CN107851413A - 用于电致变色窗网络的电力管理 - Google Patents

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Abstract

本文的各种实施方案涉及电致变色窗网络。所述网络可以特定方式配置来最小化所述网络上的所述窗汲取多于能够提供的功率的可能性。所述网络可以包括根据需要来将附加功率提供到窗的特定硬件部件。所述网络还可以被配置来对其中的所述窗如何转变进行调整以防止所述网络超载。本文描述的技术可以用于设计在考虑到使用正常转变参数来同时使所述网络上的所有所述窗转变将需要的功率的量时尺寸过小，而仍然允许进行同时转变的电致变色窗网络。

Description

用于电致变色窗网络的电力管理
相关申请的交叉引用
本申请要求以下各项的优先权的权益：于2015年7月8日提交且标题为“POWERMANAGEMENT FOR ELECTROCHROMIC WINDOW NETWORKS”的美国临时专利申请号62/190,012；以及于2015年7月13日提交且标题为“POWER MANAGEMENT FOR ELECTROCHROMIC WINDOWNETWORKS”的美国临时专利申请号62/191,975，所述专利申请中的每一个均以引用的方式整体并出于所有目的并入本文。本申请也是于2015年6月30日提交且标题为“CONTROLMETHODS AND SYSTEMS FOR NETWORKS OF OPTICALLY SWITCHABLE WINDOWS DURINGREDUCED POWER AVAILABILITY”的PCT专利申请号PCT/US15/38667的部分继续申请，所述专利申请要求于2014年6月30日提交且标题为“UNINTERRUPTABLE POWER SUPPLIES FORNETWORKS OF OPTICALLY SWITCHABLE WINDOWS”的美国临时申请号62/019,325的优先权的权益，所述专利申请中的每一个均以引用的方式整体并出于所有目的并入本文。
发明背景
电致变色是材料在被置于不同电子状态中时通常因经受电压变化而展现光学性质的可逆的电化学介导的变化的现象。光学性质通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一个或多个。一种众所周知的电致变色材料例如是氧化钨(WO3)。氧化钨是一种阴极电致变色材料，其中透明到蓝色的上色转变通过电化学还原而发生。
无论是电致变色的还是其他形式的可电切换的窗可以用在建筑物中来控制太阳能的透射。可切换的窗可以手动或自动地着色和除色来降低采暖、空调和/或照明***的能量消耗，同时维持居住者舒适性。
直到最近设计者们才开始开发用于具有许多可电着色的窗的建筑物的控制和电源***。因此，在这类***能够可靠地操作并发挥其潜能之前需要许多开发工作。
发明内容
本文的各种实施方案涉及用于电致变色窗的配电网络以及形成这类网络的方法。在许多情况下，配电网络能够管理对功率的供应和/或对功率的需求以避免对网络造成过重负担。在一些情况下，网络可能能够以高于功率输送到网络的速率将功率输送到窗。本地能量存储单元诸如能量井可以被提供用来实现这个特征。在这些或其他情况下，配电网络可能能够调整电致变色窗的转变参数以降低对功率的需求。在一些情况下，网络可以被修改成包括附加电致变色窗，而对网络造成最低限度的破坏。
在所公开的实施方案的一方面，提供了一种网络，所述网络包括：(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：至少一个电致变色窗格；以及窗控制器，所述窗控制器用于驱动电致变色窗格的光学转变；(b)电力供应器，所述电力供应器与窗组件电连接；以及(c)一个或多个能量井，所述能量井与电力供应器并与窗组件电连接，其中一个或多个能量井电气地提供在电力供应器的下游并且电气地提供在窗组件中的至少一个的上游，其中网络被配置来在窗组件总体需要大于电力供应器能够提供的功率量时将功率从能量井传送到窗组件，并且在窗组件总体需要低于电力供应器能够提供的功率量时将功率从电力供应器传送到能量井以对能量井进行再充电。
在某些实现方式中，电力供应器可以是第2类电力供应器。在其他实现方式中，电力供应器可以是第1类电力供应器。能量井在一些情况下可以包括超级电容器。在这些或其他情况下，能量井可以包括可再充电电池。能量井可以具有能量存储容量，所述能量存储容量足以同时驱动网络上至少2个窗组件的光学转变。在一些情况下，可以提供多个能量井。在一个示例中，针对网络上每4个窗组件提供至少一个能量井。能量井在一些实施方案中可以集成到窗组件中。
在各种实施方案中，网络还可以包括与两个或更多个窗组件中的每一个的窗控制器通信地耦合的网络控制器和/或主控制器。网络控制器和/或主控制器可以被配置成在出现第一状况时使用第一组转变参数来使窗组件中的一个或多个经受第一光学转变，并且在出现第二状况时使用第二组转变参数来使窗组件中的一个或多个经受第二光学转变，第一状况不同于第二状况。
在一些情况下，第一状况可能涉及窗组件总体需要相对较多功率的状况，并且第二状况可能涉及窗组件总体需要相对较少功率的状况。第一状况可能涉及以下状况：例如，涉及转变的窗组件在使用第二组转变参数转变的情况下会总体需要(i)多于电力供应器和一个或多个能量井能够提供的功率，或者(ii)多于电力供应器和一个或多个能量井能够提供的功率的某一分数的功率。
第二状况可能涉及以下状况：例如，网络中的某些区域的窗或整组窗或整个窗网络需要更少的功率来转变，例如涉及转变的窗组件在使用第二组转变参数转变的情况下会总体需要(i)少于电力供应器和一个或多个能量井能够提供的功率，或者(ii)少于电力供应器和一个或多个能量井能够提供的功率的某一分数的功率。在出现第二状况的某些情况下，来自电力供应器的功率可以经引导来对一个或多个能量井进行再充电。在这些或其他情况下，当出现第二状况时，来自电力供应器的功率可以用于网络之外的其他目的，例如功率可以用于给本地电网或其他建筑物***馈电。在一些情况下，网络借助于其能量井可以单独或结合网络中的电力供应器来供应窗需要的额外的功率。网络还可以包括传感器，所述传感器用于测量电压和/或电流。所测量的电压和/或电流可能与从网络上的任何部件输送或输送至其的电压和/或电流相关。
在所公开的实施方案的另一方面，提供了一种网络，所述网络包括：(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：至少一个电致变色窗格；以及窗控制器，所述窗控制器用于驱动电致变色窗格的光学转变；(b)一个或多个电源，所述电源包括至少一个主要电力供应器以及任选地一个或多个能量井，电源与窗组件电连接；以及(c)网络控制器和/或主控制器，所述网络控制器/主控制器通信地耦合到窗控制器，其中网络控制器和/或主控制器包括用来防止窗组件总体需要大于电源能够输送的功率的指令，其中所述指令包括：(i)对某些窗组件的转变划分优先级，使得某些窗组件先于其他窗组件转变，和/或(ii)在使窗组件转变所需的功率总体超过阈值时，使用一组修改的驱动转变参数来驱动窗组件的光学转变，其中所述一组修改的驱动转变参数不同于在使窗组件转变所需的功率总体低于阈值时用来驱动窗组件的光学转变的第一组驱动转变参数。
在某些实现方式中，网络控制器和/或主控制器可以被配置来使窗组件的转变随着时间的推移而交错。在这些或其他实现方式中，网络控制器和/或主控制器可以被配置来使用所述一组修改的驱动转变参数，其中所述一组修改的驱动转变参数相较于第一组驱动转变参数每个单位时间会带来更低的总功率使用。在一些这样的实现方式中，第一组和所述一组修改的驱动转变参数中的每一个可以包括斜升到驱动的电压速率，其中所述一组修改的驱动转变参数的斜升到驱动的电压速率具有低于第一组驱动转变参数的斜升到驱动的电压速率的量值。在这些或其他实现方式中，第一组和所述一组修改的驱动转变参数中的每一个可以包括驱动电压，其中所述一组修改的驱动转变参数的驱动电压具有低于第一组驱动转变参数的驱动电压的量值。在各种实施方案中，一个或多个电源可以具有最大总功率输出，其中使用第一组驱动转变参数来同时驱动两个或更多个窗组件的光学转变会涉及大于一个或多个电源的最大总功率输出的功率量。在某些实施方案中，一个或多个能量井可以在窗组件总体需要的功率高于第二阈值时将功率提供到窗组件，并且可以在窗组件总体需要的功率低于第二阈值时从主要电力供应器进行再充电，其中第二阈值是基于主要电力供应器能够输送的最大功率。能量井在一些情况下可以包括超级电容器。在这些或其他情况下，能量井可以包括可再充电电池。
在所公开的实施方案的另一个方面，提供了一种网络，所述网络包括：(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：至少一个电致变色窗格；窗控制器，所述窗控制器用于驱动电致变色窗格的光学转变；以及超级电容器，所述超级电容器用于为电致变色窗格的光学转变供电；(b)电力供应器，所述电力供应器与窗组件电连接，其中网络被配置来在窗组件总体需要大于电力供应器能够提供的功率量时将功率从超级电容器传送到电致变色窗格，并且在窗组件总体需要低于电力供应器能够提供的功率量时将功率从电力供应器传送到超级电容器以对超级电容器进行再充电。在一些实施方案中，超级电容器可以是窗控制器的一部分。
在所公开的实施方案的另一个方面，提供了一种网络，所述网络包括：(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：至少一个电致变色窗格；以及窗控制器，所述窗控制器用于驱动电致变色窗格的光学转变；(b)电力供应器，所述电力供应器与窗组件电连接；以及(c)一个或多个能量井，所述能量井与电力供应器并与窗组件电连接，其中网络被配置来：(i)在窗组件总体需要大于电力供应器能够提供的功率量时将功率从能量井传送到窗组件，(ii)在窗组件总体需要低于电力供应器能够提供的功率量时将功率从电力供应器传送到能量井以对能量井进行再充电，以及(iii)在接收到引导网络如此操作的命令时将功率从能量井传送到电气地安置在能量井与电力供应器之间的电缆。
在所公开的实施方案的又另一个方面，提供了一种修改电致变色窗网络的方法，所述方法包括：在已有的窗组件网络中安装一个或多个附加窗组件，所述已有的网络包括：两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：至少一个电致变色窗格；两个或更多个窗控制器，每个窗控制器电连接到窗组件中的一个；以及一个或多个电力供应器，所述电力供应器统一具有最大功率输出，其中在安装一个或多个附加窗组件之前，用来使用第一组驱动转变参数同时驱动所有窗组件的光学转变的功率总体低于最大功率输出，其中在安装一个或多个附加窗组件之后，用来使用第一组驱动转变参数同时驱动所有窗组件的光学转变的功率总体超过最大功率输出，并且其中在安装一个或多个附加窗组件之后，网络可以执行命令来同时驱动所有窗组件的光学转变，而不用对一个或多个电力供应器要求超过最大功率输出的功率级。
在某些实施方案中，所述方法还包括安装一个或多个能量井，所述能量井与(a)一个或多个电力供应器以及(b)已有网络的两个或更多个窗组件和/或一个或多个附加窗组件电连通。在其他实现方式中，所述方法不包括安装任何附加电源。在一些实现方式中，已有网络除了一个或多个电力供应器之外还可以包括一个或多个能量井。在各种实施方案中，在安装一个或多个附加窗组件之前，网络可以被配置来使用第一组驱动转变参数来驱动窗组件的光学转变，并且在安装一个或多个附加窗组件之后，网络可以被配置来使用一组修改的驱动转变参数来驱动窗组件的光学转变，其中所述一组修改的驱动转变参数相较于第一组驱动转变参数每个单位时间会带来每个窗组件的更低的功率使用。
下文将参考附图来更详细地描述所公开的实施方案的这些和其他特征以及优点。
附图简述
当结合附图考虑时可以更充分理解以下具体实施方式，其中：
图1示出根据某些实施方案的电致变色装置的截面图。
图2是用于控制建筑物的一个或多个可着色窗的功能的配电和通信网络的部件的图。
图3呈现根据某些实现方式的用于电致变色窗的配电网络。
图4呈现包括附加输电线的用于电致变色窗的配电网络。
图5呈现包括附加输电线和附加能量存储单元的用于电致变色窗的配电网络。
图6示出在各种实施方案中可以用于驱动电致变色窗的光学转变的电流和电压分布。
图7和图8呈现根据各种实施方案的还可以操作为电致变色窗的通信网络的配电网络的示意图。
图9-11呈现根据许多实施方案配置的电致变色窗的配电网络的视图。
图12呈现根据某些实施方案的窗控制器和相关联部件的表示。
具体实施方式
电致变色装置
本文公开的各种实施方案涉及用于电致变色窗的改进的窗控制和/或网络配置。所公开的网络配置和窗控制方法在许多情况下可以用于最小化配电网络的总功率容量并且由此降低电致变色窗安装的投资和/或操作成本。这些益处可以通过例如最小化连接所有相关窗所需的布线的量，最小化输电线上的功率损失，维持网络以及其上的设备处于特定类别/等级内和/或最小化为窗供电所使用的控制箱的数目来实现。所公开的技术的一个优点是电致变色窗的网络可以被设计成在相对较低的峰值输入功率下操作，这可以避免对更为昂贵的基础设施和设备的需求。另一个优点是根据所公开的技术设计的网络更具灵活性/适应性，并且因此可以例如1)(在初始安装之后)接受具有最低限度的重新布线和基础设施变化的附加窗，2)通过动态地改变可用功率的分布来适应变化的需求而管理网络上的功率输送，3)将功率输送到网络中的电致变色窗和/或外部***，诸如电网或其他建筑物***，并且4)将功率存储在网络的能量井中，这允许例如在功率短缺期间，例如当网络中的电力供应器失效和/或网络的外部电源失效或减少时继续使用电致变色窗，并且允许更少量的缆线并更少地依赖于外部电源来在网络中切换窗。
