用于隐私玻璃窗的低功率驱动器的制作方法

用于隐私玻璃窗的低功率驱动器
1.交叉引用
2.本技术要求2019年2月8日提交的美国临时专利申请第62/802,839号的权益，所述美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及包括电可控的光学活性材料的结构，并且更具体地，涉及用于控制电可控的光学活性材料的驱动器配置。


背景技术：

4.具有可控光调制的窗户、门、隔板和其它结构在市场上越来越受欢迎。这些结构通常被称为“智能”结构或“隐私”结构，因为它们能够从用户可透过所述结构观看的透明状态转换成禁止透过所述结构观察的隐私状态。举例来说，智能窗户被用于高端汽车和家庭，并且智能隔板被用作办公空间中的墙壁，以提供受控的隐私和视觉变暗。
5.可使用各种不同的技术来为智能结构提供受控的光学透射。举例来说，电致变色技术、光致变色技术、热致变色技术、悬浮颗粒技术和液晶技术都被用于不同的智能结构应用中以提供可控隐私。这些技术通常使用能量源(诸如电力)从透明状态转换成隐私状态，或从隐私状态转换成透明状态。
6.实际上，可以使用电驱动器来控制或“驱动”光学活性材料。驱动器可以向光学活性材料施加或停止施加电能，以在透明状态和隐私状态之间转换，或者反之亦然。另外，一旦转变到特定状态，驱动器可以向光学活性材料施加电信号，以帮助保持该状态。例如，驱动器可以向光学活性材料施加交替极性的电信号以在状态之间转变光学活性材料以及/或者将光学活性材料保持在转变的状态。
7.在安装新的隐私结构期间，技术人员可以将旨在驱动隐私结构的驱动器连接到电源。技术人员可以进一步将驱动器连接到隐私结构本身。然后可以将驱动器永久安装在隐私结构附近以在未来操作期间控制隐私结构。


技术实现要素：

8.通常，本公开涉及用于控制隐私结构的驱动器布置，该隐私结构结合提供可控隐私的电可控的光学活性材料。隐私结构可以以窗户、门、天窗、内部隔板或需要可控的可见光透射的其他结构的形式实施。在任何情况下，隐私结构可以由透明材料的多个窗格制成，其在窗格之间包括电可控介质。每个透明材料窗格可以承载电极层，该电极层可以被实现为沉积在窗格上的一层导电且光学透明的材料。光学活性材料可以例如经由通信地耦合到电极层的电驱动器例如通过控制向光学活性材料施加和/或去除电能来控制。例如，驱动器可以控制从光学活性材料施加和/或去除电能，从而使光学活性材料从散射状态转变到透明状态，在散射状态中通过结构的可见性被抑制，在透明状态中通过结构的可见性是相对透明的。
9.电驱动器(也可称为控制器)可被设计成从电源诸如可充电电池和/或可更换电池和/或壁式电源或主电源接收功率。电驱动器可以例如通过改变从电源接收的电力的频率、振幅、波形和/或其他特性来调节从电源接收的电力。电驱动器可以将调节的电信号传送到电耦合到光学活性材料的电极。在一些实施方式中，驱动器能够接收用户输入或其他控制信息并改变传送到电极的调节电信号和/或停止向电极传送电力。因此，电驱动器可以控制传送到光学活性材料的电信号，从而控制材料以保持特定的光学状态或从一种状态(例如，透明状态或散射状态)转变为另一种状态。
10.在本公开的一些实例中，提供了一种驱动器，其从电源接收相对高的电源功率并且将所接收的功率阶跃式降低到具有转换电压和转换视在功率电平的转换功率。转换功率然后被传送到电压转换器，该电压转换器将转换功率的电压阶跃式升高到适于驱动电可控介质的工作电压，例如，同时进一步将转换功率的视在功率向下调整到工作视在功率电平。然后，可以例如通过调整功率的频率、波形或其他信号特性来调节具有工作电压和工作视在功率电平的工作功率，以产生驱动信号，该驱动信号被供应至界定电可控的光学活性介质的电极。
