压可以被施加在封存端子(例如，图1的122)和母线(例如，图1的120)的一个之间。通过另一示例，恒定电压可以被施加在封存端子(例如，图7的720)和电源的VSOURCE-端子(例如，图7的628)之间。随着恒定电压被施加，流程进行到动作846，在该处监控封存电压(即，Vseq)和电流。
在判定动作848中，确定已经施加恒定电压的持续时间是否等于预先设定的封存时间。如果过去的封存时间未被满足，则流程分支回到846，并且继续监控封存电压(即，Vseq)和电流。如果过去的封存时间已经被满足，则流程进行到动作850，并且封存电压被停止。在动作850之后，流程分支回到802。在一些情况下，在不同于持续时间的触发之后，封存将被停止。例如，在转移特定的目标电荷量之后或者一旦确定测量到特定的电压限值，则可以停止动作844中的恒定电压。
在其它实施例中，可以通过向封存端子施加恒定电流而不是恒定电压，或者通过基于测量的电流或电压限值施加可变电压/电流来实现封存。例如，感测电压端子可以被添加到封存元件中，并且用于独立地监控封存元件内不同位置的本地电压。
应当理解，本文描述的方法可以用数字处理系统(诸如，常规的通用计算机系统)来执行。替代地，可以使用专门设计或编程以执行仅一个功能的专用计算机。图9是示出了可以实现本文所述的实施例的示例性计算设备的图示。根据一些实施例，图9的计算设备可用于执行用于控制电致变色设备的功能的实施例。计算设备包括通过总线905被耦接到存储器903的中央处理单元(CPU)901和大容量存储设备907。大容量存储设备907表示诸如盘驱动器的永久数据存储设备，其在一些实施例中可以是本地或远程的。在一些实施例中，大容量存储设备907可以实现备份存储。存储器903可以包括只读存储器、随机存取存储器等。在一些实施例中，驻留在计算设备上的应用可以被存储在诸如存储器903或大容量存储设备907之类的计算机可读介质上或通过其被访问。应用还可以采用经由网络调制解调器或计算设备的其他网络接口访问的经调制的电子信号的形式。应当理解，在一些实施例中，CPU 901可以被实现在通用处理器、专用处理器、或特殊编程的逻辑设备中。
显示器911通过总线905与CPU 901、存储器903、和大容量存储设备907进行通信。显示器911被配置为显示与本文描述的系统相关联的任何可视化工具或报告。输入/输出设备909耦接到总线905，以将命令选择中的信息传送到CPU 901。应当理解，到外部设备的数据和来自外部设备的数据可以通过输入/输出设备909被传送。CPU 901可以被定义为执行本文描述的功能，例如以实现参考图1-图8所述的功能。在一些实施例中，实现该功能的代码可以被存储在存储器903或大容量存储设备907中，以供处理器(例如CPU 901)执行。计算设备上的操作系统可以是MS-WINDOWSTM、UNIXTM、LINUXTM、iOSTM或其他已知的操作系统。应当理解，本文所述的实施例还可以与虚拟化计算系统集成。
本文公开了详细的说明性实施例。然而，本文所公开的具体功能细节仅代表出于描述实施例的目的。然而，实施例可以以许多替代形式实现，并且不应被解释为限制于本文所列出的实施例。
应当理解，尽管术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种步骤或计算，但这些步骤或计算不应该被这些术语限制。这些术语仅用于将一个步骤或计算与另一个步骤区别开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，可以将第一计算称为第二计算，并且类似地，第二步骤可以被称为第一步骤。如本文所使用的，术语“和/或”和“/”符号包括一个或多个相关所列项目的任何和全部组合。
如本文所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解，当在本文中使用术语“包含”、“包含着”、“包括”和/或“包括着”时，指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。因此，本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的而不是限制性的。
还应当注意，在一些替代实施方式中，提出的功能/动作可能不符合附图中所示的顺序。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个图示实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反顺序执行。
考虑到上述实施例，应当理解，实施例可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是需要物理量的物理操纵的那些。通常，尽管不是必须的，这些量具有能够被存储、传送、组合、比较、和以其他方式操作的电或磁信号的形式。此外，执行的操纵通常以诸如生产、标识、确定或比较的术语的形式来引用。构成实施例一部分的本文描述的任何操作都是有用的机器操作。实施例还涉及用于执行这些操作的设备或装置。该装置可以被特别地构造成用于所需目的，或者该装置可以是由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。特别地，各种通用机器可以与根据本文的教导编写的计算机程序一起使用，或者可以更方便地构造更专用的装置来执行所需的操作。
模块、应用、层、代理或其他方法可操作的实体可以被实现为硬件、固件、或执行软件的处理器、或其组合。应当理解，本文公开了基于软件的实施例的情况下，该软件可以实现在诸如控制器之类的物理机器中。例如，控制器可以包括第一模块和第二模块。控制器可以被配置为执行各种动作，例如方法、应用、层或代理。