图1中示出了根据一些实施方案的电致变色装置100的示意性截面图。电致变色装置包括衬底102、传导层(CL)104、缺陷减轻绝缘层(DMIL)105、电致变色层(EC)106(有时又被称为阴极上色层或阴极着色层)、离子传导层或区域(IC)108、对电极层(CE)110(有时又被称为阳极上色层或阳极着色层)以及传导层(CL)114。元件104、105、106、108、110和114被统称为电致变色堆叠120。可操作来将电势施加在整个电致变色堆叠120上的电压源116实现了电致变色装置从例如透明状态到着色状态的转变。在其他实施方案中，层的顺序相对于衬底而言是反向的。也就是说，所述层是呈以下顺序：衬底、传导层、缺陷减轻绝缘层、对电极层、离子传导层、电致变色材料层、传导层。
在各种实施方案中，离子导体区域108可以由EC层106的一部分和/或CE层110的一部分形成。在这类实施方案中，堆叠120可以被沉积为包括与阳极上色型对电极材料(CE层)直接物理接触的阴极上色型电致变色材料(EC层)。然后，可以形成离子导体区域108(有时称为界面区域，或离子传导的基本上电绝缘的层或区域)，其中EC层106和CE层110例如经由加热和/或其他处理步骤相遇，如在美国专利号8,765,950中所解释，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在各种实施方案中，图1所示的层中的一个或多个可以被沉积为包括两个或更多个子层。在一个示例中，EC层106和/或CE层110可以被沉积为包括两个或更多个子层。给定层内的子层可以具有不同的组成和/或形态。子层可以被包括来促进离子传导区域108的形成和/或调整电致变色装置100的各种性质。
另外，电致变色装置可以包括图1中未示出的一个或多个附加层。这类层可以改进光学性能、耐久性、气密性等等。可以使用的附加层的示例包括但不限于：防反射层、附加的缺陷减轻绝缘层(其可以被提供在图1所示的任何层内或其间)和/或顶盖层。本文公开的技术可适用于各种各样的电致变色装置设计。
在某些实施方案中，电致变色装置可逆地在透明状态与着色状态之间循环。在透明状态下，电势被施加到电致变色堆叠120，使得堆叠中能够使得电致变色材料106处于着色状态的可用离子主要驻留在对电极110中。当电致变色堆叠上的电势反转时，离子传输穿过离子传导层108到达电致变色材料106并且使得材料进入着色状态。
应理解，对透明状态与着色状态之间的转变的提及是非限制性的并且仅表示可以实施的电致变色转变的许多示例当中的一个示例。除非本文另外指明，否则无论何时提及透明-着色转变，对应的装置或工艺都涵盖其他光学状态转变，诸如非反射性-反射性、透明-模糊等。另外，术语“透明”和“漂白”指代光学中性状态，例如，未着色、透明或半透明。仍然另外，除非本文另外指明，否则电致变色转变的“上色”或“着色”不限于任何特定波长或波长范围。如本领域技术人员所理解，适当的电致变色材料和对电极材料的选择决定了相关光学转变。
在某些实施方案中，构成电致变色堆叠120的所有材料都是无机的、固体的(即，呈固体状态)或无机和固体两者兼有。由于有机材料往往会随时间降解，无机材料提供了能够在一段较长时间内起作用的可靠的电致变色堆叠的优点。呈固态的材料还提供了不会像呈液态的材料那样经常出现封堵和泄漏问题的优点。应理解，堆叠中的任一个或多个层可以含有一定量的有机材料，但是在许多实现方式中，一个或多个层含有很少乃至不含有机物质。这同样可以适用于液体，所述液体可以少量地存在于一个或多个层中。还应理解，可以沉积或另外通过采用液体组分的工艺，诸如采用溶胶-凝胶的某些工艺或化学气相沉积来形成固态材料。有关电致变色装置的各种层的信息(包括有关其沉积的信息)呈现于2009年12月22日提交且标题为“FABRICATION OF LOW DEFECTIVITY ELECTROCHROMIC DEVICES”的美国申请号12/645,111，所述申请以引用的方式整体并入本文。
电致变色装置可以并入到绝缘玻璃单元(IGU)中，所述IGU具有通常由间隔物隔开并经由各种密封部件一起密封的两个或更多个窗格。在一个示例中，IGU包括第一窗格，所述第一窗格上面沉积了电致变色装置；第二窗格(其上面可能具有或不具有电致变色装置)；间隔物，所述间隔物安置在窗格之间并且接近窗格的***；主密封件，所述主密封件介于间隔物与每个窗格之间；以及次密封件，所述次密封件包围间隔物和主密封件。IGU可以安装在框架中。IGU还可以包括用来对电致变色装置供电的布线、各种传感器、用于控制电致变色装置的转变的窗控制器以及其他部件。电致变色IGU被进一步论述和描述于2015年11月24日提交且标题为“SELF-CONTAINED EC IGU”的美国专利号8,213,074和美国专利申请号14/951,410，各自以引用的方式整体并入本文。
网络
简介
在某个网络上可以连接两个或更多个电致变色窗。网络可以用于将功率分配到网络中的各个窗和/或控制到达所述窗的信息/通信。许多不同的网络配置是可能的。
图2是根据各种实施方案的用于控制某一场地(例如，建筑物)处的一个或多个可着色窗的功能(例如，转变到不同着色等级)的窗网络***200的部件的方框图。虽然图2的描述主要集中于控制信息的分配，但是应理解所示网络的一些或全部还可以用于分配功率。在与配电网络重叠的通信网络的部分中，可以使用单一导体来输送功率(就像在电源线通信中一样)，或者可以使用分开的线路来输送功率和通信，但是可以在这些分开的线路之间共享基础设施诸如管道。***200可以是由窗***经由建筑物管理***(BMS)管理的***之一或者可以直接由窗***管理和/或独立于BMS操作。
***200包括窗控制***202，所述窗控制***可以将控制信号发送到可着色窗以控制其功能。***200还包括网络210，所述网络与窗控制***202进行电子通信；以及电源(未图示)，所述电源用于将功率提供到网络上的个别部件。用于控制可着色窗的功能的控制逻辑和指令和/或传感器数据可以经由网络210传达给窗控制***202。网络210可以是有线或无线网络(例如，云网络)。在一些实施方案中，网络210可以(例如，通过API)与BMS进行通信以允许BMS经由网络210将用于控制可着色窗的指令发送到建筑物中的可着色窗。在一些情况下，BMS可以与窗***进行通信以从窗***接收用于控制可着色窗的指令。在其他实施方案中，网络210可以与窗***进行通信以允许窗***经由网络210将用于控制可着色窗的指令发送到建筑物中的可着色窗。在某些实施方案中，窗控制***202和/或主控制器203被设计和配置来与窗***或其部件，诸如数据仓库进行通信。
***200还包括可着色窗的EC装置250和墙壁开关290，两者都与窗控制***202进行电子通信。在这个所示示例中，窗控制***202可以将控制信号发送到EC装置250以控制具有EC装置250的可着色窗的着色等级。每个墙壁开关290还与EC装置250和窗控制***202进行通信。最终用户(例如，具有可着色窗的房间的居住者)可以使用墙壁开关290来控制具有EC装置250的可着色窗的着色等级和其他功能。
在图2中，窗控制***202被描绘为分布式窗控制器网络，所述分布式窗控制器网络包括主控制器203、与主控制器203进行通信的多个网络控制器205以及若干多个端或叶窗控制器240。每多个端或叶窗控制器240与单个网络控制器205进行通信。虽然窗控制***202被示出为分布式窗控制器网络，但是在其他实施方案中，窗控制***202也可以是控制单个可着色窗的功能的单个窗控制器。图2的分布式网络中的窗控制器中的每一个可以包括处理器(例如，微处理器)和与处理器电连通的计算机可读介质(例如，被配置来存储数字信息的存储器装置)。
在图2中，每个叶或端窗控制器240与单个可着色窗的EC装置250进行通信以为建筑物中的所述可着色窗供电并控制所述可着色窗的着色等级。在IGU的情况下，叶或端窗控制器240可以与IGU的多个窗片上的EC装置250进行通信以控制IGU的着色等级。在其他实施方案中，每个叶或端窗控制器240可以与多个可着色窗进行通信。叶或端窗控制器240可以集成到可着色窗中，或者可以与其所控制的可着色窗分开。
每个墙壁开关290可以由最终用户(例如，房间的居住者)操作以控制与墙壁开关290进行通信的可着色窗的着色等级和其他功能。最终用户可以操作墙壁开关290来将控制信号传达给相关联的可着色窗中的EC装置250。在一些情况下，来自墙壁开关290的这些信号可以超控来自窗控制***202的信号。在其他情况(例如，高需求情况)下，来自窗控制***202的控制信号可以超控来自墙壁开关290的控制信号。每个墙壁开关290也与叶或端窗控制器240进行通信以将与自墙壁开关290发送的控制信号有关的信息(例如，时间、日期、所请求的着色等级等)发送回到窗控制***202。在一些情况下，可以手动操作墙壁开关290。在这些或其他情况下，可以由最终用户使用远程装置(例如，手机、平板计算机等)来无线地控制墙壁开关290，所述远程装置利用控制信号，例如使用红外(IR)信号和/或射频(RF)信号来发送无线通信。在一些情况下，墙壁开关290可以包括无线协议芯片，诸如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee、LiFi等等。简而言之，LiFi指代光保真技术，这是类似于WiFi的双向高速联网无线通信技术。LiFi利用光信号(例如，可见光、红外光、近紫外光等)来无线地传送信息。光信号对于人类感知来说可能是足够快和/或弱的，但是这类信号可以容易地被适当的接收器感知。在一些情况下，LiFi信号可以由一个或多个发光二极管(LED)产生，所述LED可以涂布有(或另外包括)允许高数据传输率的材料。示例材料可以包括钙钛矿。一种特定示例材料是溴化铅铯(CsPbBr3)，它可以纳米晶体形式提供。在各种实施方案中，控制信号(例如，介于墙壁开关290与窗控制***202上的部件，诸如端或叶窗控制器240之间，或介于窗控制***202上的任何部件之间的控制信号)可以经由LiFi来传送。为此目的，开关、控制器、电致变色窗和***的其他部件中的任一个可以包括用于发射和/或接收通信信号，包括蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee、LiFi以及类似信号的适当的发射器和/或接收器。虽然图2所描绘的墙壁开关290定位于墙壁上，但是***200的其他实施方案可以具有定位于房间中其他位置的开关。
在例如主控制器和/或网络控制器与端窗控制器之间的无线通信提供了避免安装硬通信线的优点。这对于窗控制器与BMS之间的无线通信也是成立的。一方面，起这些作用的无线通信可用于将数据传送到电致变色窗并从其传送数据，以操作窗并且向例如BMS提供数据以优化建筑物中的环境和能量节省。窗位置数据和来自传感器的反馈协同用于这种优化。例如，粒度级别(逐个窗)微气候信息被馈送到BMS，以便于优化建筑物的各种环境。用于实施本文描述的方法(包括但不限于用于使某些窗的转变优先于其他窗的方法，以及用于更改在某些功率可用性受限的状况下转变的窗的转变参数的方法)的逻辑可以提供在本文描述的控制器和控制***中的任一个上。例如，这种逻辑可以提供在窗控制***、主控制器、网络控制器、窗控制器或其某一组合上。在各种实施方案中，例如，如图2所示在以下两者之间存在通信连接：窗控制器，所述窗控制器控制一个或多个电致变色窗上的转变；以及网络控制器和/或窗控制器。用于启动和控制一个或多个电致变色窗上的转变的逻辑可以提供在主控制器和/或网络控制器上，它们可以将指令馈送到窗控制器以在一个或多个电致变色窗上执行。在一个实施方案中，逻辑提供在一个或多个网络控制器上，所述网络控制器将指令馈送到窗控制器。在另一个实施方案中，逻辑提供在一个或多个主控制器上，所述主控制器将指令馈送到网络控制器，所述网络控制器将所述指令馈送到窗控制器。一般来说，在窗控制器与一个或多个更高级别或中央控制器(其可以被实施为例如一个或多个网络控制器和/或一个或多个主控制器)之间可能存在通信关系。这种通信关系可以用于根据需要来在各个控制器之间传送控制信息。
在以上描述中对BMS的提及在一些或所有情况下可以参考智能恒温器服务或其他家电服务，诸如NEST来进行替换。介于窗***与BMS或家电服务之间的通信可以如上所述经由API来实现。
功率考虑
