CN115885448A - 用于从电池向电负载供应能量的能量供应系统 - Google Patents

用于从电池向电负载供应能量的能量供应系统 Download PDF

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CN115885448A CN202180045006.9A CN202180045006A CN115885448A CN 115885448 A CN115885448 A CN 115885448A CN 202180045006 A CN202180045006 A CN 202180045006A CN 115885448 A CN115885448 A CN 115885448A
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E·J·布莱尔
S·W·德琼奇
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Abstract

一种电动窗帘可被配置为调节覆盖材料的位置以控制进入空间的日光量。电动窗帘可包括用于对能量储存元件(诸如超级电容器的和/或可充电电池)充电的DC电源。能量储存元件可被配置为对用于调节覆盖材料的位置的马达的操作提供电力。能量储存元件可在向马达供电时放电并且可充电使得其从电池汲取的电流处于延长电池的寿命的期望平均电流电平。

Description

用于从电池向电负载供应能量的能量供应系统
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2020年5月22日提交的美国临时专利申请号63/028,859的权益，所述专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
典型的窗帘(诸如卷帘、帷幔、罗马帘和/或百叶帘)可以安装在窗或开口的前方，以控制可进入用户环境的光量和/或提供隐私。可以调节窗帘上的覆盖材料(例如，遮光织物)以控制进入用户环境的日光量和/或提供隐私。覆盖材料可以手动控制和/或使用电动驱动系统自动控制，以节省能源和/或为居住者提升舒适度。例如，可以升高覆盖材料以允许光进入用户环境并允许减少照明系统的使用。也可以降低覆盖材料以减少太阳眩光的发生。
发明内容
一种电动窗帘可包括舱和马达驱动单元。舱可以是马达驱动单元的一部分或与其分开。舱可被配置为接收一个或多个电池。电池(例如，每个电池)可由开路电池电压定义。马达驱动单元可包括能量储存元件。电池可由第一电池化学成分构成，并且能量储存元件可由第二电池化学成分构成，其中第一电池化学成分不同于第二电池化学成分。例如，一个或多个电池包括碱性电池，诸如可由用户更换的现成碱性电池。能量储存元件包括一个或多个锂电池和/或一个或多个超级电容器。电池可被配置为提供能量储存以用于在覆盖材料的多次移动期间为马达供电，并且能量储存元件可被配置为在覆盖材料的移动之后由一个或多个电池的能量储存再充电。例如，能量储存元件可以在一个或多个电池的寿命期间(例如，在电池需要更换之前)被充电和放电多次。例如，在一个或多个电池的所有能量储存的单次放电期间，能量储存元件被充电和放电多次。舱可被配置为使一个或多个电池可移除和可更换。
马达驱动单元可包括被配置为控制电动窗帘的覆盖材料的移动的马达。覆盖材料可被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量。覆盖材料可以与电动窗帘成一体或与其分开提供。马达驱动单元可包括功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从一个或多个电池传导电池电流以对能量储存元件充电。马达驱动单元可包括马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从能量储存元件汲取电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动。马达驱动单元可包括控制电路，所述控制电路被配置为控制电池电流，使得例如当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动时和/或在某个时间段(例如，一天、一周或一个月)期间，开路电池电压降低不超过设定百分比。设定百分比可为10％，或者优选为5％，或者更优选为3％。
控制电路可被配置为使马达驱动电路在为马达供电以控制覆盖材料的移动所需的电压电平下从能量储存元件汲取电流，并且当电池的能量密度低于其最大能量密度的某个百分比(例如，20％、25％、或30％)时，一个或多个电池可能无法在向马达供电以控制覆盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)所需的电压电平下提供电池电流。例如，当电池的能量密度低于其最大能量密度的某个百分比(例如，20％、25％、或30％)时，电池电压可能低于进行以下操作所需的阈值：在为马达供电以控制覆盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)所需的电压电平下提供电池电流所需的阈值。
电池可具有比能量储存元件的内阻大多倍(例如，10倍)的内阻。在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降至少为0.2V，并且其中能量储存元件的特征在于响应于0.5W的消耗电压降不超过0.04V。此外，在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗的电压降比能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。
控制电路可被配置为控制功率转换器使得由功率转换器从一个或多个电池传导以对能量储存元件充电的电池电流不超过阈值电流。在一些示例中，阈值电流的特征可以在于：一个或多个电池保持小于0.01C或0.02C的放电率(C-rate)。
控制电路可被配置为在不同模式下操作，其中每个模式的特征在于：马达驱动电路从不同的能量源汲取电力。例如，控制电路可被配置为在第一模式和/或第二模式下操作，在所述第一模式下，马达驱动电路从一个或多个电池汲取电池电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动，在所述第二模式下，马达驱动电路从能量储存元件汲取电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动。控制电路可被配置为当一个或多个电池的开路电池电压高于阈值电压(例如，1.4V)时在第一模式下操作，并且当一个或多个电池的开路电池电压低于阈值电压时在第二模式下操作。替代地或附加地，控制电路可被配置为在马达的操作期间在模式之间切换。例如，控制电路可被配置为当马达控制覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当马达控制覆盖材料的移动所需的电流高于阈值电流时在第二操作模式下操作。
电动窗帘可包括弹簧辅助组件，所述弹簧辅助组件被配置为减小来自马达驱动单元控制覆盖材料的移动所需的扭矩。弹簧辅助组件可被配置为使得马达驱动单元可以在升高和降低覆盖材料时以基本恒定的扭矩操作。
控制电路可被配置为：确定用于控制功率转换电路的半导体开关的接通时间和操作周期以将由功率转换器从一个或多个电池传导的电池电流的量值控制为平均电流。平均电流可被设定为使得当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)时，开路电池电压降低不超过某个百分比(例如，10％、5％、或3％)。控制电路可被配置为根据接通时间和操作周期控制功率转换电路的半导体开关。此外，在一些示例中，功率转换电路可包括具有与半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，并且初级绕组可被配置为当半导体开关导通时通过半导体开关传导初级电流。
尽管主要在电动窗帘或其马达驱动单元的上下文中进行描述，但装置也可以用于控制其他负载类型。例如，设备可包括负载(例如，马达)和被配置为接收一个或多个电池(例如，碱性电池)的舱。设备还可包括负载驱动单元，所述负载驱动单元包括能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)、功率转换电路和负载驱动电路。功率转换电路可被配置为从一个或多个电池(例如，碱性电池)传导电池电流以对能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)充电。负载驱动电路可被配置为从能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)汲取电流以控制向负载输送的电力。在一些示例中，电池(例如，碱性电池)可由开路电池电压定义，并且功率转换电路可被配置为控制电池电流，使得当向负载输送电力时，开路电池电压降低不超过某个百分比(例如，10％、5％或3％)。
设备还可包括被配置为在多种模式下操作的控制电路。例如，控制电路可被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，负载驱动电路从电池(例如，碱性电池)汲取电池电流以控制向负载输送的电力，在所述第二模式下，负载驱动电路从能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)汲取电流以控制向负载输送的电力。控制电路可被配置为当电池(例如，碱性电池)的开路电池电压高于阈值电压时在第一模式下操作，并且当电池(例如，碱性电池)的开路电池电压低于阈值电压时在第二模式下操作。替代地或附加地，控制电路被配置为当负载所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当负载所需的电流高于阈值电流时在第二操作模式下操作。
用于调节覆盖材料的位置以控制进入空间的日光量的电动窗帘可包括DC电源(例如，一个或多个电池)和马达驱动单元，所述马达驱动单元包括能量储存元件，诸如超级电容器和/或可充电电池。马达驱动单元可以使用可以容纳在马达驱动单元内部或外部的电池来对能量储存元件充电，然后使用能量储存元件来驱动马达(例如，并且在大多数操作中，不直接使用电池驱动马达)。例如，电动窗帘可以经由限流电路(诸如功率转换电路)对能量储存元件充电。马达驱动单元可以对能量储存元件充电，使得其从电池汲取的电流处于延长电池的寿命的期望平均电流电平。
功率转换器可包括被配置为使功率转换器导通和不导通的半导体开关。马达驱动单元可被配置为确定接通时间和操作周期，并根据接通时间和操作周期控制半导体开关，以将通过一个或多个电池传导的电池电流的量值控制为期望平均电流。马达驱动单元可被配置为确定半导体开关的操作周期，使得功率转换器在不连续导通模式下操作。例如，马达驱动单元可利用缩放因子来确定操作周期，使得功率转换电路的次级电流的量值在操作周期结束之前总是达到零安培。
马达驱动单元可包括联接在一个或多个电池与马达驱动电路之间的可控开关电路。马达驱动单元可被配置为使可控开关电路导通以绕过功率转换电路和能量储存元件的任何组合，以便允许马达驱动电路直接从一个或多个电池汲取电流，例如，在能量储存元件的能量储存水平低于阈值(例如，驱动马达以移动覆盖材料所需的阈值量电力)的情况下。
附图说明
图1是示例性电动窗帘。
图2A是示例性电池供电的电动窗帘的透视图，其中电池被移除。
图2A是图2A所示的示例性电池供电的电动窗帘的另一透视图，其中电池被移除。
图3A是穿过电动窗帘的卷管的中心截取的另一示例性电池供电的电动窗帘的前横截面视图。
图3B是图3A的示例性电池供电的电动窗帘的惰轮端部的侧视图。
图4是电动窗帘的示例性马达驱动单元的框图。
图5是示例性能量储存元件和功率转换器的框图。
图6是示出能量储存元件、功率转换器和滤波器的操作的波形示例。
图7是可由控制电路执行的用于对能量储存元件充电的控制过程的示例性流程图。
图8是可由控制电路执行的用于对能量储存元件充电的控制过程的流程图。
图9是可由控制电路执行的用于控制旁路开关的控制过程的流程图。
图10是用于通过从一个或多个电池或从能量储存元件汲取电流来驱动负载的示例性过程的流程图。
图11是用于通过从一个或多个电池或从能量储存元件汲取电流来驱动负载的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1A和图1B描绘了示例性电动窗帘100(例如，电池供电的电动窗帘系统)，其包括卷管110和缠绕附接到卷管110的柔性材料120(例如，覆盖材料)。电动窗帘100可以包括被配置为联接到或以其他方式安装到结构的一个或多个安装支架130A、130B。例如，安装支架130A、130B中的每个安装支架可被配置为安装到(例如，附接到)窗框、墙壁或其他结构，使得电动窗帘100被安装为靠近开口(例如，在开口上方或在开口中)，例如，诸如窗。安装支架130A、130B可被配置为安装到竖直结构(例如，如图1所示壁挂式安装到墙壁)和/或安装到水平结构(例如，顶置式安装到天花板)。例如，安装支架130A、130B可以从图1所示旋转90度。
卷管110可以作为电动窗帘100的旋转元件操作。卷管110可以沿纵向方向L伸长并通过安装支架130可旋转地安装(例如，可旋转地支撑)。卷管110可以限定纵向轴线116。纵向轴线116可以沿纵向方向L延伸。安装支架130A可以从结构在径向方向R上延伸，如图1B所示。应当理解，当安装支架130安装到天花板时，安装支架130A可以从结构在横向方向T上延伸。径向方向R可被定义为垂直于所述结构和纵向轴线116的方向。柔性材料120可以缠绕附接到卷管110，使得卷管110的旋转使柔性材料120沿着垂直于纵向方向L延伸的横向方向T缠绕在卷管110上或从卷管展开。例如，卷管110的旋转可以使柔性材料120沿横向方向T在升高(例如，打开)位置(例如，如图1所示)和降低(例如，闭合)位置之间移动。
卷管110可以由铝制成。卷管110可以是低挠度卷管并且可以由具有高强度和低密度的材料(诸如碳纤维)制成。卷管110可以具有例如大约两英寸的直径。例如，当柔性材料120具有12英尺的长度和12英尺的宽度(例如，并且卷管110具有12英尺的对应宽度并且直径为两英寸)时，卷管110可表现出小于1/4英寸的挠度。低挠度卷管的示例在2016年11月10日公布的名称为“LOW-DEFLECTION ROLLER SHADE TUBE FOR LARGE OPENINGS”的美国专利申请公开号2016/0326801中进行了描述，该专利申请的全部公开内容据此通过引用并入本文。