这些实施例还可以被实现为有形非暂态计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储设备，其随后可以由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络连接存储(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带、以及其它光学和非光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络耦接的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。本文描述的实施例可以用包括手持设备、平板电脑、微处理器系统、基于微处理器或可编程消费者电子设备、小型计算机、大型计算机等的各种计算机系统配置来实现。实施例还可以被实现在分布式计算环境中，其中任务由经过有线或无线网络被链接的远程处理设备执行。
尽管以具体顺序描述了方法操作，但应当理解，在所述的操作之间可以执行其他操作，所述的操作可以被调节使得它们发生在略微不同的时间，或者所述的操作可以分布在系统中，其允许处理操作以与处理相关联的各种间隔的发生。
在各种实施例中，本文描述的方法和机制的一个或多个部分可以形成云计算环境的一部分。在这样的实施例中，资源可以根据一个或多个不同模型被提供为因特网上的服务。该模型可以包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、和软件即服务(SaaS)。在IaaS中，计算机基础设施被提供为一项服务。在该情况下，计算设备通常由服务提供商拥有和操作。在PaaS模型中，开发人员用于开发软件解决方案的软件工具和底层设备，可以被提供作为服务并且由服务提供商托管。SaaS通常包括作为按需服务的服务提供商许可软件。服务提供商可以托管软件，或者可以在给定的时间段内将软件部署到客户端。上述模型的许多组合是可能的并且是被预期的。
可以将各种单元、电路、或其它组件描述或要求为“被配置为”执行任务或任务。在这种情况下，短语“配置为”用于通过指示单元/电路/组件包括在操作期间执行任务或任务的结构(例如，电路)，来指示结构。因此，即使当指定的单元/电路/组件当前不可操作(例如，不开启)时，单元/电路/组件也可以被认为被配置以执行任务。与“配置为”语言一起使用的单元/电路/组件，包括例如电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等等的硬件。列举单元/电路/组件被“配置为”执行一个或多个任务，明确地意指针对该单元/电路/组件，不援引35 U.S.C 112，第六段。此外，“配置为”可以包括由软件和/或固件(例如，FPGA或通用处理器执行软件)操纵的通用结构(例如，通用电路)，以能够执行(一个或多个)任务的方式进行操作。“配置为”还可以包括使制造过程(例如，半导体制造设施)适配于制造适用于实现或执行一个或多个任务的设备(例如，集成电路)。
出于说明的目的，以上的描述已经参考具体实施例进行了描述。然而，以上的说明性讨论并不是意在作为穷举的，或将本发明限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。实施例被选择和描述以便最好地解释实施例及其实际应用的原理，从而使得本领域技术人员能够最佳地利用可适用于所预期的特定用途的实施例和各种修改。因此，本实施例被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物中进行修改。

Claims (30)

1.一种用于控制电致变色设备的方法，包括：
向所述电致变色设备施加恒定源电流；
确定转移到所述电致变色设备的电荷量，该电荷量作为时间和施加到所述电致变色设备的电流的函数；
响应于感测电压达到感测电压限值，停止施加所述恒定源电流；
响应于所述感测电压达到所述感测电压限值，向所述电致变色设备施加可变电压或可变电流中的一个，以维持所述感测电压在所述感测电压限值；
响应于所确定的电荷量达到目标电荷量，终止向所述电致变色设备施加所述可变电压或所述可变电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在达到等同于所述目标电荷量的所述电致变色设备的期望透射率之后，发生终止。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
测量所述电致变色设备的所述感测电压；以及
测量提供到所述电致变色设备的电流，其中，基于对时间跨度上的所述电流的数字值求和来确定所述电荷量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定转移到所述电致变色设备的电荷量，包括：
随时间对提供到所述电致变色设备的电流进行积分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦已转移的电荷量等于要转移的目标电荷量，所述驱动器开始四线开路电压过程。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
反转可逆恒定电流源的极性，其中，所述可逆恒定电流源向所述电致变色设备施加具有反转后的极性的所述恒定源电流；
反转可逆可变电压源的极性，其中，所述可逆可变电压源向所述电致变色设备施加具有反转后的极性的所述可变电压，并且其中，所述感测电压限值为0伏特；以及
将所述终止延迟预定的时间量，在该时间量期间所述感测电压被保持在0伏特。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述感测电压被保持在0伏特，以根据所述电致变色设备的电荷状态将所述驱动器归零。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定转移到所述电致变色设备的电荷量还包括：
对提供到所述电致变色设备的电流应用模数转换，以产生提供到所述电致变色设备的电流的数字值；以及
将提供到所述电致变色设备的电流的数字值的时间序列的值相加。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述恒定源电流被提供到所述电致变色设备的母线；
所述可变电压或所述可变电流被提供到所述母线；以及