在设计电致变色窗网络时考虑的主要考虑因素之一是这类窗的功率需求。在网络上的所有或大部分窗涉及同时经受光学转变的情况下/时，在网络上输送的功率将是最大的。当遇到这种情况时，网络可以被理解成是输送“峰值功率”。在大多数***上相对会很少出现峰值功率输送，并且由***在任何时间使用的功率可以是峰值功率的约10％的量级。这是因为所有窗很少需要在同一时间转变，例如，建筑物的不同侧上的不同窗区域或同一侧上的不同高度的不同窗区域往往会在不同时间着色。然而，由于可能存在想要或需要峰值功率输送的情况，因此配电网络常规上会被设计成可按需输送这种功率。可能需要峰值功率输送的示例包括存在安全问题的情况(例如，其中所有内部和/或外部窗可以被着色来防止潜在的安全威胁看到窗内部/透过窗观看，或者其中所有内部和/或外部窗可以变得透明以最小化潜在安全威胁隐藏起来的可能性)；窗同时着色或不着色来展示窗/建筑物的功能的情况(例如，在安装之后的调试阶段期间)；电致变色窗被用于艺术展览的情况；预期到本地电力企业无法满足需求的紧急情况，所有或许多建筑物窗必须快速转变到受保护状态(例如，全部透明)的情况等。这类紧急情况可能与停电、灯火管制等相关。除了这类情况之外，通常不需要峰值功率输送，并且相对较少量的功率被输送到网络上的电致变色窗。此外，常规的电致变色窗安装在考虑到一组多个窗的情况下进行设计，即，窗的配电网络针对初始安装的特定数目的窗进行设计和构建，因此并不针对稍后连接到网络的扩充数目的窗进行设计。同样，常规的电致变色窗安装可以包括“过度设计”的，即在考虑到峰值负荷的情况下设计的网络，而峰值负荷在***的寿命内很少会实际发生。本文描述的实施方案实现更合适的配电网络，所述配电网络在仍然能够提供峰值功率输送的同时通常需要成本低于常规***的基础设施，并且在提到供电方案时比常规***更具灵活性。
即使不存在要求***同时使所有窗转变的特殊需求的情况下，操作者也可以引导***如此操作。因此，网络应能够执行指令来同时驱动所有电致变色窗的光学转变。这个指令的执行实际上可能涉及立即使所有窗转变，或者它可以涉及引导窗在一段短时间内按顺序变化。
网络的电力管理涉及平衡可用功率的供应和需求。在各种实施方案中，对可用功率的供应和/或需求可以最小化功率输入到***所处的最大速率的方式进行控制。所公开的技术可以用于为电致变色窗设计具有低于在其他情况下可能要求的功率输入要求的配电网络。这些技术可以例如通过避免需要被设计来在较高峰值功率输送下操作的设备而最小化成本，从而最小化布线的量等。
管理对可用功率的供应
用于管理电致变色窗网络上的功率分布的技术之一是管理可用于驱动光学转变的能量供应。在一些常规网络中，若干电致变色窗可以由单一控制面板(有时又被称为控制箱、电力供应器、电源等)驱动，所述单一控制面板通常提供用来驱动窗上的光学转变的所有功率。建筑物可以配备有多个控制面板，所述控制面板可以输送功率和控制信息两者。在一些情况下，可能建筑物的每个楼层存在一个控制面板，或者每个区域存在一个控制面板。可以由单一控制面板驱动的电致变色窗的数目可以通过驱动每个窗所需的功率和可由控制面板输送的最大功率来确定。可以由单一电源线驱动的电致变色窗的数目可以进一步取决于线路损耗，所述线路损耗受到线路上携载的电压和线路的距离的影响。在一组窗汲取(或试图汲取)大于能够输送的功率量的情况下，其中设置有窗的电路可能会跳闸并且窗转变可能会失败。
图3呈现了包括各自由控制面板310驱动的一系列电致变色窗301-306的配电网络300的简化视图。主干线315将所有窗301-306连接到控制面板310，并且可以携载功率、通信信息或两者。在一些情况下，驱动窗301-306的同时光学转变所需的功率可能会超过由控制面板310通过单一线路能够输送的功率。因此，附加电源线可以被提供用来为某些窗供电。这种附加电源线可能是需要的，因为在初始安装之后会添加附加的可电切换的窗。
图4呈现了包括各自由控制面板410驱动的一系列电致变色窗401-406的网络400的简化视图。在此处，两条线路被提供用来将功率从控制面板410带到窗。第一线415可以为第一组窗401-403供电，并且第二线416可以为第二组窗404-406供电。然而，网络400仍然受到控制面板410的功率输出的限制。线路415和416可以相对于功率输送进行分段，其中不同的线路如图所示为不同组的窗供电。可以任何方式传输通信(例如，控制信号)。在一个示例中，无线地进行通信。在另一个示例中，可以经由附图中未示出的分开的线路传输通信。在其他情况下，电源线通信协议可以用于在单一导线上传输功率和数据两者。例如，线路415可以为所有窗401-406或为窗401-403携载功率和通信两者。在另一个示例中，线路415可以为窗401-406传输通信信息，并且可以为窗401-403传输功率(其中线路416为窗404-406提供功率)。在又另一个示例中，可以经由线路415和416两者传输通信。线路415和416中的每一个可以包括用于携载功率和/或通信的多根布线。
在某些实现方式中，可以沿着电源线提供功率存储单元(在本文中经常被称为“能量井”)。在一些示例中，可以沿着主干线提供能量井，所述主干线将窗中的两个或更多个连接到控制面板或其他电源。能量井可以提供功率来驱动一个或多个窗上的光学转变。能量井有效地增大了可供***输送的峰值功率，因为同时可以从控制面板和能量井两者输送能量。当网络上可获得过量功率时(例如，当窗诸如在夜晚不改变着色状态时或当正用于驱动窗的功率小于控制面板或其他电力供应器能够输送的功率时)，可以对能量井进行再充电。类似地，在配电网络中存在能量井的情况下，对于进入***的功率来说需要更小的总功率，这归因于可获自能量井的扩充的功率。因此，用于分配网络的布线可以更少或具有更小的规格和/或功率需求和/或具有更少的否则可能必要的重复或冗余(例如，如相对于图4所描述(但是一些额外的电源线连接出于其他原因在具有能量井的分配网络中可能是有利的))。
一个实施方案是电致变色窗的第2类电力网络，其中电力网络包括一个或多个能量井。一个或多个能量井分布或以其他方式定位在***的电力供应器(经常提供在控制面板中)与电致变色窗之间。也就是说，一个或多个能量井处于电力供应器的下游和电致变色窗的上游，例如电致变色窗控制器的上游或者另外不是窗组件的一部分。
在常规电致变色窗网络中，输入到网络中的功率在时间和量值上与由网络输送的功率密切对应。输入到网络中的功率指代由网络从主电源(例如，经由控制面板或设施内的的其他来源，在一些情况下从电网)汲取的功率。由网络输送的功率指代提供到个别窗/窗控制器(以及任何相关部件)来驱动窗上的光学转变的功率(或者在一些情况下，还包括供应到其他建筑物***或电网的额外的功率)。在常规电致变色窗网络中，这些功率大多是相同的(除了因例如线路损耗而出现的损耗)。因此，可以输送到窗的最大功率受到可以从主电源输入到***中的最大功率的限制。然而，能量井的使用允许这些功率传送在一定程度上去耦合。以此方式，输送到窗的最大功率可以超过在给定时间输入到***中的最大功率。因此，利用能量井的网络可以实现高于未利用这类能量井的类似网络的峰值输送功率，并且所述网络可以在没有“过度设计”的情况下(例如，使用本文描述的方法/配置在不使用大于或多于所需的电力供应器的情况下)就达到这一点。
使用能量井的一个优点是电致变色窗网络可以被设计成在低于其他情况下可能要求的峰值输入功率下操作。峰值输入功率在这类情况下可以低于同时使网络上的所有电致变色窗着色或不着色所需的功率，同时峰值输出功率可能仍然是足够高的以同时使所有窗着色或不着色。例如，虽然所描述的电力网络能够将峰值功率负荷输送到***的窗，但是给***馈电的电力供应器可能不能够达到这一点，并且不需要能够达到这一点。另外，所描述的电力网络可以被配置来输送大于峰值输出的输出，这允许未来扩充电致变色窗网络，例如，在不需要升级电力网络的情况下将更多窗添加到***，并且至少在某一时间段内允许例如***使***中的所有窗转变并且将额外的功率供应到外部***(如果需要的话)。电力网络可以在非峰值负荷时段期间进行再充电。如本文所使用，术语“电源”包括常规意义上的电力供应器(以及其中提供电力供应器的任何部件，例如控制面板)以及所描述的能量井两者。常规电力供应器是将电能供应到电负载，并且通常将来自一种形式的电能的能量转化成另一种形式能量的电子装置。电力供应器包括功率输入端，所述功率输入端从能量来源(例如，电网)接收能量；以及功率输出端，所述功率输出端将能量输送到负载。能量井和电力供应器可以按照指示分开地或一起提供功率来使电致变色窗转变。由于能量井可以经由从电力供应器输送的能量进行再充电，因此电力供应器还可以被视为是能量井的电源。
图5呈现了包括由第一电源线515和第二电源线516连接的一系列电致变色窗501-506的网络500的简化视图。电源线可以像相对于图4所描述的那样进行分段。可以经由例如，如相对于图4所描述的任何可用手段来进行通信。图5的实施方案中包括两个能量井520和521。在一个示例中，控制面板510对于每根独立的电源线仅能够同时为两个窗的转变供电(在各种实施方案中，这个数目可能会明显更高)。当接收到命令要同时驱动所有窗501-506的光学转变时，控制面板510可以通过经由第一电源线515将功率输送到窗501和502并经由第二电源线516将功率输送到窗504和505来驱动转变。功率可以经由能量井520输送到窗503，并且经由能量井521输送到窗506。在转变之后，能量井520和521可以例如经由电源线515和516进行再充电。在其他实施方案中，来自控制面板510以及能量井520和521的功率的组合共同用于为窗501-506的转变供电，即，能量可以分配到所有窗，而对于哪个来源为哪个窗供电不存在任何特定指定。因此，利用一个或多个电力供应器(其可以提供在控制面板中)与一个或多个能量井允许沿着网络分配功率，所分配的功率可以许多方式利用。
在图5的实施方案中，所有或几乎所有窗都可以经受同时光学转变，甚至是在控制面板510自身不能够提供足够的功率来同时驱动转变的情况下；电力网络包括能量井并且因此总体上来说，网络具有足够的功率。在一些实施方案中，网络被配置成仅使用从能量井提供的功率，即电力供应器确切地说不用于输送功率(甚至是在这类电力供应器在物理上可能存在的情况下)。这种单独来自能量井的功率递送在停电期间(这可能是有意的或无意的，有意的停电可能会在例如进行维护之处)或当电力供应器被配置来将功率输送到替代的建筑物***时可能是特别有用的。在各种实施方案中，网络可以被配置来在停电的情况下利用仅能量井功率输送，并且在不停电的情况下利用来自任何可用电源(例如，电力供应器和/或能量井)或电源的组合的功率输送。
具有能量井的电力网络允许控制面板具有比在未提供这类能量井的情况下同时驱动所有窗另外可能需要的最大功率输出更低的最大功率输出。返回到图5的实施方案，由于控制面板510可以具有相对较低的最大功率输出，因此控制面板510可能不需要像较高输出面板需要的那样多的防护设施。另外，控制面板在被制造成由其自身供应峰值负荷输出的情况下可能会比其他情况便宜。
任何类型的本地能量存储都可以用于能量井。示例包括超级电容器和电池，它们可以不间断电力供应器(UPS)的形式提供。电池能量井可以采取各种形式，例如，可再充电电池、蓄电池组、二次电池或蓄电池，它们可以进行充电、放电到负载中并且进行多次再充电。术语“蓄电池”在其经由可逆电化学反应蓄积并存储能量时使用。可再充电电池以许多不同的形状和尺寸生产，范围为从纽扣电池到连接来使配电网络稳定的兆瓦级***不等。可以使用电极材料和电解质的不同组合的示例，包括铅酸、镍镉、镍金属氢化物、锂离子、锌镍以及锂离子聚合物。在某些实施方案中，电力网络的能量井是可替换的模块化格式，它在需要时可以容易地触及来进行维护。
能量井可以提供足够的功率来驱动一个或多个窗的一个或多个光学转变。在一些情况下，能量井可以提供足够的功率来同时驱动高达约1、2、3、5、7、10或12个窗的光学转变。能量井可以足以驱动其域内的相关窗的光学转变的速率放电。能量井可能能够提供足以驱动相关窗的光学转变的特定电压。在各种情况下，能量井可以在约24V的电压下放电。提供到能量井的功率在许多情况下可以是DC功率。在一些实施方案中，能量井可以包括电压转换器，所述电压转换器用于增大或减小提供到能量井的电压。在其他情况下，能量井在与其接收功率所处电压相同的电压下输出功率。在某些情况下，能量井可以被评定为第1级或第2级装置。
在某些实施方案中，能量井可以是在线***，即安装到网络的主干线或分接缆线上的模块化格式的电池组。例如，一种形式的主干线部件是具有例如对接站的主干线缆线。类似地，分接缆线可以设置有这种对接站。可再充电电池组被配置来与对接站配合。超级电容器能量井也可以这种格式提供，但是对接站在电池组的情况下是特别有利的，因为电池往往会随时间老化并且相较于超级电容器更有可能需要更换。电池组(或用于能量井的其他能量存储)和/或对接站可以具有电子电路，所述电子电路用于将功率从电池组引导到主干线中并引导功率离开主干线而到达所述电池组(或者如果对接站提供在分接缆线中，则用于引导功率进出分接缆线)以对电力网络进行馈电。电路可以包括控制逻辑，所述控制逻辑用于决定何时并将多少功率输送到网络，并且例如可以从网络和/或主控制器接收指令。另外，电路可以包括充电电路，所述充电电路对如何将电池组(或用于能量井的其他能量存储)再充电进行调制，例如，具有快速充电模式和涓流充电模式。电路还可以包括例如内置于电路中的升级能力，使得在将来可以使用更新的电池技术(或其他能量存储技术)，或者例如，电路自身可以是模块化单元，所述模块化单元可以在其和/或电池组(或其他能量存储)需要升级时进行更换。因此，在此方面，如本文所述的电力网络无论是否是模块化的都可能可升级，例如来通过改变能量井和/或相关联电路而增大总功率输出，而不用改变其他部件，诸如控制面板、分接缆线或其他硬件。在一个实施方案中，电力网络简单地通过更换一个或多个能量井(其可以是电池组、超级电容器或其他能量存储机构)来升级为较高峰值输出功率。这赋予了***很大的灵活性，例如，当将更多窗添加到网络时，无需改变***中的任何其他东西就可以将电池升级。