柔性材料120可以包括联接到卷管110的第一端部(例如，顶端部或上端部)和联接到下摆杆140的第二端部(例如，底端部或下端部)。下摆杆140可被配置(例如被加重)为使柔性材料120竖直地悬挂。卷管110的旋转可以使下摆杆140在升高位置与降低位置之间朝向或远离卷管110移动。
柔性材料120可以是任何合适的材料，或形成材料的任何组合。例如，柔性材料120可以是“稀松布”、织造布、非织造材料、光控膜、纱窗和/或网。电动窗帘100可以是任何类型的窗帘。例如，电动窗帘100可以是所示的卷帘、柔软的透明帘、帷幔、蜂窝式帘、罗马帘或百叶帘。如图所示，柔性材料120可以是适合用作遮光织物的材料，并且可以替代地称为柔性材料。柔性材料120不限于遮光织物。例如，根据电动窗帘100作为可伸缩投影屏幕的替代实施方式，柔性材料120可以是适合用于显示投影到柔性材料120上的图像的材料。
电动窗帘100可以包括驱动组件(例如，诸如图3A所示的马达驱动单元590)。驱动组件可以至少部分地设置在卷管110内。例如，驱动组件可以保持在接收在卷管110内的马达驱动单元壳体(例如，诸如图3A所示的马达驱动单元壳体580)内。驱动组件可以包括控制电路，所述控制电路可以包括微处理器并且可以安装到印刷电路板。驱动组件可以由通过电线和/或电池(例如，如图3A至图5所示)提供的电源(例如，交流电源或直流电源)供电。驱动组件可以操作性地联接到卷管110，使得当驱动组件被致动时，卷管110旋转。驱动组件可被配置为使示例性电动窗帘100的卷管110旋转，使得柔性材料120能够在升高位置与降低位置之间操作。驱动组件可被配置为使卷管110旋转，同时降低由驱动组件产生的噪声(例如，由驱动组件的一个或多个齿轮级产生的噪声)。用于电动窗帘的驱动组件的示例在共同转让的2002年12月24日公布的名称为“MOTORIZED WINDOW SHADE WITH ULTRAQUIET MOTORDRIVE AND ESD PROTECTION”的美国专利号6,497,267和2017年3月21日公布的名称为“QUIET MOTORIZED WINDOW TREATMENT SYSTEM”的美国专利号9,598,901中进行了更详细的描述，两件专利的全部公开内容据此通过引用并入本文。
电动窗帘100可被配置为使卷管110的一个或多个端部可触及，同时保持固定到安装支架130A、130B。例如，电动窗帘100可以在固定到安装支架130A、130B的同时在操作位置(例如，如图1所示)与延伸位置(例如，如图1B所示)之间调节(例如，枢转或滑动)。操作位置可以被定义为其中卷管110由安装支架130A、130B两者支撑并且与其对准的位置。延伸位置可以被定义为其中卷管110的一个或多个端部可触及，同时仍附接到支架130A、130B的位置。当电动窗帘100在操作位置与延伸位置之间调节时，可以禁用电动窗帘的操作。例如，当到达延伸位置时，可禁用电动窗帘100的操作。替代地，在操作位置与延伸位置之间的某个点处，例如，当电动窗帘100退出操作位置时，可禁用电动窗帘100的操作。当电动窗帘100进入操作位置时，可以启用其操作。
当处于延伸位置时，可触及卷管110的一个或多个端部，例如以便更换电池、调节一个或多个设置、进行电气连接、修理一个或多个部件等。当电动窗帘处于延伸位置时，安装支架130A、130B中的一个或多个安装支架可以使卷管110的端部能够被触及。安装支架130A、130B中的一个或多个安装支架可以包括使卷管110的所述端部能够被触及的滑动部分。例如，安装支架130A、130B中的一个或多个安装支架的第一部分(例如滑动部分)可以从第二部分(例如，固定部分)延伸。例如，安装支架130A、130B中的一个或多个安装支架的滑动部分可以相对于固定部分进行调节，例如以便暴露卷管110的相应端部。
当电动窗帘处于延伸位置时，卷管的一个端部可滑出。例如，在电动窗帘100(例如，卷管110)处于延伸位置时，安装支架中的一个安装支架(例如，安装支架130A)可被配置为滑出并且安装支架中的另一个安装支架(例如，安装支架130B)可以保持固定，例如，如图1B所示。电动窗帘100的延伸位置可以包括：卷管110的靠近第一安装支架(例如，安装支架130A)的第一端部112与窗和/或第一安装支架被锚定到其的结构的距离比电动窗帘100处于操作位置时更远。当电动窗帘100处于延伸位置时，卷管110的靠近第二安装支架(例如，安装支架130B)的第二端部114(例如，与第一端部112相反)可保持基本上固定，例如，如图1B所示。换句话说，卷管110可以在操作位置与延伸位置之间枢转。卷管110的第二端部114和安装支架130B可以限定电动窗帘100(例如，卷管110)围绕其枢转的支点。
替代地，当电动窗帘处于延伸位置时，卷管的两个端部可滑出。例如，安装支架130A、130B两者都可被配置为滑出。即，安装支架130A、130B两者都可以包括滑动部分。在这种配置中，第一端部112和第二端部114两者都可以在电动窗帘100处于延伸位置时更远离窗和/或结构。换句话说，电动窗帘100可以在操作位置与延伸位置之间滑动。当卷管的两个端部被配置为滑出时，可能需要两个人在操作位置与延伸位置之间操作电动窗帘100。
当电动窗帘100处于延伸位置时，可暴露(例如，可触及)马达驱动单元壳体端部150(例如，图2A和图2B所示的盖250)。马达驱动单元壳体端部150可靠近卷管110的第一端部112定位。马达驱动单元壳体端部150可以覆盖卷管110的空腔。马达驱动单元壳体端部150可被配置为可移除地固定到卷管110(例如，卷管110的第一端部112)。例如，马达驱动单元壳体端部150可被配置为固定在空腔内。马达驱动单元壳体端部150可被配置为保持一个或多个部件(例如，诸如图2A和图2B所示的电池260)。
马达驱动单元壳体端部150可以包括控制按钮152。控制按钮152可以是背光的。例如，控制按钮152可以包括由马达驱动单元壳体内的发光二极管(LED)照亮的光管(例如，可以是半透明的或透明的)。控制按钮152可被配置为使用户能够更改电动窗帘100的一个或多个设置。例如，控制按钮152可以被配置为改变一个或多个无线通信设置和/或一个或多个驱动设置。控制按钮152可以被配置为使用户能够将电动窗帘100与遥控设备配对，以允许遥控设备与马达驱动单元壳体端部150中的无线通信电路(例如，RF收发器)之间的无线通信。按钮152可以被配置为向用户提供状态指示。例如，控制按钮152可以被配置为闪烁和/或改变颜色，以向用户提供状态指示。状态指示可以指示电动窗帘100何时处于编程模式。
马达驱动单元壳体端部150可包括禁用致动器154，所述禁用致动器被配置为当卷管110不处于操作位置时停用(例如，自动停用)驱动组件。例如，禁用致动器154可以被配置为禁用驱动组件，使得当卷管110不处于操作位置时不能升高或降低覆盖材料。禁用致动器154可以禁用驱动组件的马达，例如，当卷管110从操作位置枢转(例如，或滑动)到延伸位置时。当卷管110到达操作位置时，禁用致动器154可以启用马达。禁用致动器154可以是按钮、磁性传感器、IR传感器、开关等。
图2A和图2B描绘了示例性电池供电的电动窗帘200(例如，诸如图1所示的电动窗帘100)。电池供电的电动窗帘200可以包括卷管210(例如，诸如图1所示的卷管110)、卷绕附接到卷管210的柔性材料120(例如，覆盖材料)、驱动组件(例如，诸如图3A所示的马达驱动单元590)以及多个电池260。电池供电的电动窗帘200还可包括下摆杆240(例如，诸如图1A和图1B所示的下摆杆140)和一个或多个安装支架230A、230B(例如，诸如图1A和图1B所示的安装支架130A、130B)。电池供电的电动窗帘200(例如，驱动组件)可以由电池260供电。尽管电池供电的电动窗帘200被示出为具有四个电池260，但应当理解，电池供电的电动窗帘200可以包括更多或更少数量的电池。卷管210可以限定纵向轴线216。纵向轴线216可沿纵向方向L延伸。
电池供电的电动窗帘200可包括盖250，所述盖被配置为将电池260保持在卷管210内。盖250可以限定具有按钮254的外表面252。按钮254可以是背光的。例如，按钮254可以包括由盖250内的LED照亮的光管。按钮254可以被配置为使用户能够改变电池供电的电动窗帘200的一个或多个设置。按钮254可以被配置为使用户能够将电池供电的电动窗帘200与遥控设备配对，以允许遥控设备与盖250中的无线通信电路之间的无线通信。按钮254可以被配置为向用户提供状态指示。例如，按钮254可以被配置为闪烁和/或改变颜色，以向用户提供状态指示。按钮254可以例如经由状态指示来指示电池供电的电动窗帘200何时处于编程模式。
驱动组件可以至少部分地接收在卷管210内。例如，卷管210可以限定空腔211(例如，电池舱)，其被配置为接收驱动组件的一个或多个部件。空腔211可由卷管210的内表面213限定。当电池供电的电动窗帘200处于延伸位置(例如，枢转)并且盖250被移除时，空腔211可以是可触及的。
电池供电的电动窗帘200可以包括电池座270。电池座270可被配置为在电池270向驱动组件提供电力的同时将电池260牢固地固定在适当的位置。电池座270可被配置为将电池260夹在一起(例如，如图2A所示)，使得可以同时(例如，一起)从电池供电的电动窗帘200移除电池260。电池座270可包括头部272、基部274和连接头部272和基部274的臂276。电池座270可以产生弹簧张力以将电池260保持在一起。例如，头部272、基部274和臂276可被配置为向电池260施加张力。
头部272可以限定孔口273，所述孔口被配置为接收电池260中的一个电池的突起263，例如，使得突起263可以电连接到盖250。例如，当电池夹在电池座270内时，突起263可以延伸超过头部272。基部274可以限定孔口，所述孔口被配置为接收弹簧(例如，诸如图3A所示的弹簧486)以将电池260电连接到马达驱动单元的印刷电路板。例如，弹簧可以位于空腔211内靠近马达驱动单元。附加地或替代地，基部274可以包括电触点(例如，负触点)。电池座270的电触点可以电连接到马达驱动单元的印刷电路板。基部274(例如，电触点)可被配置为邻接卷管210(例如，马达驱动单元壳体)内的弹簧。电池260中的一个或多个电池可接收(例如，至少部分地接收)在基部274内。电池座270可被配置为在夹持电池260的同时从卷管210(例如，卷管210的空腔211)移除。尽管电池座270被示出为具有臂276，但应当理解，电池座270可包括用于将电池260夹持和/或固定在一起的替代装置。例如，电池座270可包括位于头部272与基部274之间的套筒。套筒可被配置为围绕电池260。
电池座270可被配置为从卷管210移除(例如，如图2A所示完全移除)。当电池座270从卷管210移除时，电池260可以从电池座270(例如，如图2B所示)移除，同时仍被夹持在一起。替换电池可以安装在电池座270中，并且电池座270可以安装在卷管210的空腔211内。当电池座270安装在卷管210(例如，空腔211)内时，盖250可以可移除地固定到卷管210(例如，端部212)，例如以将电池座270固定在卷管210内。附加地或替代地，盖250可被配置为可移除地固定到马达驱动单元壳体。
图3A描绘了处于操作位置的示例性电池供电的电动窗帘500(例如，诸如图1A和图1B所示的电动窗帘100和/或图2A和图2B所示的电池供电的电动窗帘200)。电池供电的电动窗帘500可以包括卷管510、马达驱动单元590、多个电池560和一个或多个安装支架530。操作位置可以被定义为其中卷管510由两个安装支架530支撑并且与其对准的位置。电池供电的电动窗帘500可以被配置为在操作位置和延伸位置之间操作，例如以便允许触及以更换电池560。延伸位置可以被定义为其中卷管510的一个或多个端部可触及，同时仍附接到安装支架530的位置。延伸位置可以限定枢转位置，例如，如图2所示，其中安装支架530中的一个安装支架延伸使得电池560可经由卷管510的端部触及。尽管未在图3A中示出，但是电池供电的电动窗帘500可以包括缠绕附接到卷管510的柔性材料和联接到柔性材料的底端部或下端部的下摆杆。
安装支架530可被配置为将电池供电的电动窗帘500附接到水平结构(例如，诸如天花板)。安装支架530可限定基部538和臂532。基部538和臂532可以限定安装支架530的固定部分。安装支架530可以限定平移部分534。平移部分534可包括附接构件533，所述附接构件被配置为接收卷管510和/或马达驱动单元壳体580的端部。附接构件533可限定孔口。基部538可被配置为将安装支架530附接到结构。结构可以包括窗框、墙壁、天花板或其他结构，使得电动窗帘被安装为靠近开口(例如，在开口上方或在开口中)，例如，诸如窗。当安装支架530附接到诸如墙壁的竖直结构时，安装支架530的臂532可以从基部538水平地(例如，在径向方向R上)延伸。
平移部分534可被配置为使卷管510在操作位置和延伸位置之间平移。平移部分534可以在处于操作位置时靠近基部538并在处于延伸位置时远离基部538。当平移部分534处于延伸位置时，卷管510和/或马达驱动单元壳体580的端部可经由孔口触及(例如，以便更换电池560)。
臂532可以限定一个或多个特征，所述一个或多个特征使平移部分534能够在操作位置与延伸位置之间平移，同时保持附接到其上。平移部分534可以限定被配置为与臂532上的一个或多个特征配合的一个或多个对应特征。臂532可以限定一个或多个滑轨535(例如，上滑轨和下滑轨)。滑轨535可以从臂532的内表面突出。平移部分534可以限定被配置为接收滑轨535的一个或多个通道(例如，上通道和下通道)。平移部分534可以限定例如在通道之间的中间滑轨536。臂532可以限定被配置为接收中间滑轨536的通道(例如，中间通道)。滑轨535、536和通道可以限定成角度的边缘(例如，锥形边缘)，使得平移部分534附接到臂532限定出互锁滑轨，例如，诸如燕尾形滑轨。平移部分534可以沿着滑轨535在操作位置与延伸位置之间平移。例如，平移部分534可以沿着滑轨535在径向方向R上平移。
安装支架530可被配置为固定(例如，锁定)在操作位置和延伸位置。安装支架530(例如，平移部分)可以限定锁定凸片。此外，安装支架530可以包括释放按钮(未示出)，所述释放按钮可能需要由用户致动，以便将安装支架530从操作位置释放并将其移动到延伸位置。
