DE102004056109A1 - Elektronische Ansteuerung von elektrochromen Systemen - Google Patents

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Abstract

Eine elektronische Schaltung umfasst wenigstens eine elektrochrome Zelle, die beim Anlegen einer äußeren Spannung ihre optischen Eigenschaften ändert. Die Schaltung ist so ausgelegt, dass die elektochrome Zelle galvanostatisch und potentiostatisch beschaltet werden kann. So können beispielsweise in Abhängigkeit von der Impedanz oder in Abhängigkeit von dem zu erreichenden Färbezustand der elektrochromen Zelle die Spannung oder der Strom stabilisiert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung mit einer elektrochromen Zelle. Elektrochrome Zellen werden vielfältig eingesetzt. Beispielsweise bilden solche Zellen elektrochrome Module, die zur Bildung von Fensterfronten verwendet werden. Diese sind beispielsweise in DE 203 06 408 U1 offenbart. Elektrochrome Systeme bestehen im Allgemeinen aus mehreren Komponenten, meistens Schichten, die in geeigneter Weise angeordnet sind, um ein funktionsfähiges System zu bilden. Elektrochrome Verbundsysteme, z.B. elektrochrome Dünnschichtsysteme, sind in der Literatur in großer Zahl und in unterschiedlichen Kombinationen von Einzelkomponenten beschrieben. Darüber hinaus werden elektrochrome Zellen vielfältig im Automobilbau eingesetzt, um beispielsweise die Rückspiegel in Abhängigkeit des Umgebungslichtes abdunkeln zu können, die Sonneneinstrahlung in den Innenraum nach Bedarf zu verändern oder die Scheinwerferleuchtweite zu regulieren.
  • Zur Ansteuerung von elektrochromen Zellen und Modulen sind eine Vielzahl von Methoden und Schaltungen bekannt. Dabei wird versucht, die Steuerparameter, wie Zellenspannung und Strom, zugänglich zu machen und diese unmittelbar zu kontrollieren.
  • In der EP 1001307 A2 (Yamamoto, Tetusya, et al., Electrochromic display drive unit for use with a rear-view mirror) wird beispielsweise das Output-Signal durch eine Timer-Schaltung begrenzt, wodurch eine Überladung der Zelle verhindert werden soll. Das Entfärben wird durch das Kurzschließen der Zelle umgesetzt, was allerdings eine starke Belastung der Zelle mit sich bringt.
  • In den US-Patenten 4512637 und 4529275 (H. Ballmer, Method and Means for Stepwise Charge Control of electrochromic Layers bzw. Continuous charge control for electrochromic layers) wird ein Verfahren beschrieben, bei dem durch die Verwendung einer galvanostatischen Zellenansteuerung in Kombination mit einem digitalen Zähler die eingelagerte Ladungsmenge in die Zelle überwacht wird. Eine Begrenzung der eingebauten Ladungsmenge ist jedoch insbesondere für eine Anwendung im Bereich von Displays aus elektrochromen Zellen nicht sinnvoll, da die benötigte Ladungsmenge für den Färbe- oder Entfärbevorgang durch die unterschiedlichen Kombinationen an gefärbten und entfärbten Segmenten meist variabel ist.
  • Im US-Patent 5978126 (Walter P. Sjursen, Apparatus for controlling an electrochromic device) wird ein Verfahren zum Ansteuern einer elektrochromen Zelle unter Verwendung einer Referenz-Impedanz beschrieben. Der Ladestrom der elektrochromen Zelle wird ständig mit dem Referenzstrom durch die verwendete Referenz-Impedanz mittels eines Komparators verglichen und die Steuerung der elektrochromen Zelle entsprechend angepasst.