国家电气规范(NEC)是在美国提供电气布线和设备的安全安装指南的区域采用标准。所述规范由美国消防协会(NFPA)发表，所述协会是民营商业协会。虽然规范不是国家法律，但是它已经被许多州和自治市采纳，有时带有修改意见。NEC定义各种电路分类并且对这类电路的规格提供限制。广义上来说，NEC定义第1类、第2类和第3类电路。NEC还定义了这些类别内的子分类。例如，在第1类电路内，NEC将功率受限电路(它们被限于30V、1000V·A，并且在电源上包括限流器)与遥控信号传送电路(它们被限于600V并且包括对来源的功率输出的限制)区分开。对于第1类功率受限电路，过电流保护装置(OCPD)限制电路上的供电电流的量以在过载、短路或接地故障的情况下保护电路。第1类部件的使用可以涉及相对于安全的特别考虑。例如，提供在第1类电路中的缆线可能需要是经过特殊评级的第1类缆线，或者它可能需要敷设在适当的管道或金属线槽中。
相对于第2类电路，NEC基于电路是固有地受限(不需要过电流保护)还是非固有地受限(需要电源和过电流保护的组合)而施加限制。在许多情况下，第2类电路可能被限于30V和100V·A。第2类电路中的布线固有地比第1类电路中的布线安全，并且需要更少的预防措施。例如，被评定为第2类的缆线可以在不具有第1类布线固有的保护的情况下提供并且不需要提供在管道/线槽中。
依据特定安装需求，本文描述的能量井以及其他部件，诸如控制面板/电力供应器和缆线可以被设计成满足NEC中相对于第1类或第2类电力供应器/电路列出的状况。
可以像本文所描述那样使用的能量井的一个示例是超级电容器。在某些实施方案中，用作能量井的超级电容器具有足够的能量和功率来驱动相关联的电致变色窗上的单一光学转变(例如，从着色到透明或反之亦然)。能量井可以集成到相关联的电致变色窗中，例如作为个别窗控制器的一部分。在一些其他情况下，能量井可以与窗和窗控制器分开，沿着配电网络安置在所述能量井可以用来将功率提供到网络上的一个或多个窗的某一位置处的某个点(或多个点)处。如上所述，在某些实施方案中，能量井可以沿着主干线或在将窗控制器连接到主干线的分接缆线上安装。超级电容器可以被部署用于在需要高功率但相对较低电容的情况下进行放电，诸如驱动大型电致变色窗的完全转变，例如，电致变色窗具有至少约50英寸的尺寸。在一些情况下，电池和超级电容器一起使用以相互补充。电池经常存储比尺寸相当的超级电容器更多的能量，但是在低于尺寸相当的超级电容器的功率下输送这种能量。在各种实施方案中，超级电容器可以在约4分钟的时间内，或在约2分钟的时间内，或在约1分钟或更少时间内进行再充电。
可以对再充电进行控制以平衡***的需求。例如，如果网络当前正使用大量可用功率来驱动窗的光学转变，则能量井可以保持不变直到无法获得足够的过量功率来对能量井进行再充电的那一刻为止。另外，如果可用功率的量相对较低，则能量井可以相对较低的速率或以增量进行再充电。如果可获得足够的功率，则可以同时对各个能量井进行充电。在一些情况下，如果没有足够的功率来同时对所有能量井进行再充电，则可以不同的开始时间对能量井进行再充电。换言之，可以对再充电的速度和时机进行控制以促成电致变色窗的最优功能。以此方式，用户可以在需要时根据需求来操作窗，并且能量井可以在不会对***造成过重负担的时间进行再充电。
一个实施方案是电致变色窗控制***，所述电致变色窗控制***包括被配置来对电力网络中的一个或多个能量井进行再充电的算法和逻辑。在一个实施方案中，控制***被配置来同时以第一充电格式对一个能量井进行充电，而以不同于第一充电格式的第二充电格式对第二能量井进行充电。例如，第一能量井是超级电容器并且第二能量井是电池。由于其在电容、结构等等方面的固有的差异，每个能量井将以不同的格式进行充电。在另一个示例中，第一能量井和第二能量井两者都是电池，例如相同类型的电池；然而，其中一个要求比另一个更多的充电。窗控制***可以根据需要对第一能量井和第二能量井中的每一个进行充电，例如，第一能量井可能仅需要涓流充电，因为基于调度，在一段时间内并不需要所述第一能量井，而第二能量井因迫近的窗切换需求而可能需要快速充电。正如***可能会以不同速率和格式将功率从电力供应器输送到能量井一样，***也可能会以不同的速率和格式从能量井输送功率，这取决于电力网络上提出的需求。因此，本文描述的实施方案为电致变色窗提供了比常规电力网络大得多的灵活性。
特定网络中使用的能量井的数目可以取决于许多因素，包括例如由控制面板提供的最大功率、窗的数目/控制面板、驱动光学转变有多快、将控制面板连接到窗的布线的长度、用于连接到所有窗的导线的数目、能量井的能量容量和功率容量等。一般而言，能量井能够存储和供应的能量越多，需要来自控制面板的功率输出就越少。然而，控制面板应具有足以对能量井进行再充电的输出容量。
在一些实现方式中，能量井被提供用于网络上的每一个电致变色窗，或用于网络上的基本上每一个电致变色窗(例如，网络上的至少约95％的电致变色窗)。这类能量井可以实施为电致变色窗的一部分。换言之，能量井可以集成到窗中，例如集成到IGU中。在一些实施方案中，能量井可以被包括在窗控制器中，所述窗控制可以集成到或不集成到窗中。在另一个实现方式中，单一能量井可以为一组窗供应功率。例如，对于网络上的每n个窗可以提供至少一个能量井，其中n是介于约2与约100之间，或者其中n是介于约5与约50之间，或者其中n是介于约10与约30之间。
如所提及，能量井的使用可以允许使用控制面板/电力供应器来设计网络，所述网络在比另外在其峰值功率需求下支持电致变色窗所需相对更低的功率/电压下操作。这可以降低电致变色窗网络的成本，因为控制面板/电力供应器可以是第2类装置，所述第2类装置并不需要对于提供较高功率/电压的非第2类电力供应器(例如，第1类电力供应器)来说必不可少的电气保护措施。
在某些实施方案中，配电网络中的控制面板全部可以是第2类装置。在一些情况下，配电网络中的一个或多个控制面板可以是第1类装置。在上文以及在国家电气规范(NEC)中提供了有关第1类和第2类规格的各种细节。
能量井的使用有助于管理对可用于驱动网络上的电致变色窗的光学转变的功率的供应。可以结合本文描述的其他技术一起使用的用于功率管理的另一种技术是如下文进一步所描述管理对功率的需求。
管理对可用功率的需求
在电致变色窗提供在网络上的情况下，窗会消耗功率，并且有时它们的控制器在一定程度上确保窗不会汲取大于可用功率量的功率。在一些实施方案中，窗配电网络包括正常需求程序和受控需求程序，其中后者可以被保留用于以下情况：另外可能需要峰值消耗的情况和/或电力供应器暂时受限的情况(例如，当本地电力企业无法满足需求时或当出现故障时)。
一个或多个控制器(例如，主控制器、网络控制器和/或窗控制器)可以如本文所述采取各种措施来管理对可用功率的需求以确保这个结果。管理对可用功率的需求涉及管理由网络上的电致变色窗和/或控制器汲取的功率的量。管理这种需求可能有利的原因有很多种。例如，如果建筑物经历断电并且网络仅具有有限量的功率可供工作(例如，存储在能量井中的功率、由发电机提供的功率等)，则控制器可以采取措施来确保窗不会汲取大于可用功率量的功率。另外，网络可以被设计成使得输送到窗的峰值功率小于在正常转变参数下同时驱动所有窗的光学转变所需的功率。在这种情况下，控制器可以采取措施来确保窗在给定时间不会汲取太多功率，例如通过减缓每个窗的转变并使其在较低功率下操作，或者通过使光学转变交错或以其他方式对其划分优先级，使得窗各自同时不会汲取大量功率。电致变色窗和控制器的睡眠模式的实现方式还可以帮助管理对网络上对功率的需求。
如所解释，电致变色装置的光学转变可以由窗控制器控制。窗控制器可以从网络控制器接收指令。控制器可以被配置来在驱动电致变色装置的光学转变时施加特定电流分布和/或电压分布。施加到装置的电流和/或电压可以在转变的各个部分期间进行控制。
图6示出了根据某些实施方案的电压控制分布。在所描绘的实施方案中，电压控制分布被采用来驱动从透明状态到着色状态(或中间状态)的转变。为了在反方向上将电致变色装置从着色状态驱动到透明状态(或从更深着色状态驱动到更浅着色状态)，可以使用类似的但颠倒的分布。在一些实施方案中，用于从着色变为透明的电压控制分布是图6所描绘的电压分布的镜像。
图6中所描绘的电压值表示施加电压(V施加)值。施加电压指代施加到电致变色装置上极性相反的两个汇流条的电势差。施加电压分布经由虚线示出。为了对比，装置中的电流分布经由实线示出。在所描绘的施加电压分布中，V施加包括四个分量：斜升到驱动的分量603，所述分量启动转变；V驱动分量613，所述分量继续驱动转变；斜升到保持的分量615；以及V保持分量617。斜升分量被实施为V施加的变化，并且V驱动和V保持分量提供恒定或基本上恒定的V施加量值。
斜升到驱动的分量通过电压斜升率(增加的量值)和V驱动的量值来表征。在施加电压的量值达到V驱动时，斜升到驱动的分量完成。V驱动分量通过V驱动值以及V驱动的持续时间来表征。可以对V驱动的量值进行选择以在电致变色装置的整个面上维持V有效处于安全但有效的范围内。V有效指代“有效电压”，它是可光学切换的装置上的任何特定位置处的正负透明传导层之间的电势。在欧几里得空间中，针对装置上的特定x,y坐标定义有效电压。在测量V有效所处的点处，两个透明传导层在z方向上(由装置材料)隔开，但是共享同一个x,y坐标。
斜升到保持的分量通过电压斜升率(减小的量值)和V保持值(或任选地V驱动与V保持之间的差值)来表征。V施加根据斜升率下降直到达到V保持值为止。V保持分量通过V保持的量值和V保持的持续时间来表征。实际上，V保持的持续时间通常取决于装置保持处于着色状态(或相反地处于透明状态)的时间长度。不同于斜升到驱动、V驱动和斜升到保持的分量，V保持分量具有任意的长度，这与装置的光学转变的物理过程无关。
每种类型的电致变色装置都会具有其自身的用于驱动光学转变的电压分布的特征分量。例如，相对较大的装置和/或具有电阻较大的传导层的装置将要求更高的V驱动值以及斜升到驱动的分量中的可能更高的斜升率。于2012年4月17日提交且以引用方式并入本文的美国专利申请号13/449,251公开了用于在广泛范围状况内驱动光学转变的控制器和相关联的算法。如本文所解释，施加电压分布的分量(本文中的斜升到驱动、V驱动、斜升到保持和V保持)中的每一个可以独立控制来解决实时状况，诸如当前温度、当前透射率水平等。
图6所示的电压和电流分布是示例，并且可以使用许多其他分布。在一个示例中，可以定期应用开路状况来帮助监测光学转变的进展程度。有关驱动和监测光学转变的另外的信息被提供于2014年6月20日提交且标题为“CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLYSWITCHABLE DEVICES”的PCT专利申请号PCT/US14/43514，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。
在本文的一些实施方案中，可以对施加电压分布(和/或电流分布)的一个或多个分量进行控制来管理电致变色窗网络上对功率的需求。这种技术在存在断电或对节约电力的相关需求的情况下可能是特别有用的。这种技术还可以用于日常操作，尤其是在网络未被设计成支持所有电致变色窗的同时全速/全功率光学转变的情况下。如上文在有关管理对可用功率的供应的部分中所提及，***可以这种方式设计的原因有很多种。
为了使用相对较少的功率来使窗转变，可使用许多选项。例如，斜升到驱动的分量和/或斜升到保持的分量可以相对不太陡地设定，和/或驱动电压可以设定在相对较低的量值上(接近于0)。这些改变可以增加进行转变的时间段。
参考图3，在一个示例中，具有控制面板310的网络300包括窗301-306。每个窗301-306可以在仅一些窗同时切换的状况下在约15分钟的持续时间内经受光学转变。然而，在这个示例中，控制面板310无法在不经历断电(例如，使电路跳闸)的情况下提供足够的功率来同时为所有窗301-306的光学转变供电。如果且当接收到要同时切换所有窗301-306的光学状态的命令时，网络上的一个或多个控制器可以使用一组替代的转变参数来引导窗切换光学状态。
例如，控制器可以使用较低的斜升到驱动的速率、较低的驱动电压和/或较低的斜升到保持的速率来引导窗中的一个或多个转变。转变参数的这种更改可以允许所有窗同时但以略低的速率转变。例如，鉴于个别窗在以第一组转变参数驱动时可以在约15分钟内切换，当所有窗被引导来同时切换时，窗可以使用第二组转变参数在更长的时段，例如约20分钟内切换。可以针对各种功率状况限定不同组的转变参数。功率状况可以涉及相较于网络上需求的功率的量，可用于供应在网络上的功率的量。
在一些情况下，第一组转变参数可以涉及在网络上对可用功率的供应大于网络上对功率的需求时使用的一组默认的转变参数。这个第一组转变参数可以被优化来提供快速切换或另一个所希望的特征。第二组转变参数可以涉及在网络上对可用功率的供应小于网络上对功率的需求时可以使用的另一组参数。在这种情况下，第二组转变参数可以被优化来例如通过以较慢的速率使窗转变并有效地降低对功率的需求而节约功率。可以针对各种特定功率状况限定任何数目组的参数。