马达驱动单元590可以包括马达驱动印刷电路板592、中间存储设备594、马达596和齿轮组件598。中间存储设备594可以包括一个或多个电容器(例如，超级电容器)和/或一个或多个可充电电池。马达驱动单元590可以例如经由联接器595操作性地联接到卷管510。联接器595可以是由马达596驱动并将马达596的旋转传递到卷管510的输出齿轮。例如，联接器595可以限定围绕其周边的多个凹槽597。卷管510的内表面可以带花键。即，卷管510的内表面可以限定多个花键512。凹槽597可被配置为接合相应的花键512，使得马达596的旋转例如经由联接器595传递到卷管510。马达驱动单元590可被配置为检测何时未安装一个或多个电池560，例如，在操作位置。当马达驱动单元590检测到未安装一个或多个电池560并且卷管510处于操作位置时，马达驱动单元590可以阻止卷管510旋转。这样，马达驱动单元590可以防止中间存储设备594耗尽。
电池供电的电动窗帘500(例如，马达驱动单元590)可以包括位于卷管510的外部的内轴承520和外轴承540。内轴承520和外轴承540可以是非金属(例如，塑料)套筒轴承。内轴承520和外轴承540可以被束缚在卷管510与安装支架530之间。内轴承520可以接合马达驱动单元壳体580。内轴承520可操作性地联接到马达驱动单元壳体580。例如，内轴承520可以限定花键(未示出)，所述花键被配置为被围绕马达驱动单元壳体580的周边的凹槽588接收。内轴承520可以压配合到马达驱动单元壳体580上。外轴承540可以接合卷管510。外轴承540可以操作性地联接到卷管510。外轴承540可与卷管510一起旋转。外轴承540可以被压配合成与卷管510接合。例如，外轴承540可以接合卷管510的多个花键512。当卷管510旋转时，内轴承520可以与马达驱动单元外壳580保持固定。换句话说，卷管510和外轴承540可以围绕内轴承520和马达驱动单元壳体580旋转。
例如，电池560可被配置为从卷管510移除，例如同时马达驱动单元壳体580保持与安装支架530接合。即，电池560可被配置为当电池供电的电动窗帘500处于枢转位置时从卷管510移除。内轴承520的内径可以大于电池560和/或电池座570的外径。
电池供电的电动窗帘500(例如，马达驱动单元590)可以包括电池座570和盖550。当电池570向马达驱动单元590和/或盖550供电时，电池座570和盖550可以使电池560牢固地固定在适当的位置。电池座570可被配置为将电池560夹在一起使得可以将电池560同时(例如，一起)从电池供电的电动窗帘200移除。
电池座570可接收在马达驱动单元590的马达驱动单元空腔588中。马达驱动单元空腔588可以在纵向方向L上从马达驱动单元590(例如，马达驱动单元壳体580)的端部581延伸到马达驱动单元590的内壁583。马达驱动单元空腔588可以在端部581是打开的。马达驱动单元590可接收在卷管空腔515内。卷管空腔515可以在卷管510的端部附近是打开的。卷管空腔515可以沿卷管510的整个长度在纵向方向L上延伸。盖550可被配置为将端部581覆盖到马达驱动单元空腔588。例如，盖550可以接收(例如，至少部分地)在马达驱动单元空腔588内。盖550可以包括按钮552、安装到控制接口印刷电路板554的一个或多个无线通信部件、以及电连接到控制接口印刷电路板554的电触点556。电触点556可以是正电触点，例如，如图3A所示。替代地，电触点556可以是负电触点。盖550可以包括开关555(例如，机械触觉开关)，所述开关安装到控制接口印刷电路板554并且被配置为响应于按钮552的致动而致动。按钮552可以作为光管(例如，可以是半透明的或透明的)操作，并且可以由安装到控制接口印刷电路板554的LED(未示出)照亮。
盖550可以包括开关或按钮(例如，图1B所示的按钮154)，其被配置为当卷管510不处于操作位置时停用(例如，自动停用)马达驱动单元590。开关或按钮可以禁用马达驱动单元590的马达596，例如，当卷管510从操作位置枢转(例如，或滑动)到延伸位置时。当卷管510到达操作位置时，开关或按钮可以启用马达596。
电池560可以位于盖550(例如，电池供电的电动窗帘500的马达驱动单元590的无线通信部件)与马达驱动单元590之间。例如，盖550中的无线通信部件可以位于安装在卷管510中的电池560的第一端部处，并且马达驱动单元590可以位于电池560的相反的第二端部处。
盖550内的一个或多个无线通信部件可以电联接到天线(未示出)。天线可以是围绕无线电印刷电路板554的外围定位的环形天线。替代地，天线可以是单极天线。天线可以被定位为靠近支架530与卷管510之间的空隙505。空隙505包括非金属部件，使得射频干扰和/或屏蔽被最小化。例如，电池供电的电动窗帘500可以在空隙505处不包括金属部件。内轴承520和/或外轴承540可以被设置为在空隙505内或靠近所述空隙。
卷管510与支架530之间的空隙505也可被配置为在枢转位置实现卷管510与支架530之间的预定容差(例如，角度错位容差)。例如，当电池供电的电动窗帘500处于枢转位置时，空隙505可以使卷管510的一部分比卷管510的另一部分更靠近支架530(例如，而不接触支架530)。当电池供电的电动窗帘500处于枢转位置时，空隙505可被配置为使得卷管510不邻接支架530。
电触点556可电连接到控制接口印刷电路板554。按钮552可以是背光的。例如，按钮552可以包括由盖550内的LED照亮并安装到控制接口印刷电路板554的光管。按钮552可以被配置为使用户能够改变电池供电的电动窗帘500的一个或多个设置。例如，按钮552可以被配置为改变控制接口印刷电路板554和/或马达印刷电路板592的一个或多个设置。按钮552可以被配置为使用户能够将电池供电的电动窗帘500与遥控设备配对，以允许遥控设备与安装到盖250中的控制接口印刷电路板554的无线通信电路之间的无线通信。按钮552可以被配置为向用户提供状态指示。例如，控制按钮552可以被配置为闪烁和/或改变颜色，以向用户提供状态指示。按钮552可以被配置为指示(例如，经由状态指示)马达驱动单元590是否处于编程模式。
控制接口印刷电路板554和马达印刷电路板592可以进行电连接。例如，电池供电的电动窗帘500可以包括带状线缆586。带状线缆586可以附接到控制接口印刷电路板554和马达印刷电路板592。带状线缆586可以被配置为电连接控制接口印刷电路板554和马达印刷电路板592。带状线缆586可以终止于控制接口印刷电路板554和马达驱动印刷电路板592。例如，带状线缆586可以在空腔515内延伸。带状线缆586可以包括用于将电力从电池560提供到控制接口印刷电路板554的和/或马达印刷电路板592的电导体。带状线缆586可以包括用于在控制接口印刷电路板554与马达印刷电路板596之间传导控制信号(例如，用于传输一个或多个消息)的电导体。例如，带状线缆586可以被配置为在控制接口印刷电路板554与马达印刷电路板592之间传导功率信号和/或控制信号。
图3B是示例性电池供电的电动窗帘500的惰轮端部的侧视图。电池供电的电动窗帘500可包括惰轮轴514和惰轮联接器543。惰轮轴514可被配置为支撑电池供电的电动窗帘的惰轮端部511。惰轮轴514可以在卷管510旋转时保持固定。电池供电的电动窗帘500可以包括惰轮轴承544。惰轮轴承544可被配置为支撑卷管510，同时使卷管510能够围绕惰轮轴514旋转。惰轮联接器543可被配置为将卷管510操作性地联接到惰轮轴承544。
电池供电的电动窗帘500可以包括弹簧辅助组件516(例如，扭转弹簧组件)。弹簧辅助组件516可包括弹簧517(例如，扭转弹簧)、支架联接部分518和卷管联接部分508。支架联接部分518可附接到惰轮轴514(例如，惰轮臂513)，使得支架联接部分518在卷管510旋转时保持固定。卷管联接部分508可操作性地联接到卷管510(例如，花键512)，使得卷管联接部分508与卷管510一起旋转。弹簧517可在一个端部附接到支架联接部分518，并且在另一个端部附接到卷管联接部分508。弹簧517可被配置为随着卷管510旋转而卷绕和展开(例如，取决于旋转方向)。例如，由弹簧517施加到卷管510的扭矩可以随着卷管旋转而改变。
弹簧辅助组件516可被配置为辅助马达驱动单元590操作电池供电的电动窗帘500。例如，弹簧辅助组件516可以减少马达驱动单元590升高和/或降低电池供电的电动窗帘500的覆盖材料所需的扭矩。弹簧辅助组件516可以例如通过辅助马达驱动单元590来延长电池560的寿命。弹簧辅助组件516可以联接到卷管510，用于在与马达驱动单元590在卷管510上提供的扭矩的方向相反的方向上在卷管510上提供恒定扭矩。例如，弹簧辅助组件516可以在卷管510上提供与由马达驱动单元590提供的扭矩相反的扭矩，以将覆盖材料升高到大约在完全闭合位置与完全打开位置之间的中间位置，而无需马达单元590提供大量能量。由弹簧辅助组件516施加在卷管510上的扭矩可以随着覆盖材料的降低而增加。由弹簧辅助组件516施加的这种递增扭矩可以平衡由更多的从卷管510悬挂的覆盖材料产生的递增扭矩。由弹簧辅助组件516施加的扭矩与由覆盖材料施加的扭矩之间的平衡可使马达驱动单元590上的扭矩基本上恒定。例如，弹簧辅助组件516可被配置为使得马达驱动单元590可以在覆盖材料被升高和降低(例如，在升高位置与降低位置之间操作)时在基本上恒定的扭矩下操作。
弹簧辅助组件516可以在将覆盖材料升高到中间位置以上到完全打开位置时辅助马达驱动单元590，并且弹簧辅助组件516可以在覆盖材料从完全打开位置降低到完全闭合位置时对驱动轴提供扭矩，以抵抗覆盖材料的向下运动。马达驱动单元590可以提供扭矩，所述扭矩被配置为在覆盖材料从中间位置降低到完全闭合位置时卷起弹簧辅助组件516。
当使用可以平移到延伸位置的两个支架530、531来安装卷管510时，弹簧辅助组件516可被配置为在安装现场进行调节(例如，预卷绕)(例如，当卷管510安装到安装支架530、531时)。预卷绕弹簧辅助组件516可使弹簧组件516能够在马达驱动单元590的操作期间在卷管510上提供恒定扭矩。在安装现场预卷绕弹簧辅助组件516可以消除在制造期间(例如，在工厂)预卷绕弹簧辅助组件516的需要。在制造期间预卷绕弹簧辅助组件516可能导致预卷绕方向错误、圈数过多和/或针对应用的圈数不足。在制造期间预卷绕弹簧辅助组件516可能需要锁定机构来保持卷管510，使得预卷绕的弹簧辅助组件516不会展开。在安装现场预卷绕弹簧辅助组件516可实现更精确的预卷绕设置，消除工厂预卷绕错误，并消除在安装之前锁定机构将卷管510保持在适当位置的需要。
电动窗帘往往在一天中被间歇性地操作。电动窗帘可能在短时间汲取高峰值电流以驱动马达移动覆盖材料的位置，然后在遮光物静止时接近零电流达长时间段。因此，电动窗帘可以被认为是“峰型负载”，即，在一天中在相对短的时间段且以相对低的频次汲取高峰值电流的负载。此外，一些电动窗帘使用电池(例如，传统碱性电池)作为电源来为移动覆盖材料的马达供电。通常，此类电动窗帘的马达直接由电池的电池电压驱动。在马达被驱动以移动电动窗帘的覆盖材料时，马达在短的持续时间从电池汲取大量电流，从而导致电池内储存的能量的量减少。然而，从电池汲取的电流(例如，汲取的峰值电流)与可从电池获得的能量的量(焦耳)(例如，与电池的预期寿命)之间存在非线性关系。例如，如果电池以相对高的峰值电流供电，则电池的总能量水平可能下降得更快，电池寿命可能比系统被配置为以相对低的电流从电池供电的情况更短(例如，当汲取的电流较高时，电池可能耗尽得较快，而当汲取的电流较低时，电池可能耗尽得较慢)。因此，如在现有技术的电动窗帘中那样，以高峰值电流由电池直接驱动电动窗帘的马达对于电池的寿命表现可能不是最佳的。
此外，基础设施和现有设备在传统上被设计为应对峰值电力状况。但是，在负载是在一天中在相对短的时间段且以相对低的频次汲取高峰值电流的负载(例如，“峰型负载”)的情况下，支持此类负载的基础设施和/或设备可能在一天中的大部分时间(例如，超过90％的时间)处于空闲状态。这导致制造和维护系统的总体成本较高，因为基础设施和/或设备被设计为应对很少被需要的峰值电力状况。
本文所述的电动窗帘可被配置为将此类负载的低频次、高峰值电流需求的电力和时间解耦。例如，本文所述的电动窗帘可被配置为使电池以相对小的电流供电达较长的持续时间。电动窗帘可包括内部能量储存元件(例如，超级电容器、可充电电池或锂电池)和用于限制从电池汲取的电流的电路，使得可以在长的时间段内从电池汲取小的恒定电流(例如，期望平均电流)来延长电池的寿命。例如，本文所述的电动窗帘可被配置为减少从电池汲取的峰值电流，例如，通过随时间缓慢地对内部能量储存元件充电(例如，从而减少在短时间段内从电池汲取的峰值电流)，然后使用储存在内部能量储存元件内的能量来为负载(例如，马达)供电。因此，本文所述的电动窗帘可利用内部能量储存元件经长时间段从电池汲取小的恒定电流来延长电池的寿命(例如，并增加总能量输出)，降低电池的峰值电流和/或电压消耗和/或减小电池故障的可能性。
电池可称为一次电池，而能量储存元件可称为二次电池。可以由用户更换一次电池，例如，当一次电池下降到低于阈值能量水平时。例如，一次电池可以是碱性电池，诸如那些现成的电池。能量储存元件或二次电池可以是设备的半永久电源。例如，能量储存元件可以是商业电源，诸如一个或多个锂电池或超级电容器。能量储存元件可以集成到设备中，并且并未意在供用户移除或更换(例如，少数例外情况除外，例如，技术人员可以维修设备)。如所指出，一次电池可由与能量储存元件的电池化学成分不同的电池化学成分构成。此外，在一些示例中，电池可具有比能量储存元件的内阻大多倍(例如，10倍)的内阻。作为示例，电池的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降至少为0.2V，并且能量储存元件的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降不超过0.04V。此外，在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗的电压降比能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。