  • Durch die WO 9905566 A1 (G. Tulloch, Electrochromic smart windows and methods) wird ein Verfahren vorgestellt, bei dem die Ansteuerung der elektrochromen Zelle mit der Spannung eines photovoltaischen Elements gekoppelt ist. Das Verfahren beinhaltet verschiedene Spannungen für das Färben und Entfärben der Zelle und verwendet ein Abschaltkriterium für den Ladevorgang. Dies wird durch die Verwendung einer mit einem Mikroprozessor gesteuerten Schaltung umgesetzt.
  • Ein weiteres Verfahren wird in der WO 98/16870 A1 (I. Skryabin, Control of electrochromic devices) vorgestellt. Die Ziele bei der Ansteuerung der elektrochromen Zelle sind hier weitestgehend vergleichbar mit denen bei der Ansteuerung elektrischer Blei- oder Lithium-Akkumulatoren. Zunächst wird mit einem konstanten Strom geladen und die Spannung überwacht. Bei Erreichen einer vorgegebenen Maximalspannung wird potentiostatisch, d.h. bei gleich bleibender Spannung, weitergeladen. Die Ansteuerung erfolgt nachteilig über getrennte Stromkreise, zwischen denen bei Erreichen der Maximalspannung umgeschaltet wird. Weiterhin wird ein Abschaltkriterium durch Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes des Ladestromes definiert. Das Verfahren arbeitet nachteilig immer nach einem festen Ereignisablauf und beginnt stets mit einem kompletten Entfärbevorgang der elektochromen Zelle bevor der erste Programmschritt des Ladevorgangs startet und kann daher nicht beliebig abgebrochen und fortgesetzt werden. Das Verfahren eignet sich allenfalls für die Ansteuerung elektrochromer Fenster oder von elektrochromen Festanzeigen mit unveränderlicher Größe der einzufärbenden Fläche.
  • Eine variable Zuschaltung von elektrochemischen Zellen ist mit der Steuerung nicht vorgesehen und kann zu Problemen führen, insbesondere bei zusätzlichen Segmenten in einem Display. Werden mehrere Module oder Teilsegmente eines Moduls durch die zuvor beschriebene Ansteuerung betrieben, ist ein Eingriff in den Steuerprozess problematisch, da eine Variation der aktiven Fläche des Moduls einen nicht definierten Zustand darstellt. Die Aktivierung der Umschaltvorrichtung ist ein einmaliger Vorgang bei jedem erneuten Start der Steuerung. Bei Zuschaltung von weiteren Segmenten würde somit trotz der Überschreitung des maximalen Zellenstromes potentiostatisch beladen und dadurch die elektrochrome Zelle durch zu hohe Ströme stark belastet.
  • Weitere Vorrichtungen zur Ansteuerung von elektrochromen Zellen werden in den folgenden Druckschriften beschrieben: EP 1 065 557 A2 (G. Brüchmann, et al, Verfahren zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit eines elektrochromen Glases), WO 97/28484 (R. Batchelor, Electrochromic Devices), EP 0 683 419 B1 (C. Lefrou, Method of supplying power to an electrochromic system), EP 0 584 003 B1 (X. Ripoche, Power supply for an electrochromic cell) und US 5654736 (M. Green, Apparatus for the Control of an electrochromic window). Diese weisen jedoch zahlreiche, spezifische Nachteile auf und erfüllen insbesondere nicht die speziellen Anforderungen, die bei der Ansteuerung von elektrochromen Anzeigevorrichtungen zu berücksichtigen sind.
  • Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Nachteile ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vergleichsweise einfache und die elektrochrome Zelle schonende Schaltung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine vorteilhafte Verwendung ergibt sich aus dem weiteren nebengeordneten Anspruch.