在某些实施方案中，在用于默认模式的转变参数与用于功率节约模式的转变参数之间可能存在特定定量差异。例如，在默认模式下在转变的斜升到驱动部分(例如，参见图6中的603)期间经历的最大斜升率(V/s)的量值可以至少一定程度地大于在功率节约模式下在类似的转变的斜升到驱动部分期间经历的最大斜升率的量值。在转变的斜升到驱动部分期间的斜升率的量值在默认模式下比在功率节约模式下可以高至少约5％(例如，高10％、高20％、高30％、高40％或高50％)。类似地，在默认模式下在转变的驱动分量(例如，参见图6中的613)期间的驱动电压(V驱动)的量值可以至少一定程度地高于在功率节约模式下在转变的驱动分量期间的驱动电压的量值。驱动电压的量值在默认模式下比在功率节约模式下可以高至少约5％(例如，高10％、高20％、高30％、高40％或高50％)。在转变的斜升到保持部分(例如，参见图6中的615)期间的斜升率的量值在默认模式情况下可以至少一定程度地大于或小于功率节约模式，它们可能相差至少约5％(例如，至少约10％、20％、30％、40％或50％)。如所解释，相较于默认模式，功率节约模式可能会带来更缓慢的转变。在一些情况下，相较于默认模式，光学转变的持续时间在功率节约模式下可以至少延长约5％(例如，延长10％、延长20％、延长50％、延长75％或延长100％)。
用于管理电致变色窗网络上对功率的需求的另一种技术涉及对多个窗上的转变划分优先级。例如，如果接收到要同时驱动许多窗的光学转变的命令并且没有足够的可用功率来达到这一点，则控制器(例如，网络控制器或其他控制器)可以在其他窗转变之前引导某些窗开始转变。这些其他窗之后在可获得足够的功率来驱动转变时经引导来开始改变。以此方式，控制器可以确保窗所要求和输送到所述窗的功率保持处于能够由网络供应的功率的范围内。不同窗的转变在时间上可以是重叠的或不重叠的。可以个别(逐个窗)或分组地引导窗来开始转变。
参考图3，在一个示例中，控制面板310能够同时为三个电致变色窗的光学转变供电。在接收到要驱动所有窗的转变的命令的情况下，控制器可以引导首先改变窗301-303，之后第二改变窗304-306。在另一个示例中，控制器可以引导窗以更连续的方式改变，例如甚至是在其他转变仍然在进行的情况下引导附加窗开始改变，只要存在足够的可用功率来达到这一点即可。
控制器可以被配置来以特定方式对转变划分优先级，例如偏爱某些窗更甚于其他窗，例如区分窗和/或窗区域。在一个示例中，接收到要使所有窗转变的命令的控制器可以执行命令，使得建筑物的特定侧上的窗首先改变。这在建筑物的一侧正受到强入射光照射的情况下可能是有用的，并且更重要的是，建筑物的这一侧上的窗会快速地着色。可以针对特定应用根据需要来对窗进行分组(例如，以限定多个区域)并且对其划分优先级。优先级划分被进一步描述于2015年6月30日提交且标题为“CONTROL METHODS AND SYSTEMS FORNETWORKS OF OPTICALLY SWITCHABLE WINDOWS DURING REDUCED POWER AVAILABILITY”的PCT专利申请号PCT/US15/38667，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。
可以用于管理可用功率的量的另一种技术是实施可以被设定为睡眠模式的电致变色窗。在一些常规电致变色窗网络中，每个窗控制器甚至是在它没有有效控制窗的情况下都会消耗约1-2瓦特。每个窗可以设置有其自身的控制器，并且这种耗散的功率可以叠加起来。通过使得窗控制器能够进入睡眠模式，可以将这个功率节约下来。在一个示例中，处于睡眠模式的控制器可以定期通电进入“苏醒状态”并且检查其是否已接收到任何命令。如果已接收到这类命令，则控制器可以在苏醒之后执行所述命令。如果尚未接收到这类命令，则控制器可以返回到睡眠模式。当睡眠时，控制器基本上不会汲取功率。
在各种实施方案中，电致变色窗网络可以包括特定传感器，所述特定传感器用于感测传递到网络的各种部件/从其传递/从中传递的电压和/或电流的水平。例如，传感器可以用于测定(a)从窗控制器输送到电致变色窗，(b)输送到窗控制器，(c)输送到电源、控制面板、能量井等或从其输送的电压和/或电流。这类传感器可以用于在网络内识别有问题的情况，例如识别其中的部件正在或已在何处失效并且何时失效。
本文公开的实施方案在设计、操作、维护和升级电致变色窗网络方面提供了相当大的灵活性。通过管理对可用功率的供应和/或需求，网络可以避免“过度设计”配电网络的方式进行配置。过度设计的配电网络可以是使用更多缆线、评级更高的缆线和相关保护措施(例如，第1类对照第2类)、评级更高的电力供应器或其他功率输送部件(例如，第1类对照第2类)等的配电网络。如上所述，常规配电网络为了适应必须总体输送到电致变色窗的峰值功率往往是过度设计的。通过如本文所述管理对功率的供应和/或需求，可以更容易地适应峰值功率，而不用过度设计功率输送网络。
电力应急情况下的响应
本文描述的许多技术，包括用于管理对可用功率的供应的那些技术和用于管理对可用功率的需求的那些技术两者可以用于解决因电力应急而出现的情况。示例电力应急包括但不限于：停电、灯火管制、轮流停电和灯火管制、影响功率输送的恶劣天气和针对特定威胁(火灾、犯罪活动等)的应急响应情况以及导致有限的功率输送到建筑物的任何其他事件。在这些情况下，配电网络上的各种部件可以特定方式进行适应和/或采取特定措施来避免损坏网络上的部件。
在一些情况下，在出现电力应急时，网络上的一个或多个部件可以被配置来使个别电致变色窗在对可用功率的供应完全用尽之前转变为安全状态。例如，当建筑物的电力被切断或受限时，网络上的一个或多个控制器可以被配置来从能量井或配电网络上的其他本地能量存储单元汲取功率。控制器可以被进一步配置来使功率以使窗转变为某种状态的方式输送到窗，其中如果/当功率用尽时，所述窗不会被损坏。在许多情况下，窗在其处于其安全状态时将完全或基本上是透明的。这种情况提供了在某些情况下将配电网络设计成包括本地能量存储单元是有利的一个原因，所述本地能量存储单元总体上具有足够的容量来为网络上的所有窗至少一次转变到安全状态供电。
在存在电力应急时可以利用的另一种技术涉及由网络上的个别控制器使用功率。如本文所述，控制器会消耗一定量的功率，甚至是在它们没有有效控制窗转变的情况下。控制器可以被配置来响应于电力应急而断开或进入睡眠模式。在一些情况下，在使窗转变为安全状态之后可以将控制器设置到睡眠模式或对其断电。
可以帮助解决电力应急的另一种技术涉及将某些窗的转变的优先级划分成优于其他窗。如上所述，优先级划分可以用于根据特定建筑物/情况的需求来使个别窗的转变交错。在某些实现方式中，可以对相对较为昂贵的窗(例如，较大的窗、奇形怪状的窗、定制的窗等)划分优先级以使其在比较便宜的窗之前转变为安全状态。这可以有助于将要经受的任何损坏限制于比较便宜的窗。所使用的优先级划分可以取决于正转变的窗的特征。例如，在一些实现方式中，可以对窗划分优先级，使得小型窗在大型窗之前转变为安全状态。这种优先级划分方案在用于使一个大型窗转变的功率可以用于为多个小型窗的转变供电的情况下可能是有用的，其中修理多个小型窗的成本将大于修理一个大型窗的成本。
用来解决电力应急的另一种技术涉及更改正在转变的窗的转变参数。通过更改转变参数，用来使窗转变的总功率可以被最小化，并且可以转变为安全状态的窗的数目可以被最大化。本文进一步描述这些功率管理技术中的每一种。
在某些实现方式中，配电网络在紧急情况下可以将存储的能量(例如，从一个或多个能量井)传送到其他建筑物***。这类其他***可以包括例如，紧急照明***、安全***(例如，锁、警报等)、公共广播(PA)***、喷头或其他灭火***等。能量井可以总体存储足以同时使网络上的所有窗转变的能量，以及为了确保安全/安全性而传送到其他建筑物***所需的任何能量。
布线考虑
用来对网络中的各种窗一起布线的配置会影响到在网络上传送功率的有效程度。电缆上可以支持的电致变色装置是数目受到包括以下各项的因素的限制：使用的布线的长度和规格、每个窗使用的功率、每个窗处出现的电压降等。通常有利的是，使用较少的布线，只要布线能根据需要提供足够的功率来驱动窗即可。用于传送功率的布线还可以用于传送通信信号。
图7和图8呈现了可以在某些实施方案中使用的布线配置的示意图。图7和图8所示的网络是也可以用作通信网络的配电网络。在图7中，第1类控制面板与第1类主干线一起使用，它们各自额定为8Amps。这个实施方案中的功率输送已被分段，其中四根分开的输电线沿着主干线将控制面板连接到不同的点。介于主干线与窗控制器之间的导线被称为“下伸线”。从电力供应器将功率提供到主干线的导线可以被称为电力注入器线或电力***线。在配电网络包括能量井的实施方案中，连接能量井与主干线(或与下伸线)的缆线也可以被称为电力注入器线或电力***线(但是应理解，能量井还可以在线提供在例如主干线和/或下伸线上)。在图7的实施方案中，电力注入器线中的每一个被额定为15Amps和600V。在一些情况下，电力注入器线可以是电力有限公司托盘电缆(PLTC)，如图7所示。这个示例中的每根电力注入器线为高达约32个窗控制器(WC)以及其相关窗提供功率。为了清楚起见，针对每根电力注入器线仅示出了两个窗控制器。每个窗控制器可以连接到电致变色窗(或与之集成)，但是为了清楚起见，在图7和图8的每一个中仅示出了单个电致变色窗。如图7所示，可以提供单独的通信线，以在控制面板与主干线之间传送通信/控制信息，其中所述通信/控制信息可以输送到个别窗控制器。主干线可以携载功率和通信信息两者。可替代地，通信信息可以无线地传送，或者主干线可以直接连接到控制面板。
在图8中，第2类控制面板结合第2类主干线和第2类电力注入器线一起使用。主干线在这种情况下直接连接到控制面板。第2类主干线和第2类电力注入器线可以被额定为小于约4Amps。第2类控制面板/布线的使用可能会限制可以由连接到第2类控制面板的个别电源线驱动的窗的数目。在这个实施方案中，每根电力注入器线可以为高达约16个窗控制器供电(为了清楚起见，对于每根电力注入器线仅示出了一个窗控制器)。在图8中，通信信息的传送可以经由主干线自身或经由无线通信来进行。
图7和图8所示的配电网络可以被修改成包括附加能量存储单元，例如本文描述的能量井。这类能量井可以增加可以由每根电源线供电的电致变色窗/窗控制器的数目。如上所述，能量井可以附接到或***主干线、下伸线、电力注入器线或其某一组合。
图9-11呈现了安装在建筑物的一个楼层上的电致变色窗网络的简化的俯视图。为了简单起见，建筑物的每个面上仅示出了两个电致变色窗，但是应理解，许多附加电致变色窗可以存在于网络上。在图9中，控制面板920连接到两根主干线921和922。一根主干线921将功率提供到窗901-904并且另一根主干线922将功率提供到905-908。功率经由可以连接到每个窗或与之集成的窗控制器(未图示)提供到每个窗。在这个实现方式中，可以输送到窗/窗控制器的最大功率受到控制面板920的功率输出的限制。
在图10的实施方案中，提供了两个控制面板1020和1025。每个控制面板上连接了两根主干线。控制面板1020连接到主干线1021和1022，同时控制面板1025连接到主干线1026和1027。这个图中的每根主干线被示出为控制两个窗1001-1008(但是可以提供更多的窗)。控制面板安置在建筑物的北面和南面附近。在另一个实施方案中，控制面板可以安置在建筑物的东面和西面附近。例如在存在大量电致变色窗的情况下，在建筑物较大和/或布线较长的情况下，在许多窗经常同时转变的情况下等，使用超过一个控制面板可能是有利的。
在某些实现方式中，控制面板可以按策略定位以根据需要将功率提供到多个窗。例如，如果已知建筑物的特定侧上的窗可能同时切换，则可能有利的是，确保将有足够的功率可供用来立刻切换所有相关窗。用来达成这一点的一种技术是确保建筑物这一侧上的窗由多个控制面板驱动。在图10的背景下，例如，建筑物的面向东的一侧上的所有窗可能会在日出前后全部转变为着色状态。在这个示例中，面向东的窗是1006和1007，但是在许多实施方案中，建筑物的特定侧会包括更高数目的电致变色窗，从而使得来自多个控制面板的功率分配更具吸引力。由于窗1006和1007分别由单独的控制面板1020和1025驱动，因此同时驱动窗1006和1007所需的功率会超过可用功率的风险很低。这类功率管理问题在电致变色窗的数目变高时会变得更为重要，但是为了简单起见，附图中仅示出了几个窗。在一些类似的实施方案中，每个控制面板可以将功率提供到多个楼层上的窗。
类似的考虑在考虑到是否以及在何处连接电力注入线时开始起作用。例如，代替确保从不同控制面板向建筑物的特定侧上的窗供应功率，网络可以被设计成使得能从不同电力注入线向建筑物的特定侧上的窗供应功率。以此方式，输送到建筑物的那一侧上的窗的功率(如上所述可以对所述窗进行控制以使其经受同时光学转变)可以受控制面板的功率输出限制，但是不受单一输电线上能够携载的功率/电压的量限制。这种技术有助于避免因例如线路损耗而产生的布线限制。涉及有可能为了同时转变而使用多个控制面板并使用多根电力注入线来将功率输送到窗的技术可以针对所需应用适当地进行组合。