图4是电动窗帘的示例性马达驱动单元600(例如，图3A的电动窗帘500的马达驱动单元590)的框图。马达驱动单元600可以包括被联接用于升高和降低覆盖材料的马达610(例如，直流(DC)马达)。例如，马达610可以联接到电动窗帘的卷管510，以用于旋转卷管以升高和降低柔性材料(例如，遮光织物)。马达驱动单元600可以包括负载控制电路，诸如可以产生用于驱动马达610(例如，以便在完全打开位置与完全闭合位置之间移动覆盖材料)的脉宽调制(PWM)电压VPWM的马达驱动电路620(例如，H桥驱动电路)。此外，控制电路630可以被配置为产生用于控制马达610的旋转方向的方向信号。
马达驱动单元600可以包括用于控制马达610的操作的控制电路630。控制电路630可包括例如微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他合适的处理设备或控制电路。控制电路630可以被配置为产生用于控制马达驱动电路620以控制马达610的旋转速度的驱动信号VDRV(例如马达驱动电路620接收驱动信号VDRV并响应于驱动信号例如利用适当的PWM信号来控制H桥电路)。在示例中，驱动信号VDRV可以包括脉宽调制信号，并且马达610的旋转速度可以取决于脉宽调制信号的占空比。在示例中，控制电路630可以直接控制马达610(例如在没有单独的马达驱动电路620的配置中)。例如，控制电路可产生两个PWM信号，用于控制马达610的占空比和极性(例如控制速度和方向)。此外，控制电路630可以被配置为产生用于控制马达驱动电路620以控制马达610的旋转方向的方向信号VDIR。控制电路630可以被配置为控制马达610以在完全打开位置P打开与完全闭合位置P闭合之间调节电动窗帘的覆盖材料的当前位置P当前。
马达驱动单元600可以包括旋转感测电路640，例如，磁性感测电路，诸如霍尔效应传感器(HES)电路，其可以被配置为产生可以指示马达610的旋转位置和旋转方向的两个信号VS1、VS2(例如，霍尔效应传感器信号)。旋转感测电路640(例如，HES电路)可以包括两个内部感测电路，用于响应于可以附接到马达的驱动轴的磁体而产生相应的信号VS1、VS2(例如，HES信号)。例如，磁体可以是具有交替的北极区域和南极区域的圆形磁体。例如，磁体可以具有两个相反的北极和两个相反的南极，使得两个北极和两个南极在马达的驱动轴的一周旋转期间经过旋转感测电路640的每个感测电路。旋转感测电路640的每个感测电路可以在感测电路接近磁体的北极时将相应的信号VS1、VS2驱动到高态，并在感测电路接近南极时将其驱动到低态。控制电路630可以被配置为响应于由旋转感测电路640产生的信号VS1、VS2来确定马达610正在旋转。此外，控制电路630可以被配置为响应于信号VS1、VS2确定马达610的旋转位置和旋转方向。
马达驱动单元600可以包括通信电路642，所述通信电路可以允许控制电路630发送和接收通信信号，例如，有线通信信号和/或无线通信信号(诸如射频(RF)信号)。例如，马达驱动单元600可以被配置为与外部控制设备(例如，其他马达驱动单元)传送消息(例如，数字消息)。通信电路642可以位于马达驱动单元600的壳体的内部。马达驱动单元600也可以或替代地可以联接到用于发送和/或接收RF信号的外部RF通信电路(例如，位于马达驱动单元外部)。
马达驱动单元600可以与一个或多个输入设备(例如，诸如遥控设备、占用传感器、日光传感器和/或阴影传感器)通信。遥控设备、占用感应器、日光感应器和/或阴影传感器可以是无线控制设备(例如，RF发送器)，其被配置为经由RF信号向马达驱动单元600发送消息。例如，遥控设备可以被配置为响应于遥控设备的一个或多个按钮的致动，经由RF信号来发送数字消息。占用传感器可以被配置为响应于检测到其中安装电动窗帘的空间的占用情况和/或空置情况，经由RF信号来发送消息。日光传感器可以被配置为响应于其中安装电动窗帘的空间内的测得的光量，经由RF信号来发送数字消息。阴影传感器可以被配置为响应于检测到其中安装电动窗帘的空间外的眩光状况，经由RF信号来发送消息。
电动窗帘可以被配置为根据时钟计划控制覆盖材料。时钟计划可以存储在存储器中。时钟计划可以由用户(例如，通过编程模式管理的系统)定义。时钟计划可以包括多个时钟事件。时钟事件可以具有事件时间和对应的命令或预设。电动窗帘可以被配置为跟踪当前时间和/或当前日期。电动窗帘可以在每个时钟事件的相应事件时间发送适当的命令或预设。
马达驱动单元600还可包括具有一个或多个致动器(例如，机械开关)的用户界面644，所述用户界面允许用户在电动窗帘的设置和配置期间(例如，响应于一个或多个按钮(例如，控制按钮152)的致动)向控制电路630提供输入。控制电路630可以被配置为控制马达610以响应于接收自经由通信电路642接收的通信信号的遮光物移动命令或来自用户界面644的按钮的用户输入而控制覆盖材料的移动。控制电路620可以被配置为(例如，经由控制按钮152和/或用户界面644)使用户能够将电动窗帘与遥控设备和/或其他外部设备配对，以允许遥控设备和/或其他外部设备与通信电路642(例如，RF收发器)之间的无线通信。用户界面644(例如，控制按钮152)可以被配置为向用户提供状态指示。例如，用户界面644(例如，控制按钮152)可以被配置为闪烁和/或改变颜色，以向用户提供状态指示。状态指示可以指示电动窗帘何时处于编程模式。用户界面644还可以包括视觉显示器(例如，一个或多个发光二极管(LED))，其可以被控制电路630点亮以向电动窗帘系统的用户提供反馈。
马达驱动单元600可以包括存储器(未示出)，所述存储器被配置为存储覆盖材料的当前位置P当前和/或极限(例如，完全打开位置P打开和完全闭合位置P闭合)、关于与其他设备的关联的关联信息和/或用于控制电动窗帘的指令。存储器可被实施为外部集成电路(IC)或控制电路630的内部电路。
马达驱动单元600可以包括舱664(例如，其可以是窗帘的电池舱211的示例)，所述舱被配置为接收DC电源。在一些示例中，舱664可以位于马达驱动单元600的内部。在其他示例中，舱664可以位于马达驱动单元600的外部。在图4所示的示例中，DC电源是一个或多个电池660。此外，一个或多个替代DC电源可以与一个或多个电池660并联联接，或者在一些示例中用作电池660的替代物。例如，替代的DC电源可包括太阳能接收电路(例如，太阳能电池和/或光伏电池)、超声能量接收电路和/或射频(RF)能量接收电路中的一者或多者，以及其他合适的能量采集电路。替代的DC电源可用于执行与一个或多个电池660相同的和/或类似的功能。在该示例中，舱664可被配置为接收一个或多个电池660(例如四个“D”电池)，诸如图2A、2B、3中的电池260、560。电池660可以向马达驱动单元600提供电池电压V电池。电池660可称为一次电池。可以由用户更换电池660，例如，当电池下降到低于阈值能量水平时。例如，电池660可以是碱性电池，诸如那些现成的电池。
马达驱动单元600可以包括滤波电路670、限流电路(诸如功率转换电路652)和能量储存元件654(例如，中间能量储存元件)。在一些示例中，马达驱动单元600可以包括第二功率转换器，诸如升压转换电路658。此外，在一些示例中，可以从马达驱动电路600省略第二功率转换器。能量储存元件654可以包括一个或多个超级电容器、一个或多个可充电电池和/或其他合适的能量储存设备的任意组合。在一些示例中，能量储存元件654可以被称为二次电池。能量储存元件654可以是马达驱动单元600的半永久电源。例如，能量储存元件654可以是商业电源，诸如一个或多个锂电池或超级电容器。能量储存元件654可以集成到马达驱动单元600中，并且不意在供用户移除或更换(例如，少数例外情况除外，例如，技术人员可以维修马达驱动单元600)。如先前所指出，电池660可由与能量储存元件654的电池化学成分不同的电池化学成分构成。此外，在一些示例中，电池660可具有比能量储存元件654的内阻大多倍(例如，10倍)的内阻。
滤波电路670可以接收电池电压V电池。功率转换电路652可以通过滤波电路670从电池660汲取电池电流I电池。滤波电路670可过滤电池电流I电池的高频和/或低频分量。在一些示例中，滤波电路670可以是低通滤波器。此外，在一些示例中，可以从马达驱动电路600省略滤波电路670。
功率转换电路652可以被配置为限制从电池660汲取的电流(例如，从而允许小的恒定电流从电池660流出)。功率转换电路652可以经由滤波电路670接收电池电压V电池(例如VIN)。在一些示例中，功率转换电路652可以包括步降功率转换器，诸如降压转换器。功率转换电路652可以被配置为由电池电压V电池对能量储存元件654充电，以在能量储存元件654上产生储存电压VS(例如，大约3.5伏)。马达驱动电路620可以从能量储存元件654(例如，经由升压转换电路658)汲取能量以驱动马达610。因此，功率转换电路652可以被配置为限制从电池660汲取的电流，例如，通过产生储存电压VS并使用存储在能量储存元件654上的储存电压VS来驱动马达610。在大多数情况下，例如，马达驱动电路620可以通过从能量储存元件654汲取电流而不是直接从电池660汲取任何电流来驱动马达610。功率转换电路652(例如，控制功率转换电路652的控制电路630)可以控制从电池660汲取的电流(例如，电池电流)，使得电池660的开路电池电压降低不超过设定百分比，例如，当向马达610输送电力以控制覆盖材料的移动时和/或在紧接覆盖材料移动之前或之后的时间段，降低不超过设定百分比。设定百分比可以为10％，或者优选为5％，或者更优选为3％。通过防止大的电压降，功率转换电路652(例如，和/或控制电路630)可以延长电池660提供能量来为马达610供电的可用寿命。最后，应当理解，在一些示例中，对于另一限流电路，诸如在电池电压V电池与储存电压VS相同并且不需要进行功率转换(例如，升压或降压)来驱动马达的情况下，可以省略功率转换电路652。
马达驱动单元600可以被配置为控制能量储存元件354何时以及如何由电池660充电。控制电路630可以基于能量储存元件654的储存电压VS(诸如，当能量储存元件654的储存电压VS下降到低于低端阈值(例如，大约2.8伏)时)来控制能量储存元件354何时以及如何由电池660充电。例如，控制电路630可以被配置为通过缩放电路656(例如，电阻式分压电路)接收缩放的储存电压VSS。缩放电路656可以接收储存电压VS并且可以产生缩放的储存电压VSS。控制电路630可以基于缩放的储存电压VSS的量值来确定能量储存元件654的储存电压VS的量值。当控制电路630确定能量储存元件654的储存电压VS的量值下降到低于低端阈值时，控制电路630可以控制充电启用信号VEN(例如，驱动充电启用控制信号VEN至高位)以启用功率转换电路652。当功率转换电路被启用时，功率转换电路652可被配置为对能量储存元件654充电(例如由电池660)。当功率转换电路被禁用时，功率转换电路652可以被配置为停止对能量储存元件654充电(例如由电池660)。
马达驱动单元600可以利用能量储存元件654在长时间段内从电池660汲取小的恒定电流，以延长电池660的寿命(例如，并增加总能量输出)。例如，马达驱动单元600(例如，功率转换电路652和/或马达驱动电路620)可以限制由功率转换电路652汲取的电流。马达驱动单元600可从电池660汲取小于所述限制、但不会小于所述限制太多的电流。此外，如所指出，马达驱动单元600可控制从电池660汲取的电流(例如，电池电流)，使得在从电池汲取电力的任何情况期间，电池660的开路电池电压降低不超过设定百分比(例如，10％、5％或3％)，例如，当向马达610输送电力以控制覆盖材料的移动时和/或在紧接覆盖材料移动之前或之后的时间段。电池660最终可能经历超过设定百分比的电压降，但可能仅在经过延长的时间段(例如，多年，诸如5年、10年或更多年，这取决于使用窗帘的频次)才会如此。
当被启用时，功率转换电路652可以被配置为从电池660传导平均电流I平均(例如，具有大约15毫安的量值)。平均电流I平均的量值可以远小于马达驱动电路620使马达610旋转所需的驱动电流(诸如马达电力I马达)的量值。当马达驱动电路620驱动马达610时，能量储存元件654的储存电压VS的量值可以随时间减小。当马达驱动电路620未驱动马达610并且功率转换电路652对能量储存元件654充电时，储存电压VS的量值可以增大(例如，缓慢地增大)。当能量储存元件654的储存电压VS降低到低于低端阈值(例如大约2.8V)时，控制电路630可以启用功率转换电路以开始对能量储存元件充电。在为覆盖材料的移动提供动力之后、为低压部件供电之后和/或由于电流随着时间的泄漏，储存电压VS可能降低到低于低端阈值。当能量储存元件654的储存电压VS上升到高于高端阈值(例如，大约3.5伏)时，控制电路630可以停止将充电启用信号VEN驱动到高位，以便禁用功率转换电路652和停止由电池660对能量储存元件654充电。
马达驱动单元600还可包括升压转换电路658，所述升压转换电路接收储存电压VS并产生用于为马达610供电的马达电压V马达(例如，大约5伏)。马达电压V马达可大于储存电压VS。在一些示例中，开关(例如，单刀双掷开关)可以将电池660和能量储存元件654连接到升压转换器658(例如，在所需的马达电压电平超过当前电池电压V电池的情况下)。当控制电路630控制马达驱动电路620使马达610旋转时，升压转换电路658可以从能量储存元件654传导电流以产生马达电压V马达。如上所述，在一些示例中，例如，基于马达610的电压要求，马达驱动单元600可以不包括升压转换电路658。
马达驱动单元600还可以包括联接在电池660与马达驱动电路620之间的可控开关电路662。控制电路630可产生用于使可控开关电路662导通和不导通的开关控制信号VSW。控制电路630可以被配置为使可控开关电路662导通以绕过滤波电路670、功率转换电路652、能量储存元件654和/或升压转换电路658而允许马达驱动电路620直接从电池660汲取电流(例如，当能量储存元件654耗尽时)。例如，当控制电路630确定(例如，基于缩放的储存电压VSS的量值)能量储存元件654的储存电压VS的量值耗尽到低于阈值并且控制电路630已接收到操作马达610的输入或命令并且例如没有足够的能量来完成覆盖材料的移动或移动量时，控制电路630可以使可控开关电路662导通。例如，控制电路可以通过将能量储存元件654的当前储存水平(例如，储存电压VS)与阈值进行比较来确定能量储存元件654是否具有足够的能量来完成覆盖材料的移动或移动量。阈值可以指示足以完成覆盖材料从完全闭合位置到完全打开位置的完整移动的储存水平(例如，固定阈值)。阈值可以是恒定的，或者可以例如根据接收到的命令所需的覆盖材料的移动量而变化，使得阈值(例如，可变阈值)可以指示足以完成接收到的命令所需的移动的储存水平。