11.出于多种原因，配置用于隐私结构的驱动器以将所接收的功率和电压电平阶跃式降低到阈值电平，随后将阶跃式降低的电压增加回工作电压可能是有用的。这样的驱动器可具有低于从源(例如，壁式电源)接收的功率的功率输出(例如，在被调节之前或之后)。因此，驱动器输出对于安装驱动器的个人和/或驱动器系统的用户来说可能更安全。此外，由于从驱动器输出的功率可小于从源接收的功率，因此与如果驱动器被调节并在高电平下输出功率的情况相比，不同的安装标准可适用于驱动器和/或相关联的布线。例如，在一些应用中，驱动器和/或从驱动器延伸到隐私结构的布线可能被包封在不可触及的位置(例如，壁后面、在包围隐私结构的框架内)，如果驱动器输出处于较高功率，这将是不合适的。作为另一个实例，如果驱动器的输出低于在提供高功率驱动器输出的情况下所需的输出，则可以使用不同类型的布线(例如，对应于较细直径的较大线规的布线)。
12.在此描述的驱动器可以使用物理上彼此分隔开(例如，在不同的物理外壳中)的一个或多个部件来实施，所述一个或多个部件结合起来限定驱动器结构。例如，驱动器可以包括包含功率转换器的第一外壳，该功率转换器将从电源接收的功率阶跃式降低到转换电压和转换视在功率电平。该转换功率然后可以从第一外壳传送到比第一外壳更靠近隐私结构的电压转换器和/或调节电路(任选地一起包含在第二外壳中)。为了将驱动器的不同部件电连接在一起，电源线可以从电源(例如，通过断路器供应的主电源或壁式电源)延伸到包含功率转换器的第一外壳。第二布线可以从第一外壳延伸到电压转换器和/或调节电路(例如，在第二外壳中)。此外，第三布线可以将由调节电路产生的驱动器信号提供给界定电可控的光学活性材料的电极。在一些实施方式中，电源布线可以是比第二布线和第三布线更粗直径(对应于更小的线规)的布线。附加地或另选地，电源布线和第一外壳之间的接合部可以是可触及的(例如，经由接线盒)，而第一外壳和第二布线和/或第二外壳与第二布线和第三布线中的任一者或两者之间的接合部可以是不可触及的。这种布置在美学上可能是期望的，因为其允许隐私结构所有者将用于可触及连接件的罩板定位在视觉上离散的位置，同时将剩余的连接件遮蔽在架构/建筑元件之下。
13.在一个实例中，描述了电动态系统。该系统包括透明材料的第一窗格、透明材料的
第二窗格和被定位在透明材料的第一窗格和透明材料的第二窗格之间的电可控的光学活性材料。电可控的光学活性材料被定位在第一电极层和第二电极层之间。该系统还包括电连接到第一电极层和第二电极层的驱动器。驱动器被配置为电连接到电源，该电源提供处于电源电压和电源视在功率电平的功率并将从电源接收的功率向下转换为转换电压和转换视在功率电平。转换电压小于电源电压，并且转换视在功率电平小于电源视在功率电平。驱动器还被配置为向电压转换器传送处于转换电压和转换视在功率电平的功率。驱动器被配置为在电压转换器处将转换电压增加到工作电压，从而从电压转换器提供处于工作电压并具有工作视在功率电平的功率。该实例指定驱动器被配置为调节从电压转换器接收的具有工作电压和工作视在功率电平的功率以提供驱动信号，并且进一步将驱动信号提供给第一电极层和第二电极层以用于控制电可控的光学活性材料。