在图11的实施方案中，使用单一控制面板1120。控制面板1120连接到两根主干线1121和1122。主干线1121将功率提供到窗1101-1104，同时主干线1122将功率提供到1105-1108。在这个实施方案中，两个能量井1130和1131(EW)分别提供在电源线1121和1122上。能量井1130和1131可以根据需要提供助推功率来使各种窗转变。例如，如果接收到要同时使窗1101-1104转变的命令并且由窗1101-1104使用来转变的功率超过控制面板1120经由电源线1121能够输送的功率，则能量井1130可以通过放电来对窗1103和/或1104的转变供电而弥补不足。能量井1130自身可以在转变完成之后，或者如果/当相关窗总体上使用少于控制面板1120经由电源线1121能够提供的功率时甚至能在转变完成之前进行再充电。当然，上文相对于优先级划分和/或转变参数的更改描述的技术也可以用于避免汲取太多功率。
***灵活性和升级
所公开的技术的一个优点是它能使电致变色窗网络随着时间的推移而变得更具灵活性。例如，在许多常规电致变色窗网络中，会对***制定/设计/实施定单一时间标准。各种部件(例如，控制面板)的功率需求部分地基于网络上包括的窗的数目而确定。如果希望将附加电致变色窗安装到网络上，这样做可能会有很大挑战性。例如，包括附加窗可能会使网络不能够提供足够的功率来同时驱动所有(或多个)窗。然而，在使用本文公开的功率供应和功率需求管理技术的情况下，网络变得更有能力扩充成包括附加电致变色窗。在安装附加窗时，可以提供附加能量井来存储驱动附加窗可能需要的能量。另外，用来在整个网络中分配功率的逻辑可以考虑到与附加窗相关的增加的需求，并且根据需要来调整转变参数和/或对窗转变划分优先级。
一个实施方案可以涉及一种将电致变色窗网络修改成包括一个或多个附加电致变色窗的方法。网络可以具有电力供应器，所述电力供应器可能无法使用在包括附加窗之前通常用来驱动转变的转变参数支持所有电致变色窗(包括附加窗)的同时光学转变。通过使用本文描述的一种或多种技术，修改后的网络可能能够支持所有窗的同时转变，甚至是在网络和电力供应器方面没有做出相当大改动的情况下。
***通知
所公开的实施方案的一个优点是电致变色窗网络可以在“低性能”状态下操作，而不是完全失效。在许多常规网络中，窗通常会在最优状况下操作直到出现问题并且整个网络瘫痪为止。例如，窗网络可以完美地操作直到对功率的需求超过功率的可用供应为止，在此时，电路可能会跳闸并且整个网络可能会瘫痪。这种瘫痪在一些情况下会以损坏电致变色装置告终。相比之下，在许多所公开的技术下，网络在对功率的需求逼近或超过输入到网络中的功率的情况下可能能够保持窗运行并且避免断电。例如，能量井的使用可以使对功率的供应增加超过由控制面板/电力供应器供应到网络的功率。另外，转变参数的调整和/或转变的优先级划分可以有助于管理/降低对功率的需求以确保功率保持低于能够供应的功率。虽然窗可以在较慢的转变率下或以交错模式操作，但是这种低性能操作状态对于不可操作状态和电致变色装置损坏的相关风险来说是更为优选的。在许多情况下，用户可能甚至都察觉不到这类性能差异。
在某些实施方案中，当网络遇到某种类型的问题时，***可以对用户/管理员/等进行通知。所述问题在一些情况下可以通过对正需要的功率对正供应的功率进行比较，或经由相较于正常操作状况的操作差异来识别。在网络检测到已出现问题(例如，窗已短路，电力供应器已失效，窗转变变慢或以交错方式转变，导线已被夹住等)的情况下，可以向用户/管理员/等发送通知来让他们了解到存在问题。以此方式，可以在***大范围瘫痪之前识别并解决网络内的有问题的部件或问题。例如，如果一个窗开始失效并且开始使用比应有功率更多的功率，则网络可以认识到这个问题并且调整转变参数和/或窗的优先级划分以确保网络上的窗不会尝试汲取多于网络能够供应的功率。***可以向建筑物管理员发送通知以让他们了解到特定窗存在问题。管理员之后可以采取措施来修理所述窗，甚至可能在所述窗停止工作之前修理所述窗。以此方式，对***的严重破坏可以被最小化或得到避免。许多建筑物居住者甚至可能从未意识到存在过问题。相较于类似失效可能会导致整个网络瘫痪的常规***，所公开的实施方案呈现了相当大的改进。
控制器
图12描绘了窗控制器1214，所述窗控制器可以被部署为例如部件1250。在一些实施方案中，窗控制器1214经由通信总线1262与网络控制器进行通信。例如，通信总线1262可以根据控制器区域网络(CAN)车辆总线标准来设计。在这类实施方案中，第一电输入端1252可以连接到第一电源线1264，同时第二电输入端1254可以连接到第二电源线1266。在一些实施方案中，如上所述，经由电源线1264和1266发送的功率信号是互补的；也就是说，它们共同表示差分信号(例如，差分电压信号)。在一些实施方案中，线路1268耦合到***或建筑物接地端(例如，接地)。在这类实施方案中，经由CAN总线1262(例如，在微控制器1274与网络控制器1212之间)进行的通信可以根据CANopen通信协议或者其他合适的开放、专有或重叠的通信协议分别沿着第一通信线1270和第二通信线1272前进，从而传输经过电输入端/输出端1258和1260。在一些实施方案中，经由通信线1270和1272发送的通信信号是互补的；也就是说，它们共同表示差分信号(例如，差分电压信号)。
在一些实施方案中，部件1250将CAN通信总线1262耦合到窗控制器1214上，并且在特定实施方案中耦合到微控制器1274上。在一些这样的实施方案中，微控制器1274也被配置来实施CANopen通信协议。微控制器1274还被设计或配置(例如，编程)来结合脉宽调制放大器或脉宽调制器(PWM)1276、智能逻辑1278和信号调节器1280来实施一个或多个驱动控制算法。在一些实施方案中，微控制器1274被配置来产生例如呈电压信号形式的命令信号V命令，所述命令信号之后传输到PWM 1276。PWM 1276进而基于V命令而产生经过脉宽调制的功率信号，包括第一(例如，正)分量VPW1和第二(例如，负)分量VPW2。功率信号VPW1和VPW2之后经由例如接口1288传输到IGU1202，或更具体地说汇流条以便于引起电致变色装置的所希望的光学转变。在一些实施方案中，PWM 1276被配置来修改脉宽调制信号的占空比，使得信号VPW1和VPW2中的脉冲的持续时间不相等：例如，PWM 1276脉冲VPW1具有第一60％占空比，并且脉冲VPW2具有第二40％占空比。第一占空比的持续时间和第二占空比的持续时间共同表示每个功率循环的持续时间tPWM。在一些实施方案中，PWM 1276可以另外或可替代地修改信号脉冲VPW1和VPW2的量值。
在一些实施方案中，微控制器1274被配置来基于一个或多个因素或信号，例如像经由CAN总线1262接收的信号以及相应地由PWM276产生的电压或电流反馈信号VFB和IFB中的任一个而产生V命令。在一些实施方案中，微控制器1274相应地基于反馈信号IFB或VFB而确定电致变色装置中的电流或电压水平，并且根据一个或多个规则或算法来调整V命令以影响相关脉冲持续时间(例如，第一占空比和第二占空比的相关持续时间)的改变或功率信号VPW1和VPW2的量值，从而产生如上所述的电压分布。另外或可替代地，微控制器1274也可以响应于从智能逻辑1278或信号调节器1280接收的信号而调整V命令。例如，调节信号VCON可以由信号调节器1280响应于来自一个或多个联网或不联网的装置或传感器，例如像外部光传感器或光检测器1282、内部光传感器或光检测器1284、热或温度传感器1286的反馈或者着色命令信号VTC而产生。例如，信号调节器1280和VCON的另外的实施方案还被描述于美国专利号8,705,162，所述专利以引用的方式并入本文。
在某些实施方案中，VTC可以是介于0V与10V之间的模拟电压信号，所述模拟电压信号可以由用户(诸如居住者或工作者)使用或调整来动态地调整IGU 1202的着色(例如，用户可以使用建筑物的房间或区域中类似于恒温器的控制件来细微地调整或修改房间或区域中的IGU 1202的着色)，从而将动态用户输入引入到确定V命令的微控制器274内的逻辑中。例如，当设定在0到2.5V范围时，VTC可以用于引起5％T状态转变，而当设定在2.51到5V范围时，VTC可以用于引起20％T状态的转变，并且在其他范围和电压示例中，对于其他范围诸如的5.1到7.5V和7.51到10V，表现类似。在一些实施方案中，信号调节器1280经由通信总线或接口1290接收前述信号或其他信号。在一些实施方案中，PWM 1276还基于从智能逻辑1278接收的信号V智能而产生V命令。在一些实施方案中，智能逻辑1278经由通信总线，例如像内置集成电路(I2C)多主机串行单端计算机总线传输V智能。在一些其他实施方案中，智能逻辑1278经由1-WIRE装置通信总线***协议(Dallas Semiconductor Corp.,of Dallas，Texas)与存储器装置1292进行通信。
在一些实施方案中，微控制器1274包括处理器、芯片、卡或板或这些的组合，它们包括用于执行一个或多个控制功能的逻辑。微控制器1274的电力和通信功能可以组合在单一芯片中，例如，可编程逻辑装置(PLD)芯片或现场可编程门阵列(FPGA)或类似逻辑。这类集成电路可以将逻辑、控制和电力功能组合在单一可编程芯片中。在一个实施方案中，在一个窗格具有两个电致变色装置(例如，在相对表面上)的情况下或在IGU 1202包括各自包括电致变色装置的两个或更多个窗格的情况下，逻辑可以被配置来独立于彼此控制两个电致变色装置中的每一个。然而，在一个实施方案中，例如以协同方式控制两个电致变色装置中的每一个的功能，使得每个装置都受到控制以便于相互补充。例如，可以经由个别电致变色装置中的每一个的状态的组合来控制所希望的光透射等级、隔热效果和/或其他性质。例如，一个电致变色装置可以设置在上色状态，而另一个电致变色装置用于例如经由装置的透明电极进行电阻加热。在另一个示例中，对两个电致变色装置的光学状态进行控制，使得组合的透射率是所希望的结果。
一般而言，可以在硬件和/或软件中设计或配置用于控制电致变色装置转变的逻辑。换言之，用于控制驱动电路的指令可以是硬编码的或提供为软件。可以说，指令是通过“编程”来提供。这种编程应理解成包括任何形式的逻辑，包括数字信号处理器和具有实施为硬件的特定算法的其他装置中的硬编码的逻辑。编程还应被理解成包括可以在通用处理器上执行的软件或固件指令。在一些实施方案中，用于控制到达汇流条的电压的施加的指令存储在与控制器相关联的存储器装置上或者经由网络提供。合适的存储器装置的示例包括半导体存储器、磁性存储器、光学存储器等等。用于控制施加电压的计算机程序代码可以任何常规计算机可读编程语言，诸如汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran等等编写。编译后的目标代码或脚本由处理器执行来执行程序中识别的任务。
如上所述，在一些实施方案中，微控制器1274或窗控制器1214通常还可以具有无线能力，诸如无线控制和供电能力。例如，可以使用无线控制信号，诸如射频(RF)信号或红外(IR)信号，以及无线通信协议，诸如WiFi(上文已提及)、蓝牙、Zigbee、EnOcean等等来将指令发送到微控制器1274并且可供微控制器1274使用来将数据向外发送到例如其他窗控制器、网络控制器1212，或者直接发送到BMS1210。在各种实施方案中，无线通信可以用于以下至少一项：对电致变色装置进行编程或操作，通常从电致变色装置或IGU 1202收集数据或接收输入，从传感器收集数据或接收输入，以及将窗控制器1214用作其他无线通信的中继点。从IGU 1202收集的数据还可以包括计数数据，诸如电致变色装置已被激活(循环)的次数、电致变色装置随时间变化的效率以及其他有用的数据或性能度量。
窗控制器1214还可以具有无线供电能力。例如，窗控制器可以具有一个或多个无线功率接收器，所述无线功率接收器从一个或多个无线功率发射器接收传输；以及一个或多个无线功率发射器，所述无线功率发射器发射功率传输，从而使得窗控制器1214能够无线地接收功率并且无线地将功率分配到电致变色装置。无线功率传输包括例如感应、共振感应、RF功率传送、微波功率传送以及激光功率传送。例如，以引用的方式并入的美国专利号9,081,246详细地描述了无线供电能力的各种实施方案。
为了实现所希望的光学转变，产生经过脉宽调制的功率信号，使得正分量VPW1在功率循环的第一部分期间供应到例如第一汇流条，同时负分量VPW2在功率循环的第二部分期间供应到例如第二汇流条。
在一些情况下，依据脉宽调制信号的频率(或反过来取决于持续时间)，这可能会导致第一汇流条以VPW1的量值的由第一占空比的持续时间与功率循环的总持续时间tPWM之比给出的相当大的分数浮动。类似地，这可能会导致第二汇流条以VPW2的量值的由第二占空比的持续时间与功率循环的总持续时间tPWM之比给出的相当大的分数浮动。以此方式，在一些实施方案中，脉宽调制信号分量VPW1和VPW2的量值之间的差异是端子1246和1248上以及因此整个电致变色装置上的有效DC电压的两倍。换言之，在一些实施方案中，施加到第一汇流条的VPW1的分数(经由第一占空比的相关持续时间确定)与施加到第二汇流条的VPW2的分数(经由第二占空比的相关持续时间确定)之间的差异是施加到电致变色装置的有效DC电压VEFF。通过负载—电致变色装置的电流IEFF大体等于有效电压VEFF除以负载的有效电阻或阻抗。