如果能量储存元件654没有被充分充电(例如，没有足够的能量来使覆盖材料移动)，则控制电路可以闭合可控开关电路662以允许电负载(例如，马达)直接从电池汲取电流。闭合可控开关电路662可以绕过能量储存元件654，使得能量储存元件654的所储存的能量不用于驱动马达610以使覆盖材料移动。
如本文更详细描述的，控制电路630可在不同模式下操作，诸如第一模式，其中马达驱动电路620从电池660(例如，直接从电池)汲取电池电流以控制向马达610输送的电力以控制覆盖材料的移动，以及在第二模式下操作，其中马达驱动电路620从能量储存元件654汲取电流以控制向马达610输送的电力以控制覆盖材料的移动。控制电路630可以使可控开关电路662导通以在第一模式下操作，以及使可控开关电路662不导通以在第二模式下操作。在一些示例中，控制电路630可在第一模式下操作，直到电池电压V电池(例如，电池的开路电池电压)降低到低于阈值电压VTH(例如，1.4V)。在电池电压V电池降低到低于阈值电压VTH之后，控制电路630可以使可控开关电路662不导通以在第二模式下操作，以便使马达驱动电路620从能量储存元件654汲取电流来控制向马达610输送的电力以控制覆盖材料的移动。通过在电池电压V电池降低到低于阈值电压VTH之后在第二模式下操作，控制电路630可以例如允许通过在低于驱动马达610所需的电压电平的电压电平下从电池660汲取出电流，从电池消耗更多能量以供用于控制马达610(例如，并且还可以利用由能量储存元件654提供的较高电压电位(例如，降低的电压降))。
替代地或附加地，控制电路630可被配置为在马达610的操作期间(例如，在覆盖材料在各位置之间移动期间)在模式之间切换。例如，当马达驱动电路620使马达610旋转所需的马达电流I马达高于电流阈值(例如，50-500mA)时，控制电路630可以在第二模式下操作，并且当马达驱动电路620使马达610旋转所需的马达电流I马达低于电流阈值时，所述控制电路可以在第一模式下操作(例如，切换到第一模式)。可能发生这种情况的时间的示例为在覆盖材料在完全闭合位置与完全打开位置之间移动期间，其中驱动马达610所需的电力以及马达电流I马达至少在覆盖材料的初始移动时高于电流阈值，但是当覆盖材料接近完全打开位置时，马达电流I马达可能降低到低于电流阈值并且控制电路630可以在第一模式下操作以由电池660(例如，直接由电池660)驱动马达610。在一些示例中，马达电流I马达可在覆盖材料的一些但不是所有移动期间超过电流阈值。
马达驱动单元600可以包括低压电源供应器680。低压电源供应器680可以接收电池电压V电池。低压电源供应器680可以被配置为产生低压供电电压VCC(例如，大约3.3伏)，用于为马达驱动单元600的低压电路(诸如用户界面644、通信电路642以及控制电路630)供电。此外，在一些示例中，可以从马达驱动单元600省略低压电源供应器680(例如，在马达驱动单元600的低压电路能够直接由储存电压VS供电的情况下)。附加地或替代地，马达驱动单元600可以包括低压电源供应器(未示出)，所述低压电源供应器可以接收储存电压VS并产生低电压VCC(例如，大约3.3V)，用于为马达驱动单元600的控制电路630和其他低压电路(例如，用户界面644、通信电路642以及控制电路630)供电。
图5是用于从一个或多个电池460对能量储存元件454充电的示例性滤波电路470和示例性功率转换电路452的框图。例如，滤波电路470和功率转换电路452可被配置用于图4的马达驱动单元600中，使得功率转换电路452、滤波电路470、能量储存元件454和电池460可以分别是功率转换电路652、滤波电路670、能量储存元件654和电池660的示例。图6是示出能量储存元件、功率转换电路和滤波器(诸如功率转换电路452和滤波电路470)的操作的波形示例。
滤波电路470可包括电感器L1和电容器C1。滤波电路470可以是低通滤波器。滤波电路470可从电池460接收电池电压V电池。功率转换电路452可以通过滤波电路470从电池460汲取电池电流I电池。滤波电路470可过滤电池电流I电池和/或电池电压V电池的高频和/或低频分量。例如，滤波电路470可以平滑由变压器T420的初级绕组传导的初级电流I1以产生低纹波电池电流I电池(例如，平滑平均电池电流I电池，例如如在图6中所示)。应当理解，在一些示例中，可从马达驱动电路(例如，马达驱动电路600)省略滤波电路470。
功率转换电路452可包括转换器控制电路410、变压器T420、开关S412和缩放电路420、430。如图5所示，功率转换电路452可包括例如反激式转换电路。变压器T420的特征可以在于匝数比为N:1。功率转换器452的输入可以通过滤波电路470联接到电池460。功率转换电路452的输出可以联接到能量储存元件454。功率转换电路452可以通过滤波电路470接收电池电压V电池。功率转换电路452可以被配置为从电池460传导电池电流I电池以对能量储存元件654充电并在能量储存元件454上产生储存电压VS。例如，能量储存元件454可以包括一个或多个超级电容器、可充电电池和/或其他合适的能量储存设备。如图5所示，转换器控制电路410可以是针对功率转换电路452的专用控制电路。转换器控制电路410可包括例如微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他合适的处理设备或控制电路。在一些示例中，转换器控制电路410的功能可由另一控制电路(诸如用于整个马达驱动单元的控制电路(例如，图4的马达驱动单元600的控制电路630))处理。
转换器控制电路410可进行操作以减小从电池460汲取的电池电流I电池的量值(例如，平均量值)，同时保持功率转换电路452在不连续导通模式下操作。转换器控制电路410可以确定要从电池460汲取的期望平均电流I平均(例如IIN)和用于控制功率转换电路452的占空比。在示例中，功率转换电路的电流限制可以定义电池电流I电池的上限。例如，转换器控制电路410可以确定从电池460汲取的期望平均电流I平均。基于期望平均电流I平均和在不连续模式下保持操作的目标，转换器控制电路410可以控制功率转换电路452的占空比(例如，通过控制功率转换电路的接通时间t接通和操作周期t周期)。
转换器控制电路410可被配置为确定功率转换电路452的输入电压V1的量值和功率转换电路452的输出电压V2(例如，供电电压VS)的量值。转换器控制电路410可通过缩放电路420接收第一缩放储存电压VSS1，并且可通过缩放电路430(例如，其可以是缩放电路656的示例)接收第二缩放电压VSS2。转换器控制电路410可被配置为：响应于第一缩放储存电压VSS1的量值而确定输入电压V1的量值；以及响应于第二缩放储存电压VSS2(例如，其可以是马达驱动单元缩放电压VSS的示例)的量值而确定输出电压V2(例如，储存电压VS)的量值。
转换器控制电路410可被配置为使用开关S412(例如，诸如FET的半导体开关)来控制(例如，启用和禁用)功率转换电路452，以控制从电池460汲取的电池电流I电池的量值(例如，将其朝向平均电流I平均控制)。转换器控制电路410可以使开关S412导通达接通时间t接通并且不导通达关断时间t关断，使得功率转换电路452在操作周期t周期(例如，t周期＝t接通+t关断)下操作。转换器控制电路410可产生反激控制信号VFC(例如，驱动电压)以使开关S412导通和不导通。转换器控制电路410可基于要从电池460汲取的期望平均电流I平均来确定针对反激控制信号VFC的接通时间t接通和操作周期t周期并确保功率转换电路452在不连续导通模式下操作。例如，转换器控制电路410可使用接收的缩放储存电压VSS1和VSS2来确定接通时间t接通和操作周期t周期。转换器控制电路410可以全部或部分地基于以下各项来使开关S412导通和不导通：占空比、接通时间t接通、操作周期t周期、接收的缩放储存电压VSS1和VSS2、期望平均电流I平均或其任意组合。
转换器控制电路410可通过将反激控制信号VFC控制到高位持续接通时间t接通来使开关S412导通。在接通时间t接通期间，变压器T420的初级绕组可被配置为传导初级电流I1，从而对变压器T420的磁化电感L2充电。例如，当开关S412在接通时间t接通期间处于导通状态时，初级电流I1的量值可随着时间(例如，线性地)上升，直到例如接通时间t接通结束。初级电流I1的量值可在接通时间t接通结束时达到峰值量值I1_pk。在接通时间t接通结束时，转换器控制电路可将反激控制信号VFC驱动到低位，从而使开关412不导通。变压器T420的次级绕组可通过二极管D440传导次级电流I2(例如，充电电流)以在关断时间t关断1的第一部分期间对能量储存元件454充电。次级电流I2可以从峰值量值开始并随着时间(例如，线性地)减小，直到在关断时间的第一部分t关断1结束时量值达到零安培。在关断时间的第一部分t关断1结束时，控制电路可以保持开关S412不导通达关断时间的第二部分t关断2(例如，停滞时间)。控制电路410可提供(例如，确定)关断时间的第二部分t关断2以保持功率转换器452在不连续导通模式下操作。在关断时间的第二部分t关断2结束时，控制电路410可开始另一操作周期并将反激控制信号VFC驱动到高位以使开关S412导通持续下一操作周期t周期的接通时间t接通。控制电路410可将反激控制信号VFC驱动到低位，以使开关2412不导通达关断时间t关断1+t关断2的持续时间。因此，转换器控制电路410可设置接通时间t接通和操作周期t周期(例如，以便设置关断时间的第二部分t关断2)以确保功率转换器452以如下方式操作：确保可以从电池460汲取期望的低平均电流I平均(例如，大约15毫安)以延长电池460的寿命，同时还保持功率转换器452在不连续导通模式下操作。
应当理解，输入电压V1的量值可随时间变化(例如，在电池460的寿命期间或在安装新电池时)。此外，储存电压VS的量值可随时间变化，例如，基于功率转换电路452的操作(例如，开关S412被驱动的方式)，或者随着能量储存元件454充电和放电而变化。接通时间t接通和操作周期t周期的长度可基于输入电压V1和输出电压V2的量值的变化来确定(例如，并且可以因输入电压V1和输出电压V2的量值的变化而变化)。控制电路可使用缩放因子α基于接通时间t接通和关断时间t关断的第一部分来设置操作周期t周期的长度，例如，
t周期＝α·(t接通+t关断1)＝(t接通+t关断1+t关断2)。(方程式1)
例如，缩放因子α可以是恒定值，其被设置为大于一，使得次级电流I2的量值可总是在操作周期t周期结束之前达到零安培并且功率转换电路452可在不连续导通模式下操作。操作周期可看作是接通时间t接通和关断时间(例如，t关断＝t关断1+t关断2)的组合的持续时间。可确定接通时间t接通使得其与电感L2乘以期望平均电流I平均除以电流电压V1的比率成比例。可基于以下各项确定(例如，计算)接通时间t接通：输入电压V1的量值、输出电压V2的量值、期望平均电流I平均、变压器T420的磁化电感L2和/或缩放因子α，例如，
t接通＝(2·I平均·L2·α·[N·V2+V1])/(N·V1·V2)。(方程式2)
关断时间的第一部分t关断1可基于以下各项随时间变化：峰值量值I1_pk、变压器T420的磁化电感L2、变压器T420的匝数比N:1以及输出电压V2的量值。例如，可基于以下各项确定(例如，计算)操作周期t周期：输入电压V1的量值、输出电压V2的量值、期望平均电流I平均和/或缩放因子α，例如，
t周期＝(2·I平均·L2·α2·[N·V2+V1]2)/(V1·[N·V2]2)。(方程式3)
控制电路可被配置为以大于功率转换电路的操作周期t周期的间隔来周期性地调节接通时间t接通和操作周期t周期。例如，当能量储存元件454包括一个或多个超级电容器时，间隔可为大约一秒，而当能量储存元件454包括一个或多个可充电电池时，间隔可为大约一分钟。
图7是用于对能量储存元件(例如，能量储存元件454、654)充电的示例性过程700的流程图。过程700可由控制设备的控制电路(例如转换器控制电路410和/或控制电路630)执行。过程700可用于启用或禁用功率转换电路(例如，功率转换电路452、652)，使得功率转换电路可从一个或多个电池(例如，电池460、660)选择性地对能量储存元件充电。过程700可确保：当能量储存元件已经放电到其可能没有足够电荷的水平时，能量储存元件开始充电(例如，功率转换电路开始从电池汲取电流)。过程700可确保：一旦能量储存元件已被充电到足够的水平，功率转换电路就停止充电。可以以使得能量储存元件随时间从电池汲取期望平均电流的速率进行充电，其中期望平均电流低于阈值和/或足够低(例如，大约15毫安)，使得能量储存元件从其汲取能量的一个或多个电池可具有延长的寿命。
在710处，控制电路可执行(例如，周期性地执行)控制过程700。在712处，控制电路可确定功率转换电路是否被启用(例如，功率转换电路当前是否正对能量储存元件充电)。如果功率转换电路未被启用，则控制电路可以在714处确定储存电压VS的量值是否低于低端阈值THLO(例如，大约2.8伏)。在一些情况下，当能量储存元件在为覆盖材料的一次或多次移动供电之后耗尽时，储存电压VS的量值可降低到低于低端阈值THLO。如果储存电压VS的量值不低于低端阈值THLO，则控制电路可以退出过程700。如果储存电压VS的量值低于低端阈值THLO，则控制电路可以启用功率转换电路。启用功率转换电路可开始对能量储存元件充电(例如，以确保能量储存元件具有足够的电荷用于覆盖材料的一次或多次移动)。
如果在712处确定启用功率转换电路，则控制电路可以在718处确定储存电压VS的量值是否处于或高于高端阈值THHI(例如，大约3.5伏)。如果能量储存元件654被充电了(例如，到足够的水平)，则储存电压VS的量值可处于或高于高端阈值THHI。如果控制电路在718处确定储存电压VS的量值不处于或高于高端阈值THHI，则控制电路可退出控制过程700。如果控制电路在718处确定储存电压VS的量值处于或高于高端阈值THHI，则控制电路可在720处禁用功率转换电路并退出过程700。禁用功率转换电路可致使停止对能量储存元件充电(例如，在能量储存元件具有足够的电荷用于覆盖材料的一次或多次移动的情况下)。