所述感测电压从所述电致变色设备的位于除所述母线之外的其他位置处的感测电压端子处被测量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感测电压从所述电致变色设备的边缘处被测量。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
监控所述感测电压；以及
响应于在预定的弛豫时间之后所述感测电压的偏差大于预定的弛豫电压量，对所述电致变色设备进行充电和放电中的一个。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，如果电荷状态不匹配目标状态，则封存过程被发起。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，每当全漂白状态被满足时，封存过程被发起。
14.一种用于电致变色设备的电子驱动器，包括：
电源；以及
被配置为执行动作的电源控制模块，所述动作包括：
提供来自所述电源的恒定电流到所述电致变色设备；
当所述电致变色设备的感测电压中的一个达到感测电压限值、或转移到所述电致变色设备的电荷量达到目标电荷量时，停止提供所述恒定电流；以及
控制从所述电源到所述电致变色设备的可变电压或可变电流中的一个，以当转移到所述电致变色设备的电荷量小于所述目标电荷量时，维持所述感测电压在所述感测电压限值。
15.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括至少一组感测电压端子。
16.根据权利要求15所述的电子驱动器，其中，所述至少一组感测电压端子位于除母线的位置之外的其他位置处。
17.根据权利要求15所述的电子驱动器，其中，所述至少一组感测电压端子被连接到所述电致变色设备的内部区域。
18.根据权利要求15所述的电子驱动器，其中，所述至少一组感测电压端子沿所述电致变色设备的边缘被连接。
19.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括：
所述电源被布置为通过所述电源的继电器、固态开关或多范围操作中的一个来反转极性。
20.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括：
积分器模块，被耦接到所述电源模块并且被布置用来随时间对提供到所述电致变色设备的电流进行积分，其中，转移到所述电致变色设备的电荷量基于所述积分器模块的输出。
21.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括：
所述电源控制模块，被配置为控制从所述电源到所述电致变色设备的所述可变电压或所述可变电流，以保持所述感测电压在预定的时间跨度内为0伏特，用于所述电致变色设备的完全放电。
22.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括：
所述电源控制模块，被配置为监控所述感测电压并且被配置为当在预定的弛豫时间之后所述感测电压偏离超过预定的电压时，对所述电致变色设备进行充电或放电。
23.根据权利要求14所述的电子驱动器，还包括：
模数转换器，被耦接到所述电源控制模块并且被配置为耦接到所述电致变色设备的感测电压端子，所述模数转换器被布置为产生所述感测电压的值，其中，所述感测电压端子与所述电致变色装置的母线不同。
24.一种用于电致变色装置的电子驱动器，包括：
电压检测电路，被配置为测量所述电致变色设备的感测电压端子的感测电压；
可逆恒定电流源，被配置为向所述电致变色设备提供恒定电流，直到所述感测电压达到感测电压限值、或转移到所述电致变色设备的电荷量达到目标电荷量；以及
可逆可变电压源，被配置为向所述电致变色设备提供可变电压，以响应于所述感测电压达到所述感测电压限值，将所述感测电压保持在所述感测电压限值，直到经过的时间达到预定的持续时间。
25.根据权利要求24所述的电子驱动器，其中：
所述目标电荷量与所述电致变色设备的目标透射率有关，并且与用于对所述电致变色设备充电的第一极性或用于对所述电致变色设备进行放电的第二极性有关；以及
所述感测电压限值与所述第一极性或所述第二极性有关。
26.根据权利要求24所述的电子驱动器，还包括：
所述可逆恒定电流源，被配置为将第一极性的第一恒定电流提供给所述电致变色设备，用于对所述电致变色设备进行充电以达到第一透射率，并且提供第二极性的第二恒定电流到所述电致变色设备，用于对所述电致变色设备进行放电以达到第二透射率；以及
所述可逆可变电压电源，被配置为将所述第一极性的第一可变电压提供给所述电致变色设备，用于对所述电致变色设备进行充电以达到所述第一透射率，并且将所述第二极性的第二可变电压提供给所述电致变色设备，用于对所述电致变色设备进行放电以达到所述第二透射率。
27.根据权利要求24所述的电子驱动器，还包括：
数字信号处理单元，被配置为确定转移到所述电致变色设备的电荷量为提供给所述电致变色设备的电流的值的时间序列求和。
28.根据权利要求24所述的电子驱动器，还包括：
耦接到所述电致变色设备的电流感测电路，以在输出端产生提供给所述电致变色设备的电流的模拟值；
模拟积分器，具有所述电流感测电路的输出作为其输入，所述模拟积分器的输出与转移到所述电致变色设备的电荷量相关。
29.根据权利要求24所述的电子驱动器，其中，所述可逆恒定电流源和所述可逆可变电压源被包括在用于提供所述恒定电流、提供所述可变电压、和反转极性的应用脉冲宽度调制的电源中。
30.根据权利要求24所述的电子驱动器，还包括：
电源控制模块，被耦接到所述电压检测电路、所述可逆恒定电流源和所述可逆可变电压源，所述电源控制模块被配置为引导所述可逆恒定电流源和所述可逆可变电压源；以及
所述电源控制模块，被配置为跟踪所述电致变色设备的当前电荷量并且被配置为基于所述电致变色设备的当前透射率与所述电致变色设备的目标透射率之间的差异来确定要转移到所述电致变色设备的目标电荷量。
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