  • Die erfindungsgemäße elektronische Schaltung weist wenigstens eine elektrochrome Zelle auf. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um eine Zelle, die beim Anlegen einer äußeren Spannung ihre optischen Eigenschaften ändert. Diese Änderung erfolgt durch Ein- oder Auslagerung von Ionen. Dies können beispielsweise Wasserstoffionen oder Alkalimetallionen sein, die in Übergangsmetalloxide eingelagert werden. Die Kristallstruktur der Metalloxide bleibt im Allgemeinen bei dieser sogenannten Interkalation unverändert. Durch die Interkalation ändert sich beispielsweise die Oxidationsstufe der Übergangsmetalloxide und mit ihr die Bandstruktur, was wiederum eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit und der optischen Eigenschaften, beispielsweise der transmissiven oder reflektiven Eigenschaften, zur Folge hat. Als sehr vielversprechendes elektrochromes Material hat sich Wolframoxid WO3 erwiesen.
  • Bezüglich eines beispielhaften Aufbaus wird auf die WO 95/28663 verwiesen, ohne dass dabei die vorliegende Erfindung auf diesen Aufbau beschränkt ist. Vielmehr eignet sich die vorliegende Erfindung aufgrund des allgemeinen Funktionsprinzips der elektrochromen Zelle, bei der die oben beschriebene Umlagerung mit einer Energiespeicherung verbunden ist, für alle Arten von elektrochromen Zellen, unabhängig von deren Aufbau. Die erfindungsgemäße Schaltung sieht ferner Mittel zum Färben oder Entfärben der elektrochromen Zelle vor. Beispielsweise umfassen die Mittel eine Stromversorgung, die an die Elektroden der elektrochemischen Zelle angeschlossen ist, um so eine Spannung zwischen den Elektroden anzulegen oder einen Strom zu den Elektroden oder von den Elektroden abfließen zu lassen, um die oben beschriebene Ein- oder Auslagerung von Ionen im elektrochromen Material der Zelle zu bewirken. Dabei sind die Mittel so ausgelegt, dass die elektrochrome Zelle galvanostatisch und potentiostatisch beschaltet werden kann. Galvanostatisch ist dabei so zu verstehen, dass die zu oder von den Elektroden abfließenden Ströme im Wesentlichen konstant sind. Ferner ist potentiostatisch so zu verstehen, dass die an den Elektroden der elektrochromen Zelle anliegenden Spannungen, d.h. die zwischen den Elektroden vorliegende Potentialdifferenz, im Wesentlichen konstant ist. Beispielsweise ist die Stromversorgung bezüglich der abzugebenden Spannung und des abzugebenden Stromes stabilisiert. Dadurch wird erreicht, dass es nicht zur Überbelastung der elektrochemischen Zelle hinsichtlich der anzulegenden Ströme und Spannungen kommt. Dadurch kann die Lebensdauer der Zelle gesteigert werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Stromversorgung der elektrochemischen Zelle bezüglich der beiden Stabilisierungen umschaltbar. So kann beispielsweise in Abhängigkeit der Impedanz oder in Abhängigkeit des zu erreichenden Färbezustands der elektrochromen Zelle die Spannung oder der Strom stabilisiert werden. Neben der sich dadurch ergebenden, schonenden Betreibung der relativ teuren, elektrochemischen Zelle führt dies zu einem vergleichsweise einfachen Aufbau, da u.a. mehrere separate Stromversorgungen und gegebenenfalls mehrfache Kontaktierungen der Elektroden entfallen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Steuerung der Schaltung vorgesehen, die so ausgelegt sind, dass wenigstens beim Umschalten von Färben nach Entfärben und/oder umgekehrt der elektrochromen Zelle diese galvanostatisch beschaltet ist. Unter Färben und/oder Entfärben sind die Vorgänge zu verstehen, die mit der Ein- und Auslagerung von Ionen im elektrochromen Material verbunden sind. Im Allgemeinen variiert dieser Ein- oder Auslagerungsvorgang mit der an der elektrochromen Zelle anliegenden Spannung. Es hat sich gezeigt, dass elektrochrome Zellen beim Färben oder Entfärben und insbesondere im Umschaltzeitpunkt sehr niedrige Impedanzen aufweisen können. Dadurch können insbesondere bei diesen Vorgängen ausgeprägte Stromspitzen auftreten. Dies führt oft zu einer Beschädigung der elektrochromen Zelle, oder schränkt deren Lebensdauer drastisch ein. Versuche haben gezeigt, dass die Lebensdauer einer elektrochromen Zelle um 8000 Zyklen gegenüber einer nicht galvanostatischen Beschaltung erhöht wird und eine Lebensdauer von 20000 Zyklen erreicht werden kann. Dabei umfasst ein Zyklus einen Färbe- und Entfärbevorgang. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorteilhaft die galvanostatische Beschaltung der elektrochromen Zellen auf im Wesentlichen den gesamten Färbe- oder Entfärbevorgang ausgedehnt. Die bei der galvanostatischen Beschaltung eingehaltene Stromstärke kann beim Färbevorgang gegenüber der beim Entfärbevorgang unterschiedliche Werte aufweisen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung sind die Mittel zu Steuerung der Schaltung so ausgelegt, dass bei Erreichen des Färbe- und/oder Entfärbezustandes der elektrochromen Zelle, diese im Wesentlichen potentiostatisch beschaltet ist. Dabei ist der Färbe- oder Entfärbezustand so zu verstehen, dass es sich um vorgegebene Zustände der elektrochromen Zelle handelt, deren optische Eigenschaften für einen vergleichsweise längeren Zeitraum beizubehalten sind. Im Allgemeinen bleiben die oben beschriebenen, elektrochromen Schichten nach der Interkalation nur einige Zeit aufgeladen. Um die jeweiligen optischen Zustände und dabei insbesondere den Färbezustand beizubehalten, ist bei dieser Ausgestaltung vorgesehen, die elektrochrome Zelle bei gleich bleibender Potentialdifferenz zwischen den Elektroden zu beschalten. Einer Entladung der Zelle wird so vorteilhaft entgegengewirkt, die optischen Eigenschaften werden für einen längeren Zeitraum beibehalten. Ferner wird so eine tiefere Einfärbung der elektrochromen Zelle erreicht.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Überwachen der an der elektrochromen Zelle anliegenden Spannung vorgesehen. Beispielsweise dienen diese in einer Ausgestaltung dazu festzustellen, wann das galvanostatische Färben oder Entfärben abzubrechen ist. Eine zeitabhängige Steuerung dieser Vorgänge kann dadurch entfallen, oder die damit verbundenen Nachteile hinsichtlich einer möglichen Überbelastung einer elektrochromen Zelle entfallen dadurch vorteilhaft. Eine derartige Überbelastung der Zelle kann beispielsweise auftreten, wenn nach einem nicht abgeschlossenen Entfärbevorgang der Färbevorgang über eine zu lange Zeit durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die Schaltung auf unterschiedliche elektrochrome Systeme mit ungleichen Färbe- und Entfärbezeiten anpassbar.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung ist diese so ausgelegt, dass Mittel zur Bestimmung der Spannung der elektrochromen Zelle vorgesehen sind. Beispielsweise sind strom- und spannungslose Phasen in der Beschaltung vorgesehen, in denen der Spannungszustand der Zelle und damit der Färbe- oder Entfärbezustand der Zelle festgestellt werden kann. Dadurch kann die Einfärbung beliebig eingestellt werden, ohne dass jeweils vorher entfärbt werden muss.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung wird der Strom überwacht, der während des Färbe- und/oder Entfärbezustandes, also während der potentiostatischen Beschaltung der elektrochromen Zelle fließt. Dadurch kann beispielsweise, dafür gesorgt werden, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen Stromgrenzwertes die potentiostatische Beschaltung der Zelle unterbrochen wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung ist diese so ausgelegt, dass der beim Färben und/oder Entfärben an der elektrochromen Zelle anliegende Strom gepulst ist. Dadurch wird erreicht, dass im stromlosen Zeitabschnitt zwischen den Pulsen, der Färbezustand der elektrochromen Zelle überprüft werden kann. Beispielsweise