图8是用于从一个或多个电池(例如，电池460、660)对能量储存元件(例如，能量储存元件454、654)充电的示例性过程800的流程图。过程800可由控制设备的控制电路(例如转换器控制电路410和/或控制电路630)执行。过程800可用于确保功率转换电路(例如，功率转换电路452、652)从电池汲取电流以对能量储存元件充电，使得从电池汲取的电池电流处于低电平(例如，期望平均电流I平均)。控制电路可周期性地执行过程800。例如，控制电路可以以大于功率转换电路的操作周期的间隔(例如，执行周期)来执行过程。当能量储存元件包括一个或多个超级电容器时，控制电路可例如每隔一秒执行过程800。当能量储存元件包括一个或多个可充电电池时，控制电路可例如每隔一分钟执行过程800。
控制电路可在810处启动控制过程800。在812处，控制电路可确定要从电池660汲取的期望平均电流(例如，期望平均电流I平均)。例如，期望平均电流可存储在控制设备的存储器中，并且控制电路可在812处从存储器检索期望平均电流。在814处，控制电路可确定功率转换电路的输入电压V1和功率转换电路的输出电压V2(例如，其可以是能量储存元件上的储存电压VS)的当前量值。例如，控制电路可在814处对第一缩放储存电压VSS1的量值进行采样以确定输入电压V1的量值并对第二缩放储存电压VSS2的量值进行采样以确定输出电压V2的量值。在816处，控制电路可确定要用于控制功率转换电路的接通时间t接通和操作周期t周期。例如，控制电路可在816处基于以下各项来确定接通时间t接通和操作周期t周期：输入电压V1的量值和输出电压V2的量值(例如，如在814处确定的)。例如，控制电路可使用如上所示的方程式2和方程式3来计算接通时间t接通和操作周期t周期。在818处，控制电路可生成驱动电压(例如，反激控制信号VFC)以使功率转换电路的半导体开关(例如，开关S412)导通达确定的t接通的持续时间，并且不导通达等于确定的操作周期t周期减去确定的接通时间t接通的时间周期(例如，关断时间)的持续时间。控制功率转换电路的半导体开关导通达接通时间t接通并且不导通达关断时间t关断(例如，t关断＝t关断1+t关断2)可以使功率转换电路能够从DC电源(例如，电池660)汲取期望平均电流，同时功率转换电路在不连续导通模式下操作。
图9是用于控制旁路开关(例如，可控开关电路662)以选择性地从能量储存设备(例如，能量储存设备454、654)为电负载供电的示例性过程900的流程图。过程900可由控制设备的控制电路(例如转换器控制电路410和/或控制电路630)执行。能量储存设备可被配置为从控制设备的一个或多个电池(例如，电池460、660)充电。控制电路可控制旁路开关以从能量储存元件或直接从电池为电负载供电。过程900可用于确保能量储存元件具有足够的能量(例如，100焦耳)来为电负载供电(例如，用于驱动马达以移动电动窗帘的覆盖材料)。确保在开始移动覆盖材料之前能量储存元件具有足够的能量来移动覆盖材料可防止覆盖材料的移动中断(例如，打断)或减慢(例如，在控制电路必须闭合旁路开关以从能量储存元件为电负载供电变为从电池为电负载供电的情况下)。
控制电路可在910处开始控制过程900，例如，响应于接收到命令(例如，经由通信电路642和/或用户界面644)。在912处，控制电路可确定接收的命令是否是移动覆盖材料的命令。如果接收的命令不是移动覆盖材料的命令，则控制电路可退出过程900。
如果在912处接收的命令是移动覆盖材料的命令，则控制电路可在914处确定能量储存元件是否被充分充电(例如，具有足够的能量来完成覆盖材料的移动或移动量)。例如，控制电路可在914处通过将能量储存元件的当前储存水平(例如，储存电压VS)与阈值进行比较来确定能量储存元件是否具有足够的能量来完成覆盖材料的移动或移动量。阈值可以指示足以完成覆盖材料从完全闭合位置到完全打开位置的完整移动的储存水平(例如，固定阈值)。此外，阈值可根据接收的命令所需的覆盖材料的移动量而变化，使得阈值(例如，可变阈值)可以指示足以完成接收的命令所需的移动的储存水平。如果能量储存元件被充分充电(例如，具有足够的能量来移动覆盖材料)，则控制电路可在916处使马达旋转以移动遮光物。
如果能量储存元件654没有被充分充电(例如，没有足够的能量来移动覆盖材料)，则控制电路可以在922处闭合旁路开关。例如，闭合旁路开关可允许电负载(例如，马达)直接从电池汲取电流。闭合旁路开关可绕过能量储存元件，使得能量储存元件的储存能量不需要用于移动覆盖材料。在922处闭合旁路开关之后，控制电路可在916处使马达旋转以移动覆盖材料。控制电路可在916处继续使马达旋转，直到在918处覆盖材料的移动完成。当在918处覆盖材料的移动完成时，控制电路可在920处确定旁路开关是否闭合。如果旁路开关没有闭合，则控制电路可退出过程900。如果在920处旁路开关闭合，则控制电路可在924处断开旁路开关。在924处断开旁路开关之后，控制电路可退出过程900。
与从电池汲取更小、更恒定的电力的负载相比，当被用于在一天中在相对短的时间段且以相对低的频次汲取高峰值电流为负载供电时，电池(例如，电池260、电池560或电池660，诸如碱性电池)(例如，“峰型负载”)可能经历寿命缩短。电池可能经历与电流消耗的量值相关(例如，成比例)的电压降。例如，电流消耗越高，电池可能经历的电压降就越大。此外，电压降的量值和/或开路电池电压(例如，电池的最大电压)的压降百分比可能随着电池的开路电池电压在电池的寿命期间降低而增加。即，随着电池老化，电压降可能会变得更糟。用于为峰型负载供电的电池可能经历这样的开路电池电压下降，以至于电池可能仍具有剩余电荷(例如，多达30％的电子可能仍留在电池中)，但由于电池的电压容量降低并且负载的电压要求高，电池可能无法用于为负载供电。此外，在一些示例中，如果电池在电池的寿命期间暴露于高峰值电流的请求达相对短的时间段，则电池可能有增加的化学泄漏可能性。
本文所述的设备、方法和系统(例如，诸如本文所述的电动窗帘)可被配置为驱动峰型负载，但这样做是通过从一个或多个电池传导小的受控电流来对能量储存元件充电，然后使用来自能量储存元件的电流来控制向负载(例如，控制覆盖材料的移动的马达)输送的电力。例如，设备的控制电路和/或功率转换器可被配置为控制从电池汲取的电流以对能量储存元件充电，使得电池的开路电池电压降低不超过设定百分比(例如，当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动时，或者紧接其之前或之后)。
马达驱动单元可包括控制电路，所述控制电路被配置为控制电池电流，使得开路电池电压降低不超过设定百分比。例如，控制电路可被配置为控制电池电流，使得当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动时和/或紧接在向马达输送电力之前或之后，开路电池电压降低不超过设定百分比。例如，控制电路可被配置为控制电池电流以控制电池的开路电池电压的电压降，例如以便防止超过设定百分比的瞬时电压降。应当理解，电池660最终可能经历超过设定百分比的电压降，但可能仅在经过延长的时间段(例如，多年，诸如5年、10年或更多年，这基于窗帘的使用频次)才会如此，并且可能发生在已从电池消耗初始电池电荷的显著部分(例如，大于95％)之后。
在各种示例中，设定百分比可为10％，或者优选为5％，或者更优选为3％。通过从电池汲取小的受控电流并限制电压降，设备可被配置为延长电池的寿命并且从电池消耗比直接从电池驱动负载并且没有使用能量储存元件的可能情况下更多的额外电力。最后，应当理解，与电池相比，可包括一个或多个锂电池或超级电容器的能量储存元件不会经历其开路电压的相同电压降。作为示例，电池的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降至少为0.2V，并且能量储存元件的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降不超过0.04V。此外，在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗的电压降比能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。因此，可选择能量储存元件使得其能够应对负载(例如，马达)的高电流需求并保持对其开路电压特性的影响相对较小。
图10是用于通过从一个或多个电池(例如，电池460、660)或从能量储存元件(例如，能量储存元件454、654)汲取电流来驱动负载(例如，控制电动窗帘的覆盖材料的移动的马达)的示例性过程1000的流程图。过程1000可由设备的控制电路(例如电动窗帘的转换器控制电路410和/或控制电路630)执行。过程1000可用于在第一模式与第二模式之间切换。控制电路可周期性地执行过程1000作为维护过程。替代地或附加地，控制电路可响应于驱动负载(例如，为马达供电以移动电动窗帘的覆盖材料)的命令来执行过程1000。如果响应于驱动负载的命令而执行过程1000，则在一些示例中，可以省略1016。
控制电路可在1010处启动控制过程1000。在1012处，控制电路可将电池电压V电池与阈值电压VTH(例如，1.4V)进行比较。如果控制电路在1012处确定电池电压V电池(例如，电池的开路电池电压)大于阈值电压VTH，则控制电路可配置驱动单元(例如，马达驱动电路620)从电池汲取电流以控制向负载输送的电力。例如，控制电路可在第一模式下操作，其中在接收到驱动负载的命令时，控制电路可从电池(例如，直接从电池)汲取驱动电流(例如，马达电流IMOTOR)来为负载供电。设备可包括开关(例如，旁路开关，诸如可控开关电路662)，并且在此类情况下，控制电路可进行检查以确保开关闭合。如果开关断开，则控制电路可产生开关控制信号(例如，开关控制信号VSW)以使开关导通以绕过设备的能量储存元件(例如，能量储存元件654)并允许驱动单元直接从电池中汲取电流。然后过程1000可以退出。
如果控制电路在1010处确定电池电压V电池(例如，电池的开路电池电压)小于阈值电压VTH，则控制电路可在1016处控制功率转换器(例如，功率转换器652)，例如以便对能量储存元件充电。然而，在一些示例中，如果能量储存元件已经充电，则可以省略1016。在1018处，控制电路可以使开关不导通以在第二模式下操作并在1020处使驱动单元从能量储存元件(例如，而非电池)汲取电流来控制向负载输送的电力，并且过程1000可以退出。当在第二模式下操作时，控制电路可被配置为传导来自电池的电池电流V电池以对能量储存元件充电，例如，如本文所述，但是控制电路可使用储存在能量储存元件内的能量来驱动负载。
通过在电池电压V电池降低到低于阈值电压VTH之后在第二模式下操作，控制电路可以例如允许通过在低于控制负载所需的电压电平的电压电平下从电池汲取出电流，从电池消耗更多能量以供用于控制负载(例如，并且还可以利用由能量储存元件提供的较高电压电位(例如，降低的电压降))。此外，在一些示例中，当电池相对较新时，电池电压V电池可大于阈值电压VTH，并且在多次直接为峰型负载供电之后，电池电压V电池可能降低到低于阈值电压VTH。因此，通过操作过程1000，控制电路可在电池的开路电池电压较大时使用所述电池，并且在开路电池电压降低到低于阈值电压VTH时切换到使用能量储存元件。
替代地或附加地，控制电路可被配置为在马达的操作期间在模式之间切换。例如，控制电路可被配置为当马达控制覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当马达控制覆盖材料的移动所需的电流高于阈值电流时在第二操作模式下操作。
图11是用于通过从一个或多个电池(例如，电池460、660)或从能量储存元件(例如，能量储存元件454、654)汲取电流来驱动负载(例如，控制电动窗帘的覆盖材料的移动的马达)的示例性过程1100的流程图。过程1100可由设备的控制电路(例如电动窗帘的转换器控制电路410和/或控制电路630)执行。过程1100可用于在第一模式和第二模式之间切换，并且如所指出，可用作过程1000的替代或补充。控制电路可周期性地执行过程1100。替代地或附加地，控制电路可响应于驱动负载(例如，为马达供电以移动电动窗帘的覆盖材料)的命令来执行过程1100。如果响应于驱动负载的命令而被执行，则可以省略1112。
控制电路可在1110处启动控制过程1100。在开始控制过程1100时，开关(例如，旁路开关，诸如可控开关电路662)可处于断开位置。在1112处，控制电路可确定其是否接收到驱动负载的命令(例如，驱动马达以移动电动窗帘的覆盖材料的命令)。如果控制电路在1112处确定其没有接收到驱动负载的命令，则控制过程1100可以退出。如果控制电路在1112处确定其接收到驱动负载的命令，则控制电路可以确定驱动负载所需的驱动电流(例如，马达驱动电路620使马达610旋转所需的马达电流I马达)是否小于电流阈值ITH(例如，50-500mA)。
如果控制电路在1114处确定马达电流I马达小于电流阈值ITH，则控制电路可在1116处闭合开关以在第一模式下操作。在一些示例中，开关可能已经闭合，并且在此类情况下，可以省略1116。在1118处，控制电路可从电池(例如，直接从电池)汲取驱动电流(例如，马达电流I马达)以驱动负载。在1126处，控制电路可确定负载的驱动是否完成(例如，如由接收的命令指示的覆盖材料的移动是否完成)。如果是，则过程1100可以退出。然而，如果在1126处负载的驱动没有完成，则过程1100可以返回到1114。
如果控制电路在1114处确定马达电流I马达大于电流阈值ITH，则控制电路可在1120处控制功率转换器(例如，功率转换器652)，例如以便对能量储存元件充电。然而，在一些示例中，如果能量储存元件已经充电，则可以省略1120。在1122处，控制电路可以使开关不导通以在第二模式下操作。在1224处，控制电路可致使驱动单元从能量储存元件(例如，而非电池)汲取电流以控制向负载输送的电力。当在第二模式下操作时，控制电路可被配置为传导来自电池的电池电流V电池以对能量储存元件充电，例如，如本文所述，但是控制电路可使用储存在能量储存元件内的能量来驱动负载。控制电路可在1126处确定负载的驱动是否完成。如果是，则过程1100可以退出。