14.在另一个实例中，描述了用于电动态玻璃窗系统的驱动器。驱动器包括电源转换器，该电源转换器被配置为电连接到电源，该电源提供处于电源电压和电源视在功率电平的功率并将从电源接收的功率向下转换为转换电压和转换视在功率电平。转换电压小于电源电压，并且转换视在功率电平小于电源视在功率电平。驱动器还包括电压转换器，该电压转换器被配置为接收处于转换电压和转换视在功率电平的功率并将转换电压增加到工作电压，从而从电压转换器提供处于工作电压并具有工作视在功率电平的功率。该示例驱动器还包括调节电路，该调节电路被配置为调节从电压转换器接收的具有工作电压和工作视在功率电平的功率，以提供用于供应到第一电极层和第二电极层的驱动信号，在第一电极层和第二电极层之间定位有电可控的光学活性材料。
15.在下文的附图和描述中阐述了一个或多个实例的细节。其他特征、目标和优点将从所述描述和所述图式以及从权利要求书显而易见。
附图说明
16.图1是示例隐私结构的侧视图。
17.图2是结合到多窗格绝缘玻璃窗单元中的图1的示例隐私结构的侧视图。
18.图3是示出驱动器到图1的隐私结构的电极层的示例连接布置的示意图。
19.图4是可以与图1的示例隐私结构一起使用的示例驱动器布局的框图。
20.图5是示出具有图1的示例隐私结构的图4的驱动器的示例布置的图示。
21.图6是示出用于电连接隐私结构的示例方法的流程图。
具体实施方式
22.通常，本公开涉及用于控制具有可控光调制的光学结构的电控制系统、装置和方法。例如，光学结构可以包括电可控的光学活性材料，该电可控的光学活性材料在隐私或散射状态与可见或透射状态之间提供受控的转换。也称为驱动器的电控制器可以通过界定光学活性材料的电极层电耦合到光学活性材料。电驱动器可以从电源接收功率并且例如通过改变从电源接收的电力的频率、振幅、波形和/或其他特性来调节从电源接收的电力。电驱动器可以将调节的电信号传送到电极。另外，响应于用户输入或其他控制信息，电驱动器可以改变传送到电极的调节的电信号和/或停止向电极传送电力。因此，电驱动器可以控制传送到光学活性材料的电信号，从而控制材料以保持特定的光学状态或从一种状态(例如，透
明状态或散射状态)转变为另一种状态。
23.在下面更详细讨论的一些实施方式中，根据本公开的驱动器可以从源接收功率并且将所接收的功率阶跃式降低到小于接收电源的视在功率电平的转换视在功率电平。驱动器还可以将电源功率的电压阶跃式降低到小于电源的电压的转换电压。这提供了较低电源，以用于传输到驱动器的其他部件和/或传送到隐私结构。例如，驱动器可以获取转换功率(例如，通过转换视在功率电平和转换电压表征)并将电压阶跃式地升回工作电压。这可以提供工作功率(例如，通过工作视在功率电平和工作电压表征)。调节电路可以接收和调节工作功率以产生驱动信号，然后该驱动信号被供应至界定隐私结构的电可控的光学活性材料的电极层。
24.图1是示例隐私玻璃窗结构12的侧视图，该隐私玻璃窗结构包括透明材料的第一窗格14和透明材料的第二窗格16，其中光学活性材料层18界定在这两个透明材料窗格之间。隐私玻璃窗结构12还包括第一电极层20和第二电极层22。第一电极层20由透明材料的第一窗格14承载，而第二电极层22由透明材料的第二窗格承载。在操作中，经由如本文所述的驱动器通过第一电极层20和第二电极层22供应的电力可以控制光学活性材料18以控制通过隐私玻璃窗结构的可见性。
25.隐私玻璃窗结构12可将任何合适的隐私材料用于光学活性材料层18。此外，尽管光学活性材料18通常被说明和描述为单层材料，但应当理解，根据本公开的结构可具有一层或多层具有相同或不同厚度的光学活性材料。通常，光学活性材料18被配置成提供可控并且可逆的光学模糊和增亮。光学活性材料18可为电子可控光学活性材料，其响应于施加到材料的电能的改变而改变直接可见光透射率。