用于控制可光学切换的装置(以及这类装置的网络)的光学转变的控制器被进一步描述于2015年10月29日提交且标题为“CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLEDEVICES”的美国临时专利申请号62/248,181中，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。
本领域普通技术人员还应理解，该描述适用于各种类型的驱动机制，包括固定电压(固定DC)、固定极性(随时间变化的DC)或反向极性(带有DC偏置的AC、MF、RF功率等)。
控制器可以被配置来监测来自可光学切换的装置的电压和/或电流。在一些实施方案中，控制器可以被配置来通过测量驱动电路中已知电阻器上的电压来计算电流。可以采用测量或计算电流的其他模式。这些模式可以是数字的或模拟的。

Claims (27)

1.一种网络，所述网络包括：
(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：
至少一个电致变色窗格，以及
窗控制器，所述窗控制器用于驱动所述电致变色窗格的光学转变；
(b)电力供应器，所述电力供应器与所述窗组件电连接；以及
(c)一个或多个能量井，所述能量井与所述电力供应器并与所述窗组件电连接，其中所述一个或多个能量井电气地提供在所述电力供应器的下游并且电气地提供在所述窗组件中的至少一个的上游，其中所述网络被配置来在所述窗组件总体需要大于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述能量井传送到所述窗组件，并且在所述窗组件总体需要低于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述电力供应器传送到所述能量井以对所述能量井进行再充电。
2.如权利要求1所述的网络，其中所述电力供应器是第2类电力供应器。
3.如权利要求1所述的网络，其中所述电力供应器是第1类电力供应器。
4.如权利要求1所述的网络，其中所述能量井包括超级电容器。
5.如权利要求1所述的网络，其中所述能量井具有能量存储容量，所述能量存储容量足以同时驱动所述网络上至少2个窗组件的光学转变。
6.如权利要求1所述的网络，其中针对所述网络上每4个窗组件提供至少一个能量井。
7.如权利要求1所述的网络，其中所述能量井集成到所述窗组件中。
8.如权利要求1所述的网络，所述网络还包括网络控制器和/或主控制器，所述网络控制器和/或主控制器与所述两个或更多个窗组件中的每一个的所述窗控制器通信地耦合。
9.如权利要求8所述的网络，其中所述网络控制器和/或主控制器被配置成在出现第一状况时使用第一组转变参数来使所述窗组件中的一个或多个经受第一光学转变，并且在出现第二状况时使用第二组转变参数来使所述窗组件中的一个或多个经受第二光学转变，所述第一状况不同于所述第二状况。
10.如权利要求9所述的网络，其中所述第一状况涉及所述窗组件总体需要相对较多功率的状况，并且其中所述第二状况涉及所述窗组件总体需要相对较少功率的状况。
11.如权利要求10所述的网络，其中所述第一状况涉及以下状况：涉及转变的所述窗组件在使用所述第二组转变参数转变的情况下会总体需要(i)多于所述电力供应器和所述一个或多个能量井能够提供的功率，或者(ii)多于所述电力供应器和所述一个或多个能量井能够提供的功率的某一分数的功率。
12.如权利要求1所述的网络，所述网络还包括传感器，所述传感器用于测量电压和/或电流。
13.一种网络，所述网络包括：
(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：
至少一个电致变色窗格，以及
窗控制器，所述窗控制器用于驱动所述电致变色窗格的光学转变；
(b)一个或多个电源，所述电源至少包括主要电力供应器以及任选地一个或多个能量井，所述电源与所述窗组件电连接；以及
(c)网络控制器和/或主控制器，所述网络控制器和/或主控制器通信地耦合到所述窗控制器，其中所述网络控制器和/或主控制器包括用来防止所述窗组件总体需要多于所述电源能够输送的功率的指令，其中所述指令包括：
(i)对某些窗组件的转变划分优先级，使得某些窗组件先于其他窗组件转变，和/或
(ii)在使所述窗组件转变所需的功率总体超过阈值时，使用一组修改的驱动转变参数来驱动所述窗组件的光学转变，其中所述一组修改的驱动转变参数不同于在使所述窗组件转变所需的所述功率总体低于所述阈值时用来驱动所述窗组件的光学转变的第一组驱动转变参数。
14.如权利要求13所述的网络，其中所述网络控制器和/或主控制器被配置来使所述窗组件的所述转变随着时间的推移而交错。
15.如权利要求13所述的网络，其中所述网络控制器和/或主控制器被配置来使用所述一组修改的驱动转变参数，并且其中所述一组修改的驱动转变参数相较于所述第一组驱动转变参数每个单位时间会带来更低的总功率使用。
16.如权利要求15所述的网络，其中所述第一组和所述一组修改的驱动转变参数中的每一个包括斜升到驱动的电压速率，并且其中所述一组修改的驱动转变参数的所述斜升到驱动的电压速率具有低于所述第一组驱动转变参数的所述斜升到驱动的电压速率的量值。
17.如权利要求15所述的网络，其中所述第一组和所述一组修改的驱动转变参数中的每一个包括驱动电压，并且其中所述一组修改的驱动转变参数的所述驱动电压具有低于所述第一组驱动转变参数的所述驱动电压的量值。
18.如权利要求15所述的网络，其中所述一个或多个电源具有最大总功率输出，并且其中使用所述第一组驱动转变参数来同时驱动两个或更多个窗组件的光学转变会涉及大于所述一个或多个电源的所述最大总功率输出的功率量。
19.如权利要求13所述的网络，其中所述能量井在所述窗组件总体需要的所述功率高于第二阈值时将功率提供到所述窗组件，并且其中所述能量井在所述窗组件总体需要的所述功率低于所述第二阈值时从所述主要电力供应器进行再充电，其中所述第二阈值是基于所述主要电力供应器能够输送的最大功率。
20.如权利要求19所述的网络，其中所述能量井包括超级电容器。
21.一种修改电致变色窗网络的方法，所述方法包括：
在已有的窗组件网络中安装一个或多个附加窗组件，所述已有的网络包括：
两个或更多个窗组件，每个窗组件包括至少一个电致变色窗格，
两个或更多个窗控制器，每个窗控制器电连接到所述窗组件中的一个，以及
一个或多个电力供应器，所述电力供应器统一具有最大功率输出，
其中在安装所述一个或多个附加窗组件之前，用来使用第一组驱动转变参数同时驱动所有所述窗组件的光学转变的功率总体低于所述最大功率输出，
其中在安装所述一个或多个附加窗组件之后，用来使用所述第一组驱动转变参数同时驱动所有所述窗组件的光学转变的功率总体超过所述最大功率输出，并且
其中在安装所述一个或多个附加窗组件之后，所述网络可以执行命令来同时驱动所有所述窗组件的光学转变，而不用对所述一个或多个电力供应器要求超过所述最大功率输出的功率级。
22.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括安装一个或多个能量井，所述能量井与(a)所述一个或多个电力供应器以及(b)所述已有网络的所述两个或更多个窗组件和/或所述一个或多个附加窗组件电连通。
23.如权利要求21所述的方法，其中所述方法不包括安装任何附加电源。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述已有的网络除了所述一个或多个电力供应器之外还包括一个或多个能量井。
25.如权利要求21所述的方法，
其中在安装所述一个或多个附加窗组件之前，所述网络被配置来使用所述第一组驱动转变参数来驱动所述窗组件的光学转变，并且
其中在安装所述一个或多个附加窗组件之后，所述网络被配置来使用一组修改的驱动转变参数来驱动所述窗组件的光学转变，其中所述一组修改的驱动转变参数相较于所述第一组驱动转变参数每个单位时间会带来每个窗组件的更低的功率使用。
26.一种网络，所述网络包括：
(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：
至少一个电致变色窗格，
窗控制器，所述窗控制器用于驱动所述电致变色窗格的光学转变，以及
超级电容器，所述超级电容器用于为所述电致变色窗格的光学转变供电；
(b)电力供应器，所述电力供应器与所述窗组件电连接，其中所述网络被配置来在所述窗组件总体需要大于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述超级电容器传送到所述电致变色窗格，并且在所述窗组件总体需要低于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述电力供应器传送到所述超级电容器以对所述超级电容器进行再充电。
27.一种网络，所述网络包括：
(a)两个或更多个窗组件，每个窗组件包括：
至少一个电致变色窗格，以及
窗控制器，所述窗控制器用于驱动所述电致变色窗格的光学转变；
(b)电力供应器，所述电力供应器与所述窗组件电连接；以及
(c)一个或多个能量井，所述能量井与所述电力供应器并与所述窗组件电连接，其中所述网络被配置来：
(i)在所述窗组件总体需要大于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述能量井传送到所述窗组件，
(ii)在所述窗组件总体需要低于所述电力供应器能够提供的功率量时将功率从所述电力供应器传送到所述能量井以对所述能量井进行再充电，以及
(iii)在接收到引导所述网络如此操作的命令时将功率从所述能量井传送到电气地安置在所述能量井与所述电力供应器之间的电缆。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11422580B2 (en) 2019-10-15 2022-08-23 Sage Electrochromics, Inc. Class 2 controller for non-light-emitting variable transmission devices and a method of using the same
TWI810311B (zh) * 2018-06-11 2023-08-01 美商唯景公司 用於選擇性地阻止來自人造源之光之傳播的光學可切換窗及與其相關之建築物及系統

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130271813A1 (en) 2012-04-17 2013-10-17 View, Inc. Controller for optically-switchable windows
US10303035B2 (en) 2009-12-22 2019-05-28 View, Inc. Self-contained EC IGU
US10747082B2 (en) 2009-12-22 2020-08-18 View, Inc. Onboard controller for multistate windows
US11054792B2 (en) 2012-04-13 2021-07-06 View, Inc. Monitoring sites containing switchable optical devices and controllers
US10989977B2 (en) 2011-03-16 2021-04-27 View, Inc. Onboard controller for multistate windows
US11300848B2 (en) 2015-10-06 2022-04-12 View, Inc. Controllers for optically-switchable devices
US10365531B2 (en) 2012-04-13 2019-07-30 View, Inc. Applications for controlling optically switchable devices
US11255120B2 (en) 2012-05-25 2022-02-22 View, Inc. Tester and electrical connectors for insulated glass units
US11868103B2 (en) 2014-03-05 2024-01-09 View, Inc. Site monitoring system
KR102431749B1 (ko) 2014-03-05 2022-08-11 뷰, 인크. 스위칭가능한 광 디바이스들 및 제어기들을 포함하는 사이트들 모니터링
US11150616B2 (en) 2014-03-05 2021-10-19 View, Inc. Site monitoring system
US11743071B2 (en) 2018-05-02 2023-08-29 View, Inc. Sensing and communications unit for optically switchable window systems