ist die Schaltung so ausgelegt, dass beim galvanostatischen Färbe- oder Entfärbevorgang der zugehörige Strom gepulst wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der elektronischen Schaltung sind Mittel zur zeitlichen Steuerung der an der elektrochromen Zelle anliegenden Spannungen und/oder Ströme vorgesehen. Beispielsweise wird bei Erreichen des Stromgrenzwertes bei der potentiostatischen Beschaltung der elektrochromen Zelle noch für ein Zeitintervall die Spannung an die elektrochrome Zelle angelegt. Dadurch wird eine tiefere Einfärbung der Zelle, insbesondere bei nicht eingeschwungenen Zellen erreicht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der elektronischen Schaltung umfassen die Mittel zur Steuerung der Schaltung einen Schalter zur Umschaltung zwischen der Färbe- und Entfärbebeschaltung der elektrochemischen Zelle. Dadurch kann die Schaltung für Zwecke eingesetzt werden, bei denen es von Vorteil ist, die optischen Eigenschaften willkürlich zwischen zwei Zuständen zu umzuschalten, wie es beispielsweise bei der Darstellung von binären Daten oder bei optischen Schaltern der Fall ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Schalter von einer Logik, insbesondere einem Prozessor, angesteuert. Dadurch eignet sich die Schaltung besonders zur Anwendung als Display. Beispielsweise bildet die elektrochrome Zelle ein Segment oder ein Pixel eines Displays.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sehen die Mittel zur Steuerung der Schaltung eine automatische Umschaltung zwischen der Färbe- und Entfärbebeschaltung der elektrochemischen Zelle, insbesondere für einen Einschwingvorgang, vor. Beispielsweise ist die Schaltung wie folgt gesteuert: Es erfolgt eine galvanostatische Beschaltung der elektrochromen Zelle bis zum Erreichen des Färbezustands. Nach Erreichen des Färbezustands, d.h. einer vorgegebenen Färbespannung erfolgt die potentiostatische Beschaltung, bis bei Unterschreiten des vorgegebenen Stromgrenzwertes eine automatische Umschaltung auf eine entgegengesetzte, galvanostatische Beschaltung der Zelle zur Entfärbung der Zelle vorgenommen wird. Dies wird fortgesetzt bis der Entfärbezustand, d.h. die vorgegebene Entfärbespannung, erreicht ist. Danach erfolgt wiederum eine potentiostatische Beschaltung, bis der Stromgrenzwert unterschritten wird. Damit ist ein Zyklus durchlaufen. Die Schaltung kann dann abgeschaltet werden oder man kann den Zyklus von Neuem beginnen. Ein automatischer Durchlauf wird zum Beispiel zur Demonstration der Schaltung verwendet. Ferner kann ein automatischer Durchlauf von einem oder mehreren Zyklen dazu verwendet werden, die elektrochrome Zelle einzuschwingen und damit besonders tiefe Färbezustände zu erreichen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere, insbesondere zu einem Display verbundene, elektrochrome Zellen vorgesehen. Beispielsweise sind mehrere elektrochrome Zellen parallel durch die Schaltung beschaltet, d.h. durch die Schaltung werden mehrere elektrochrome Zellen mit der gleichen Spannung beschaltet. Die erfindungsgemäße Schaltung weist den Vorteil auf, dass bei der galvanostatischen bzw. potentiostatischen Beschaltung der elektrochromen Zellen die Ströme bzw. Spannungen unabhängig vom Zustand der Einzelzelle konstant gehalten werden. Ist ferner ein Schalter vorgesehen, mit dem einzelne Zellen willkürlich oder durch eine Logik zu- oder abgeschaltet werden, wirkt sich dies nicht nachteilig auf die verbleibenden, entsprechend beschalteten elektrochromen Zellen aus. Beispielsweise wird beim Zuschalten einer weiteren Zelle bei der galvanostatischen Beschaltung sichergestellt, dass der Strom insgesamt konstant bleibt. Es wird also vermieden, dass durch einen geringen Widerstand in der zugeschalteten Zelle der durch die Zelle fließende Strom so ansteigt, dass dadurch die Struktur dieser Zelle beschädigt wird.