26.在一个实例中，光学活性材料18由电致变色材料形成，所述电致变色材料响应于施加到材料的电压改变而改变不透明度并且因此改变光透射性质。电致变色材料的典型实例为wo3和moo3，当它们以薄层施用到基板上时通常为无色的。电致变色层可通过氧化或还原过程改变其光学性质。举例来说，在氧化钨的情况下，质子可响应于电压的改变而在电致变色层中移动，从而将氧化钨还原成蓝色钨青铜。着色强度随施加到层上的电荷大小而变化。
27.在另一实例中，光学活性材料18由液晶材料形成。可用作光学活性材料18的不同类型的液晶材料包括聚合物分散型液晶(pdlc)材料和聚合物稳定的胆甾型织构(psct)材料。聚合物分散型液晶通常涉及向列液晶与夹持在电极层20和22之间的含有一定量聚合物的均匀液晶的相分离。当电场关闭时，液晶可随机散射。这使进入液晶的光散射，并且使透射光扩散通过材料。当在两个电极层之间施加一定电压时，液晶可垂直对齐，并且液晶的光学透明度增加，从而允许光透过晶体。
28.在聚合物稳定的胆甾型织构(psct)材料的情况下，材料可为正模式聚合物稳定的胆甾型织构材料或反模式聚合物稳定的胆甾型织构材料。在正常聚合物稳定的胆甾型织构材料中，当没有电场施加到材料上时，光被散射。如果电场施加到液晶上，那么其变成垂直状态，导致液晶在电场方向上使自身平行地重新取向。这使得液晶的光学透明度增加并且允许光透过液晶层。在反模式聚合物稳定的胆甾型织构材料中，液晶在不存在电场(例如，零电场)的情况下为透明的，但是在施加电场时为不透明的和散射的。
29.在其中使用液晶实施光学活性材料层18的一个实例中，光学活性材料包括液晶和
二色性染料，以提供宾
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主液晶操作模式。当如此配置时，二色性染料可在液晶主体内充当客体化合物。可选择二色性染料，使得染料分子的取向遵循液晶分子的取向。在一些实例中，当电场施加到光学活性材料18上时，在染料分子的短轴上几乎没有吸收，并且当从光学活性材料中除去电场时，染料分子在长轴上吸收。结果，当光学活性材料转变为散射状态时，二色性染料分子可吸收光。当如此配置时，光学活性材料可吸收照射在材料上的光，以防止隐私玻璃窗结构12的一侧上的观察者清楚地观察到在结构的相对侧上发生的活动。
30.当使用液晶实施光学活性材料18时，光学活性材料可包括聚合物基质内的液晶分子。聚合物基质可或可不固化，导致聚合物的固体或液体介质包围液晶分子。另外，在一些实例中，光学活性材料18可包含间隔珠(例如，微球)，例如其具有在3微米至40微米范围内的平均直径，以保持透明材料的第一窗格14和透明材料的第二窗格16之间的分隔。
31.在其中使用液晶材料实施光学活性材料层18的另一实例中，液晶材料在转变为隐私状态时变成浑浊。这类材料可散射照射在材料上的光，以防止隐私玻璃窗结构12的一侧上的观察者清楚地观察到在结构的相对侧上发生的活动。这类材料可显著地降低通过材料的规则可见光透射率(其也可被称为直接可见光透射率)，同时与当处于透光状态下时相比，当处于隐私状态下时仅最小程度地降低总可见光透射率。当使用这些材料时，与透光状态相比，透过材料的散射可见光的量可在隐私状态下增加，从而补偿通过材料的降低的规则可见光透射率。规则或直接可见光透射率可被认为是透射的可见光，其不通过光学活性材料18散射或重定向。
32.可用作光学活性材料层18的另一种材料为悬浮颗粒材料。悬浮颗粒材料在非活化状态下典型地为暗的或不透明的，但在施加电压时变得透明。可以使用其他类型的电可控光学活性材料作为光学活性材料18，并且本公开不限于此方面。