因此，通过过程1100，当马达驱动电路使马达旋转所需的马达电流I马达高于电流阈值ITH(例如，50-500mA)时，控制电路可以在第二模式下操作，并且当马达驱动电路使马达旋转所需的马达电流I马达低于电流阈值时，所述控制电路可以在第一模式(例如，切换到第一模式)下操作。可能发生这种情况的时间的示例为在覆盖材料在完全闭合位置与完全打开位置之间移动期间，其中驱动马达所需的电力以及马达电流I马达至少在覆盖材料的初始移动时高于电流阈值，但是当覆盖材料接近完全打开位置时，马达电流I马达可能降低到低于电流阈值并且控制电路可以在第一模式下操作以由电池(例如，直接由电池)驱动马达。在一些示例中，马达电流I马达可在覆盖材料的一些但不是所有移动期间超过电流阈值ITH。此外，在一些示例中，马达电流I马达可在覆盖材料的移动结束时超过电流阈值ITH，和/或在覆盖材料的移动期间多次超过。例如，覆盖材料的某些移动可具有看起来像抛物线(或倒置抛物线)的马达电流I马达曲线，例如，在电动窗帘包括扭转弹簧的情况下。在此类示例中，马达电流I马达可在覆盖材料的单次移动期间多次超过电流阈值ITH。
尽管主要在包括用于移动覆盖材料以控制进入空间的日光量的马达的电动窗帘的背景下进行描述，但是本文描述的方法、系统和装置可与任何负载类型，特别是在一天中在相对短的时间段且以相对低的频次汲取高峰值电流的负载(例如，马达、排气扇、电梯、升降机、应急照明、短时间打开的灯具(诸如出口照明)、微波炉或其他小型电器等)一起使用。

Claims (100)

1.一种电动窗帘，其包括：
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池，其中所述一个或多个电池由开路电池电压定义；以及
马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及
控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过设定百分比。
2.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述设定百分比为5％。
3.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述设定百分比为3％。
4.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。
5.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个超级电容器。
6.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。
7.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述舱被配置为允许所述一个或多个电池可移除且可更换。
8.根据权利要求1所述的电动窗帘，其还包括弹簧辅助组件，所述弹簧辅助组件被配置为减小来自所述马达驱动单元用于控制所述覆盖材料的移动所需的扭矩。
9.根据权利要求8所述的电动窗帘，其中所述弹簧辅助组件被配置为使得所述马达驱动单元能够在所述覆盖材料被升高和降低时以基本恒定的扭矩操作。
10.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为使所述马达驱动电路在向所述马达供电以控制所述覆盖材料的移动所需的电压电平下从所述能量储存元件汲取所述电流，其中当所述一个或多个电池的能量密度低于其最大能量密度的30％时，所述一个或多个电池无法在向所述马达供电以控制所述覆盖材料从完全闭合和完全打开位置移动所需的所述电压电平下提供所述电池电流。
11.根据权利要求10所述的电动窗帘，其中当所述一个或多个电池的能量密度小于其最大能量密度的30％时，电池电压低于进行以下操作所需的阈值：在向所述马达供电以控制所述覆盖材料的移动所需的所述电压电平下提供所述电池电流。
12.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为控制功率转换器使得由所述功率转换器从所述一个或多个电池传导以对所述能量储存元件充电的所述电池电流不超过阈值电流。
13.根据权利要求12所述的电动窗帘，其中所述阈值电流的特征在于：所述一个或多个电池保持小于0.01C的放电率(C-rate)。
14.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述马达驱动电路从所述一个或多个电池汲取所述电池电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动，在所述第二模式下，所述马达驱动电路从所述能量储存元件汲取所述电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动。
15.根据权利要求14所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个电池的所述开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。
16.根据权利要求14所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。
17.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降至少为0.2V，并且其中所述能量储存元件的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降不超过0.04V。
18.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗的电压降比所述能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。
19.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为：
确定用于控制所述功率转换电路的半导体开关的接通时间和操作周期以将由所述功率转换器从所述一个或多个电池传导的所述电池电流的量值控制为平均电流；以及
根据所述接通时间和所述工作周期控制所述功率转换电路的所述半导体开关。
20.根据权利要求19所述的电动窗帘，其中所述平均电流被设定为使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过10％。
21.根据权利要求19所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路包括具有与所述半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，其中所述初级绕组被配置为当所述半导体开关导通时通过所述半导体开关传导初级电流。
22.根据权利要求1所述的电动窗帘，其还包括：
覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量。
23.一种装置，其包括：
负载；
舱，所述舱被配置为接收一个或多个碱性电池；以及
负载驱动单元，所述负载驱动单元包括：
一个或多个锂电池或超级电容器；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个碱性电池传导电池电流以对所述一个或多个锂电池或超级电容器充电；以及
负载驱动电路，所述负载驱动电路被配置为从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取电流以控制向所述负载输送的电力。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过10％。
25.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过5％。
26.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过3％。
27.根据权利要求23所述的装置，其还包括：
控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个碱性电池汲取所述电池电流以控制向所述负载输送的所述电力，在所述第二模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取所述电流以控制向所述负载输送的所述电力；并且
其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个碱性电池的开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个碱性电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。
28.根据权利要求23所述的装置，其还包括：
控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个碱性电池汲取所述电池电流以控制向所述负载输送的所述电力，在所述第二模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取所述电流以控制向所述负载输送的所述电力；并且
其中所述控制电路被配置为当所述负载所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述负载所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。
29.一种电动窗帘，其包括：
覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量；
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；以及
马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
马达，所述马达被配置为控制所述覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及
控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述马达驱动电路从所述一个或多个电池汲取所述电池电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动，在所述第二模式下，所述马达驱动电路从所述能量储存元件汲取所述电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动。
30.根据权利要求29所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个电池的开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。
31.根据权利要求29所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。
32.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池，其中所述一个或多个电池由开路电池电压定义；
马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及
控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得所述开路电池电压降低不超过设定百分比。
33.根据权利要求32所述的马达驱动单元，其中所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过所述设定百分比。
34.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；
马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；并且
其中所述一个或多个电池由第一电池化学成分构成，并且所述能量储存元件由第二电池化学成分构成，其中所述第一电池化学成分不同于所述第二电池化学成分。
35.根据权利要求34所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。
36.根据权利要求34所述的马达驱动单元，其还包括：
控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，开路电池电压降低不超过设定百分比。
37.根据权利要求36所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为5％。
38.根据权利要求36所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为3％。
39.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；
马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；
其中所述一个或多个电池被配置为提供能量储存以用于在所述覆盖材料的多次移动期间为所述马达供电，并且其中所述能量储存元件被配置为在所述覆盖材料的移动之后从所述一个或多个电池的所述能量储存再充电。
40.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中所述能量储存元件在所述一个或多个电池的寿命期间被充电和放电多次。
41.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中在所述一个或多个电池的所有所述能量储存的单次放电期间，所述能量储存元件被充电和放电多次。
42.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池或超级电容器。
43.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其还包括：
控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，开路电池电压降低不超过设定百分比。
44.根据权利要求43所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为5％。
45.根据权利要求43所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为3％。
46.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；