  • Die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen eignen sich zur Anwendung als Fensterelement, Spiegel oder strukturierte Festanzeige. Dadurch kann beispielsweise die Fläche der sich im Färbezustand befindlichen Zellen variabel und vergleichsweise einfach geschaltet werden. Ferner werden die dabei verwendeten elektrochromen Zellen vergleichsweise schonend beschaltet, so dass deren Lebensdauer ausgedehnt werden kann. Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Schaltung bei der Verwendung zur Darstellung von Daten. Mehrere elektrochrome Zellen, die beispielsweise zu einem Display verbunden sind, können durch einen einzelnen Schaltkreis betrieben werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Auslegung der Schaltung können zu jedem Zeitpunkt beliebig viele weitere Zellen zugeschaltet werden, oder beteiligte Zellen abgeschaltet werden, ohne dass dies negative Auswirkungen auf die verbleibenden elektrochromen Zellen hat.
  • Zu den Figuren:
  • 1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung in einer Ausgestaltung, wobei die elektrochrome Zelle ein Fenster-, Spiegel- oder ein strukturiertes Festanzeigenmodul sein kann.
  • 2 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung in einer weiteren Ausgestaltung, wobei die elektrochrome Zelle ein Segment eines Displays zur Darstellung von Daten ist.
  • An die in 1 dargestellte Steuerschaltung ist mindestens ein aus einer elektrochromen Zelle bestehendes Modul angeschlossen. Nachdem der Ansteuervorgang gestartet wurde, wird die elektrische Spannung von maximal Umax1, an die Zellen gelegt. Gleichzeitig wird der Zellenstrom überwacht. Da nach dem Starten des Schaltvorgangs der Zellenstrom den Wert Imax1 überschreiten würde, wird die Steuerspannung U derart nachgeregelt, dass der Zellenstrom den Wert Imax1 beibehält, bis die Zellenspannung den Wert Umax1 erreicht. Dann fällt der Zellenstrom ab, bis ein einstellbarer Minimalwert Imin1 erreicht wird. Durch einen Komparator wird dieser Ladevorgang überwacht. Bei Eintritt der Bedingung I ≤ Imin1 schaltet das Steuergerät gemäß des eingeschalteten Beschaltungsmodus entweder aus oder auf den entgegengesetzten Färbevorgang um.
  • In den Beschaltungsvorgang kann zu jedem Zeitpunkt vom Benutzer aktiv eingegriffen werden. Durch vorzeitiges Abschalten kann der momentane Färbezustand der elektrochromen Zelle konstant gehalten werden (Memory-Effekt). Ein vorzeitiges Umschalten der elektrochromen Zelle bewirkt eine neue Schaltsituation, die aufgrund des Regelkreises in keiner denkbaren Konstellation einen undefinierten Zustand bewirkt. Ein vorzeitiges Umschalten durch den Benutzer bewirkt also einen Einstieg in den entgegengesetzten Beschaltungsvorgang bei einem beliebigen Zustand der elektrochromen Zelle, der einerseits ein sofortiges Anlegen der Maximalspannung Umax bei gleichzeitig geringerem Strom I ≤ Imin zur Folge haben kann, oder zunächst wieder eine Regelung der Steuerspannung U bei I = Imax gemäß den gewünschten Vorgaben des entsprechenden Beschaltungsvorgangs bewirkt bis zum Erreichen von U = Umax. Dann wird der Beschaltungsvorgang wie oben beschrieben Verfahrens fortgesetzt. Eine weitere Möglichkeit des Benutzers, in den Beschaltungsvorgang einzugreifen, besteht im Zu- oder Abschalten einzelner elektrochromer Zellen bei gleichzeitiger Fortdauer des Beschaltungsvorgangs. Hierbei reagiert die Schaltung hinsichtlich der Spannung auf die sich einstellende Gesamtspannung des Systems und die Steuerspannung wird entsprechend nachgeregelt. Durch die permanente Überwachung der Steuerspannung und des Steuerstromes und die Kopplung zur Regelungsschaltung kann ein Überschreiten des Zellenstromes Imax durch jeden denkbaren Eingriff durch den Benutzer und eine Überlastung der elektrochromen Zellen verhindert werden.