33.与用于光学活性材料层18的一种或多种特定类型的材料无关，材料可从其中隐私玻璃窗结构12旨在透明的透光状态改变为其中通过绝缘玻璃窗单元的可见性旨在被阻挡的隐私状态。当从最大透光状态转变到最大隐私状态时，光学活性材料18可表现出逐渐降低的直接可见光透射率。类似地，当从最大隐私状态转变到最大透射状态时，光学活性材料18可表现出逐渐增加的直接可见光透射率。光学活性材料18从通常透明的透射状态转变到通常不透明的隐私状态的速度可由多种因素决定，包括为光学活性材料18选择的特定类型的材料、材料的温度、施加到材料上的电压等。
34.为了电控制光学活性材料18，在图1的实例中的隐私玻璃窗结构12包括第一电极层20和第二电极层22。每个电极层可以以导电涂层的形式沉积在面向光学活性材料18的每个相应的窗格的表面上或上方。例如，透明材料的第一窗格14可以在窗格的相对侧限定内表面24a和外表面24b。类似地，透明材料的第二窗格16可以在窗格的相对侧限定内表面26a和外表面26b。第一电极层20可以沉积在第一窗格的内表面24a上，而第二电极层22可以沉积在第二窗格的内表面26a上。第一电极层20和第二电极层22可以直接沉积在相应窗格的内表面上，或者可以沉积在一个或多个中间层诸如阻挡层上，并且沉积在窗格的内表面和电极层之间。
35.每个电极层20、22可以是导电涂层，该导电涂层是透明导电氧化物(“tco”)涂层，例如掺杂铝的氧化锌和/或掺杂锡的氧化铟。透明导电氧化物涂层可以通过凹口结构电连接到电源，如下面更详细描述的。在一些实例中，形成电极层20、22的透明导电涂层限定了
光学活性材料18接触的透明材料的第一窗格14和透明材料的第二窗格16之间的腔的壁表面。在其他实例中，一个或多个其他涂层可以覆盖第一和/或第二电极层20、22，例如介电外涂层(例如，氮氧化硅)。在任一种情况下，透明材料的第一窗格14和透明材料的第二窗格16，以及窗格的内面24a、26a上的任何涂层都可以形成包含光学活性材料18的腔或腔室。
36.形成隐私玻璃窗结构12的透明材料的窗格(包括第一窗格14和第二窗格16)由任何合适的材料形成。每个透明材料窗格可以由相同的材料形成，或者至少一个透明材料窗格可以由与至少另一个透明材料窗格不同的材料形成。在一些实例中，隐私玻璃窗结构12的至少一个(和可选地所有)窗格由玻璃形成。在其他实例中，隐私玻璃窗结构12中的至少一个(和可选地所有)由塑料形成，例如碳氟化合物塑料、聚丙烯、聚乙烯或聚酯。当使用玻璃时，玻璃可为硼硅酸铝玻璃、钠
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钙(例如，钠
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钙
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硅酸盐)玻璃，或另一类型的玻璃。另外，根据应用，玻璃可为透明的或玻璃可为有色的。尽管可使用不同的技术来制造玻璃，但是在一些实例中，玻璃为在浮槽生产线上制造的，其中熔融玻璃沉积在熔融锡槽上以使玻璃成形和固化。这类实例玻璃可被称为浮法玻璃。
37.在一些实例中，第一窗格14和/或第二窗格16可由多种不同类型的材料形成。例如，基板可由层压玻璃形成，所述层压玻璃可包括用聚合物诸如聚乙烯醇缩丁醛粘结在一起的两块玻璃窗格。可以在本公开中使用的隐私玻璃窗基板布置的其他细节可以在2018年4月20日提交的标题为“高性能隐私玻璃窗结构”的美国公开专利公布第2018/0307111号中找到，其全部内容通过引用并入本文。