马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；
其中所述一个或多个电池的内阻比所述能量储存元件的内阻大多倍。
47.根据权利要求46所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池的所述内阻比所述能量储存元件的所述内阻大十倍。
48.根据权利要求46所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降至少为0.2V，并且其中所述能量储存元件的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降不超过0.04V。
49.根据权利要求46所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗的电压降比所述能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。
50.根据权利要求46所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池或超级电容器。
51.一种电动窗帘，其包括：
覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量；
舱，所述舱用于接收一个或多个电池；以及
马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池接收电池电压并对所述能量储存元件充电，使得在所述能量储存元件上产生储存电压并且电池电流通过所述功率转换电路传导；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流并且控制向马达输送的电力，所述马达被配置为控制所述覆盖材料的移动；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
确定用于控制所述功率转换电路的半导体开关的接通时间和操作周期以将通过所述一个或多个电池传导的所述电池电流的量值控制为期望平均电流；以及
根据所述接通时间和所述工作周期控制所述功率转换电路的所述半导体开关。
52.根据权利要求351所述的电动窗帘，其还包括电源转换器，所述电源转换器被配置为从中间能量储存元件接收所述储存电压并产生低压供电电压。
53.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为：
确定所述功率转换电路的输入电压的量值和所述储存电压的量值；以及
使用所述期望平均电流、所述输入电压的所述量值和所述储存电压的所述量值来计算所述接通时间和所述操作周期。
54.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为确定所述半导体开关的所述操作周期，使得功率转换器在不连续导通模式下操作。
55.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路包括具有与所述半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，其中所述初级绕组被配置为当所述半导体开关导通时通过所述半导体开关传导初级电流。
56.根据权利要求55所述的电动窗帘，其还包括：
滤波电路，所述滤波电路联接在所述一个或多个电池与所述功率转换电路之间，所述功率转换电路被配置为对所述初级电流进行滤波，使得所述期望平均电流通过所述一个或多个电池传导。
57.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个超级电容器。
58.根据权利要求57所述的电动窗帘，其中每隔一秒确定所述接通时间和所述操作周期。
59.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个可充电电池。
60.根据权利要求59所述的电动窗帘，其中每隔一分钟确定所述接通时间和所述操作周期。
61.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述期望平均电流低于阈值。
62.根据权利要求51所述的电动窗帘，其还包括：
与所述一个或多个电池并联联接的替代DC电源。
63.根据权利要求51所述的电动窗帘，其还包括：
可控开关电路，所述可控开关电路联接在所述一个或多个电池与所述马达驱动电路之间；
其中所述控制电路被配置为使所述可控开关电路导通以绕过所述功率转换电路和所述能量储存元件中的一者或多者，以允许所述马达驱动电路直接从所述一个或多个电池汲取电流。
64.根据权利要求51所述的电动窗帘，其还包括：
旁路开关，其中所述马达驱动电路被配置为当所述旁路开关闭合时直接从所述一个或多个电池汲取电流。
65.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路还被配置为启用和禁用所述功率转换电路，其中当所述功率转换电路被启用时，所述功率转换电路从所述一个或多个电池接收电池电压并对所述能量储存元件充电，并且其中当所述功率转换电路被禁用时，所述功率转换电路不从所述一个或多个电池接收电池电压并且不对所述能量储存元件充电。
66.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述能量储存元件的电荷水平低于第一阈值时，使所述功率转换电路使用所述一个或多个电池对所述能量储存元件充电，并且被配置为当所述能量储存元件的所述电荷水平高于第二阈值时，使所述功率转换电路停止使用所述一个或多个电池对所述能量储存元件充电。
67.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述储存电压小于所述电池电压。
68.根据权利要求51所述的电动窗帘，其还包括：
升压转换电路，所述升压转换电路被配置为产生高于所述储存电压的升高电压；并且
其中所述马达驱动电路被配置为通过所述升压转换电路从所述能量储存元件汲取电流以控制向所述马达输送的所述电力。
69.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路被配置为汲取次级电流以对所述能量储存元件充电，并且其中所述次级电流被配置为达到零，使得在所述次级电流达到零与所述操作周期结束之间存在停滞时间。
70.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为以大于所述操作周期的间隔确定所述接通时间和所述操作周期。
71.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为使用缩放因子来确定所述操作周期。
72.根据权利要求71所述的电动窗帘，其中所述缩放因子是被设定为大于一的恒定值。
73.根据权利要求71所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为确定所述缩放因子，使得所述功率转换电路的次级电流的量值在所述操作周期结束之前总是达到零安培。
74.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述马达驱动单元还包括低压电源供应器，所述低压电源供应器被配置为接收所述电池电压并产生用于为所述马达驱动单元的一个或多个低压部件供电的低压供电电压。
75.根据权利要求51所述的电动窗帘，其中所述低压部件包括用户界面、通信电路和所述控制电路中的一者或多者。
76.一种电动窗帘，其包括：
覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量；
舱，所述舱用于接收一个或多个电池；以及
马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池接收电池电压并对所述能量储存元件充电，使得在所述能量储存元件上产生储存电压并且电池电流通过所述功率转换电路传导；
马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流并且控制向马达输送的电力，所述马达被配置为控制所述覆盖材料的移动；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
确定用于控制功率转换器的操作周期和占空比以将通过所述一个或多个电池传导的所述电池电流的量值控制为期望平均电流。
77.根据权利要求76所述的电动窗帘，其还包括电源转换器，所述电源转换器被配置为从中间能量储存元件接收所述储存电压并产生低压供电电压。
78.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为：
确定所述功率转换电路的输入电压的量值和所述储存电压的量值；以及
使用所述期望平均电流、所述输入电压的所述量值和所述储存电压的所述量值来计算所述占空比和所述操作周期。
79.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为确定用于控制所述功率转换器的所述操作周期，使得所述功率转换器在不连续导通模式下操作。
80.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路包括具有与半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，其中所述初级绕组被配置为当所述半导体开关导通时通过所述半导体开关传导初级电流。
81.根据权利要求80所述的电动窗帘，其还包括：
滤波电路，所述滤波电路联接在所述一个或多个电池与所述功率转换电路之间，所述功率转换电路被配置为对所述初级电流进行滤波，使得所述期望平均电流通过所述一个或多个电池传导。
82.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个超级电容器。
83.根据权利要求81所述的电动窗帘，其中每隔一秒确定所述占空比和所述操作周期。
84.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个可充电电池。
85.根据权利要求84所述的电动窗帘，其中每隔一分钟确定所述占空比和所述操作周期。
86.根据权利要求76所述的电动窗帘，其还包括：
与所述一个或多个电池并联联接的替代DC电源。
87.根据权利要求76所述的电动窗帘，其还包括：
可控开关电路，所述可控开关电路联接在所述一个或多个电池与所述马达驱动电路之间；
其中所述控制电路被配置为使所述可控开关电路导通以绕过所述功率转换电路和所述能量储存元件中的一者或多者，以允许所述马达驱动电路直接从所述一个或多个电池汲取电流。
88.根据权利要求76所述的电动窗帘，其还包括：
旁路开关，其中所述马达驱动电路被配置为当所述旁路开关闭合时直接从所述一个或多个电池汲取电流。
89.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路还被配置为启用和禁用所述功率转换电路，其中当所述功率转换电路被启用时，所述功率转换电路从所述一个或多个电池接收电池电压并对所述能量储存元件充电，并且其中当所述功率转换电路被禁用时，所述功率转换电路不从所述一个或多个电池接收电池电压并且不对所述能量储存元件充电。
90.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述能量储存元件的电荷水平低于第一阈值时，使所述功率转换电路使用所述一个或多个电池对所述能量储存元件充电，并且被配置为当所述能量储存元件的所述电荷水平高于第二阈值时，使所述功率转换电路停止使用所述一个或多个电池对所述能量储存元件充电。
91.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述储存电压低于所述电池电压，并且其中所述期望平均电流低于阈值。
92.根据权利要求76所述的电动窗帘，其还包括：
升压转换电路，所述升压转换电路被配置为产生高于所述储存电压的升高电压；并且
其中所述马达驱动电路被配置为通过所述升压转换电路从所述能量储存元件汲取电流以控制向所述马达输送的所述电力。
93.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路被配置为汲取次级电流以对所述能量储存元件充电，并且其中所述次级电流被配置为达到零，使得在所述次级电流达到零与所述操作周期结束之间存在停滞时间。
94.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为以大于所述操作周期的间隔确定所述占空比和所述操作周期。
95.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为使用缩放因子来确定所述操作周期。
96.根据权利要求95所述的电动窗帘，其中所述缩放因子是被设定为大于一的恒定值。
97.根据权利要求95所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为确定所述缩放因子，使得所述功率转换电路的次级电流的量值在所述操作周期结束之前总是达到零安培。
98.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述马达驱动单元还包括低压电源供应器，所述低压电源供应器被配置为接收所述电池电压并产生用于为所述马达驱动单元的一个或多个低压部件供电的低压供电电压。
99.根据权利要求76所述的电动窗帘，其中所述低压部件包括用户界面、通信电路和所述控制电路中的一者或多者。
100.一种装置，其包括：
负载；
舱，所述舱被配置为接收一个或多个碱性电池；以及
负载驱动单元，所述负载驱动单元包括：
能量储存元件；
功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个碱性电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；以及
负载驱动电路，所述负载驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流以控制向所述负载输送的电力。
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