  • Die in 2 dargestellte Steuerschaltung mit einem elektrochromen Segment-Display ist vergleichbar mit der in 1 skizzierten Schaltung. Eine Schaltung für ein elektrochromes Display unterscheidet sich durch die Schaltung aus 1 nur durch eine prozessor- oder logikgesteuerte, selektive Ansteuerung jedes einzelnen Segmentes durch ein Steuerschalterarray. Durch das Zu- oder Abschalten weiterer Segmente während eines Schaltvorgangs entsteht eine Situation, bei der die aktive Regelung der Steuerspannung sehr vorteilhaft ist und die vergleichbar mit dem Zu- oder Abschalten von weiteren elektrochromen Modulen aus 1 ist. Durch Verwendung der Regelungsschaltung wird auch hier gewährleistet, dass auf die sich ändernden Bedingungen durch die Vergrößerung/Verkleinerung der angesteuerten elektrochromen Fläche zu jedem Zeitpunkt reagiert wird und kein undefinierter Schaltzustand entstehen kann.

Claims (14)

  1. Elektronische Schaltung mit wenigstens einer elektrochromen Zelle mit Mitteln zum Färben oder Entfärben der elektrochromen Zelle, wobei die Mittel so ausgelegt sind, dass die elektrochrome Zelle galvanostatisch und potentiostatisch beschaltet werden kann.
  2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1 mit Mitteln zur Steuerung der Schaltung, die so ausgelegt sind, dass wenigstens beim Umschalten von Färben nach Entfärben und/oder umgekehrt der elektrochromen Zelle diese galvanostatisch beschaltet ist.
  3. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zu Steuerung der Schaltung so ausgelegt sind, dass bei Erreichen des Färbe- und/oder Entfärbezustandes der elektrochromen Zelle diese im Wesentlichen potentiostatisch beschaltet ist.
  4. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zum Überwachen der an der elektrochromen Zelle anliegenden Spannung.
  5. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zum Überwachen der Spannung der elektrochromen Zelle.
  6. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zum Überwachen des an der elektrochromen Zelle anliegenden Stroms.
  7. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer aktiven Regelungsschaltung für den an der elektrochromen Zelle anliegenden Strom.
  8. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die so ausgelegt ist, dass der an der elektrochromen Zelle anliegende Strom gepulst ist.
  9. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zur zeitlichen Steuerung der an der elektrochromen Zelle anliegenden Spannungen und/oder Ströme.
  10. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Steuerung der Schaltung einen Schalter zur Umschaltung zwischen der Färbe- bzw. Entfärbebeschaltung der elektrochemischen Zelle umfassen.
  11. Elektronische Schaltung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schalter von einer Logik, insbesondere einem Prozessor, angesteuert wird.
  12. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Steuerung der Schaltung eine automatische Umschaltung zwischen der Färbe- und Entfärbebeschaltung der elektrochemischen Zelle, insbesondere für einen Einschwingvorgang, vorsehen.
  13. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren, insbesondere zu einem Display verbundenen elektrochromen Zellen.
  14. Verwendung der elektronischen Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Darstellung von Daten.
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