38.隐私玻璃窗结构12可以用于任何期望的应用中，包括在住宅或商业建筑中的门、窗户、墙壁(例如，墙壁隔板)、天窗中，或其他应用中。为了帮助便于隐私玻璃窗结构12的安装，该结构可以包括包围该结构的外周边的框架30。在不同的实例中，框架30可由木材、金属或诸如聚乙烯塑料的塑料材料制成。框架30可以限定通道32，该通道接纳并保持结构12的外周边边缘。通过隐私玻璃窗结构12的视线通常被建立为框架30结束和通过隐私玻璃窗结构12的可见性开始的位置。
39.在图1的实例中，隐私玻璃窗结构12被示出为隐私区室，该隐私区室由界定光学活性材料18的两块透明材窗格形成。在其他构造中，隐私玻璃窗结构12可结合到多窗格玻璃窗结构中，该多窗格玻璃窗结构包括隐私区室，该隐私区室具有由一个或多个窗格间空间分隔的一个或多个附加窗格。图2是示例构造的侧视图，其中来自图1的隐私玻璃窗结构12被结合到具有窗格间空间的多窗格绝缘玻璃窗单元中。
40.如图2所示的实例中所示，多窗格隐私玻璃窗结构50可以包括隐私玻璃窗结构12，该隐私玻璃窗结构通过窗格间空间54(例如，通过间隔物56)与透明材料的附加(例如，第三)窗格52分隔。间隔物56可环绕多窗格隐私玻璃窗结构50的整个周边延伸，以密闭地密封窗格间空间54，防止其与周围环境的气体交换。为了使整个多窗格隐私玻璃窗结构50上的热交换最小化，窗格间空间54可以填充有绝缘气体或者甚至抽空气体。举例来说，窗格间空间54可填充有绝缘气体，如氩气、氪气或氙气。在这类应用中，绝缘气体可与干燥空气混合，以提供期望的空气与绝缘气体的比例，如10％空气和90％绝缘气体。在其他实例中，可将窗格间空间54抽空，使得窗格间空间相对于多窗格隐私玻璃窗结构50周围的环境压力处于真空压力下。
41.间隔物56可以是在多窗格隐私玻璃窗结构50的使用寿命内以间隔开的关系保持
相对的基板并在相对的材料窗格之间密封窗格间空间54的任何结构，例如，以抑制或消除窗格间空间与单元周围环境之间的气体交换。可以用作间隔物56的间隔物的一个实例是管状间隔物，该管状间隔物被定位在透明材料的第一窗格14和透明材料的第三窗格52之间。管状间隔物可限定中空内腔或管，在一些实例中，所述中空内腔或管填充有干燥剂。管状间隔物可具有(通过第一密封条)粘附到透明材料的第一窗格14的外表面24b的第一侧面和(通过第二密封条)粘附到透明材料52的第三窗格的第二侧面。管状间隔物的顶表面可暴露于窗格间空间54，并且在一些实例中，包括允许窗格间空间内的气体与间隔物内部的干燥用材料连通的开口。这种间隔物可由铝、不锈钢、热塑性塑料或任何其它合适的材料制造。
42.可以用作间隔物56的间隔物的另一个例子是由被密封剂组合物包围的波纹金属增强片形成的间隔物。波纹金属增强片可以是刚性结构部件，其将透明材料的第一窗格14与透明材料的第三窗格52保持分开。在又一实例中，间隔物56可以由泡沫材料形成，该泡沫材料在除了面对窗格间空间的一侧之外的所有侧面上都被金属箔包围。作为另一实例，间隔物56可以是热塑性间隔物(tps)间隔物，其通过在透明材料的第一窗格14和透明材料的第三窗格52之间放置主密封剂(例如，粘合剂)，然后可选地，通过在基板和主密封剂之间限定的周边周围施加辅助密封剂而形成。如本领域普通技术人员将理解的，间隔物56可以具有其他构造。