US11003041B2 (en) 2014-06-30 2021-05-11 View, Inc. Power management for electrochromic window networks
US10859887B2 (en) 2015-09-18 2020-12-08 View, Inc. Power distribution networks for electrochromic devices
CN106575064B (zh) 2014-06-30 2021-05-07 唯景公司 用于在功率可用性降低期间控制光学可切换窗户网络的方法和***
US10365532B2 (en) 2015-09-18 2019-07-30 View, Inc. Power distribution networks for electrochromic devices
US11740948B2 (en) 2014-12-08 2023-08-29 View, Inc. Multiple interacting systems at a site
CN114687657A (zh) 2014-12-08 2022-07-01 唯景公司 在站点处的多个交互式***
CN108139644A (zh) 2015-09-18 2018-06-08 唯景公司 用于电致变色装置的配电网络
US11384596B2 (en) 2015-09-18 2022-07-12 View, Inc. Trunk line window controllers
WO2018152249A1 (en) 2017-02-16 2018-08-23 View, Inc. Solar power dynamic glass for heating and cooling buildings
CN110709765A (zh) 2017-04-26 2020-01-17 唯景公司 用于可着色窗户的显示器
US11747696B2 (en) 2017-04-26 2023-09-05 View, Inc. Tandem vision window and media display
US11892738B2 (en) 2017-04-26 2024-02-06 View, Inc. Tandem vision window and media display
US11747698B2 (en) 2017-04-26 2023-09-05 View, Inc. Tandem vision window and media display
US11493819B2 (en) 2017-04-26 2022-11-08 View, Inc. Displays for tintable windows
US11330060B2 (en) 2017-09-22 2022-05-10 Sage Electrochromics, Inc. System including a router, controllers and non-light-emitting variable transmission devices and a method of using the same
US11106104B2 (en) 2019-01-29 2021-08-31 Kinestral Technologies, Inc. Distributed energy management system
EP4073599A1 (fr) * 2019-12-12 2022-10-19 Kaissaris, Bernard Systeme de regulation de la temperature et/ou de l'opacite de vitrages activables par courant electrique
FR3104750B1 (fr) * 2019-12-12 2021-12-03 Bernard Kaissaris Système de régulation de la température et/ou de la luminosité d’un local équipé de vitrages activables par courant électrique
TW202206925A (zh) 2020-03-26 2022-02-16 美商視野公司 多用戶端網路中之存取及傳訊
US11631493B2 (en) 2020-05-27 2023-04-18 View Operating Corporation Systems and methods for managing building wellness
WO2023026135A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Hivisq Technologies, S.L. Electrochromic system using wireless power transmission

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080144158A1 (en) * 2006-01-30 2008-06-19 Airbus Deutschland Gmbh Power supply for an electric window dimming device
US20110148218A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Soladigm, Inc. Wireless powered electrochromic windows
CN102598469A (zh) * 2009-11-30 2012-07-18 京瓷株式会社 控制装置、控制***以及控制方法
US20120267952A1 (en) * 2010-11-15 2012-10-25 Bloom Energy Corporation DC Micro-Grid
US20130278989A1 (en) * 2010-12-15 2013-10-24 Switch Materials, Inc. Variable transmittance optical devices
CN103547965A (zh) * 2011-03-16 2014-01-29 唯景公司 用于多状态窗的多用途控制器
CN104114804A (zh) * 2011-12-14 2014-10-22 唯景公司 用于智能窗户的连接器
US20140368899A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Sage Electrochromics, Inc. Control system trunk line architecture

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7417785B2 (en) * 2005-01-18 2008-08-26 Research Frontiers Incorporated Methods and circuits for distributing power to SPD loads
US7518894B2 (en) * 2005-03-31 2009-04-14 Silicon Laboratories Inc. Distributed power supply system having reassignable master
US8153827B2 (en) 2007-12-27 2012-04-10 Purdue Research Foundation Reagents for biomolecular labeling, detection and quantification employing Raman spectroscopy
US8213074B1 (en) 2011-03-16 2012-07-03 Soladigm, Inc. Onboard controller for multistate windows
US8705162B2 (en) * 2012-04-17 2014-04-22 View, Inc. Controlling transitions in optically switchable devices
US8254013B2 (en) * 2011-03-16 2012-08-28 Soladigm, Inc. Controlling transitions in optically switchable devices
EP2798787B1 (en) * 2011-12-28 2018-10-24 Lutron Electronics Co., Inc. Load control system having independently-controlled units responsive to a broadcast controller
US20130271814A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 View, Inc. Controller for optically-switchable windows
JP2013254196A (ja) * 2012-05-11 2013-12-19 Ricoh Co Ltd エレクトロクロミック表示装置
US20150103389A1 (en) * 2012-05-25 2015-04-16 View, Inc. Portable power supplies and portable controllers for smart windows
US9780601B2 (en) * 2013-06-04 2017-10-03 Seagate Technology Llc Battery assisted power
US10359682B2 (en) * 2013-10-04 2019-07-23 Gentex Corporation Variable transmittance window system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080144158A1 (en) * 2006-01-30 2008-06-19 Airbus Deutschland Gmbh Power supply for an electric window dimming device
CN102598469A (zh) * 2009-11-30 2012-07-18 京瓷株式会社 控制装置、控制***以及控制方法
US20110148218A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Soladigm, Inc. Wireless powered electrochromic windows
US20120267952A1 (en) * 2010-11-15 2012-10-25 Bloom Energy Corporation DC Micro-Grid
US20130278989A1 (en) * 2010-12-15 2013-10-24 Switch Materials, Inc. Variable transmittance optical devices
CN103547965A (zh) * 2011-03-16 2014-01-29 唯景公司 用于多状态窗的多用途控制器
CN104114804A (zh) * 2011-12-14 2014-10-22 唯景公司 用于智能窗户的连接器
US20140368899A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Sage Electrochromics, Inc. Control system trunk line architecture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810311B (zh) * 2018-06-11 2023-08-01 美商唯景公司 用於選擇性地阻止來自人造源之光之傳播的光學可切換窗及與其相關之建築物及系統
US11422580B2 (en) 2019-10-15 2022-08-23 Sage Electrochromics, Inc. Class 2 controller for non-light-emitting variable transmission devices and a method of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
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