43.根据应用，透明材料的第一窗格14、透明材料的第二窗格16和/或透明材料的第三窗格52(当包括时)可以涂覆有一个或多个功能涂层以修改隐私结构的性能。实例功能性涂层包括但不限于低辐射率涂层、阳光控制涂层和光催化涂层。通常，低辐射率涂层为被设计成允许近红外和可见光穿过窗格，同时基本上防止中红外和远红外辐射穿过窗格的涂层。低辐射率涂层可包括插入两层或更多层透明介电膜之间的一层或多层红外反射膜。红外反射膜可包括导电金属，如银、金或铜。相比之下，光催化涂层可以是包括光催化剂诸如二氧化钛的涂层。在使用中，光催化剂可表现出光活性，其可帮助窗格自洁，或者为窗格提供较少维护。
44.隐私玻璃窗结构12的电极层20、22，无论是单独实施还是以具有窗格间空间的多窗格结构的形式实施，都可以电连接到驱动器。驱动器可以向电极层提供驱动信号，该驱动信号可以是限定电流、电压和波形以控制光学活性材料18的电信号。
45.图3是示出驱动器和隐私结构的电极层之间的示例连接布置的示意图。在例示的实例中，导线40和42分别将驱动器60电耦合到第一电极层20和第二电极层22。在一些实例中，导线40和/或导线42可以经由与电极层相邻的透明窗格中的导管或孔连接到它们相应的电极层。在其他构造中，导线40和/或导线42可以在隐私结构12的边缘接触它们相应的电极层，而不需要导线40和/或导线42延伸穿过其他部分(例如，透明窗格14、16)以到达相应的电极层。在任一种情况下，驱动器60可以电耦合到电极层20和22中的每一者。
46.在操作中，驱动器60可以在电极层20和22之间施加电压差，从而在光学活性材料18上产生电场。光学活性材料18的光学特性可以通过跨层施加电压来调整。在一些实施方案中，电压对光学活性材料18的影响与施加电压的极性无关。例如，在其中光学活性材料18包括与电极层20和22之间的电场对准的液晶的一些实例中，晶体对准的光学结果与电场的极性无关。例如，液晶可以与第一极性的电场对准，并且如果极性反转，则可以旋转大约180
°
。然而，任一取向的液晶的光学状态(例如，不透明度)可以大致相同。
47.图4是示出包括隐私玻璃窗结构12、驱动器60和电源62的电动态结构系统的框图。驱动器60从电源62接收功率并处理该功率以提供经由导线40、42传送到隐私结构12的驱动信号。在例示的实例中，驱动器60被图示为包括功率转换器64、电压转换器66和调节电路68。在一些实施方式中，驱动器60从一个或多个控制件72接收一个或多个控制信号，在例示的实例中，所述一个或多个控制件被示出为包括第一控制件72a、第二控制件72b和第三控制件72c。驱动器60处理和调节从电源62接收的功率以向隐私结构12提供驱动信号。
48.通常，电源62可以使用向驱动器60供应电能的任何合适的源来实施。在各种实例中，电源62可以实施为可充电电池和/或可更换电池或壁式电源(也称为主电源)，其可以由现场或非现场发电机(例如，发电厂)产生并通过配电网络供应。电源62可以向驱动器60供应交流电(ac)，其是一种其中电子流的方向(极性)以规则周期来回切换的电流。在美国，壁式电源的典型频率为60赫兹(hz)。相比之下，欧洲和世界许多其他地区使用频率为50hz的电源。因此，在不同的应用中，电源62可以在35hz至75hz范围内诸如45hz至65hz，或50hz至60hz的频率下传送交流电。
49.由电源62传送到驱动器60的电力可以通过各种属性来表征，诸如电力的电压和电力的视在功率。视在功率是无功功率和有功功率的组合，并且通常被认为是电路电压和电流的乘积，而不涉及相位角。更具体地，视在功率可以通过将均方根电流乘以均方根电压来计算，并且可以以伏安(va)为单位进行测量。
50.由电源62传送的电力的特性可以根据应用和所使用的特定源而变化。在一些应用中，电源62以在50v至500v范围内诸如100v至250v、或110v至130v的电压传送电力。例如，电源62可以以大约120v(例如，正负5％)的电压供应电力。电源62供应的视在功率是传送到驱动器60的电力的电压和电流两者的函数。在一些实例中，电源62传送具有在1000va至5000va的范围内诸如1500va至2500va的视在功率的电力。例如，驱动器60可以从电源62接收具有至少1500va，诸如至少1650va，或至少1750va的视在功率的功率。由于电源62向驱动器60供应电力，该电力然后被处理以产生用于隐私结构12的驱动信号，因此被描述为由电源62提供的前述电压和视在功率电平中的任一个可以分别被称为电源电压和电源视在功率电平。
51.图4的实例中的驱动器60被配置为从电源62接收功率，并且将所接收的功率向下转换成转换功率。为了将从电源62接收的电源功率向下转换为转换功率，驱动器60可以包括功率转换器64。可以使用变压器、电容器、电感器和/或能够降低所接收的电源功率的电压和视在功率电平的其他硬件部件来实施功率转换器64。例如，在一个具体实例中，可以使用变压器来实施功率转换器64。
52.功率转换器64可以将从电源62接收的功率向下转换成通过转换电压和转换视在功率电平表征的转换功率。在一些实例中，转换电压小于电源电压，并且转换视在功率电平小于电源视在功率电平。当如此实施时，功率转换器64阶跃式降低所接收的电源功率的电压和视在功率电平以产生转换功率。功率转换器64将所接收的电源功率降低到的特定电压和视在功率电平可以变化，例如，取决于下游部件的操作需要和/或某些期望的下游部件的安装要求。例如，功率转换器64可以将电源功率降低到适合使用与相对较低功率系统相关联的硬件和安装技术的电平，但是如果用直接从电源62供应的功率操作这种硬件和安装技术则不适合。
53.在一些实例中，功率转换器64将从电源62接收的功率降低到小于120v诸如小于100v、小于75v或小于60v的转换电压。例如，功率转换器64可以将从电源62接收的功率降低到100v至5v范围内诸如75v至10v、或60v至25v的转换电压。功率转换器64还可以将电源功率的视在功率电平降低到小于或等于150va诸如小于或等于100va，或者小于或等于80va的视在功率电平。
54.在图4的驱动器60的布置中，由功率转换器64产生的转换功率被供应至电压转换器66。可以使用变压器、电容器、电感器和/或能够增加所接收的转换功率的电压的其他硬件部件来实施电压转换器66。例如，在一个具体实例中，可以使用电容器来实施电压转换器66。
55.电压转换器66可以将从功率转换器64接收的功率的电压阶跃式升高到工作电压。例如，电压转换器66可以从功率转换器64接收功率，并且将所接收的功率的电压增加到大于转换电压的工作电压，这相应地可以导致由电压转换器提供的工作功率的视在功率电平降低到小于转换视在功率电平的电平。增加所接收的转换功率的电压对于提供用于驱动隐私结构12的驱动信号可能是有用的，该驱动信号处于高于转换电压的电压(例如，工作电压)。例如，隐私结构12中的电可控的光学活性材料可以理想地经由处于高于转换电压的电压的驱动信号来驱动。出于这个或其他原因，由电压转换器66接收的转换电压可以阶跃式升高到更高的电压以提供工作电压。
56.因此，在一些配置中，驱动器60可以获取由电源62供应的功率，将电源的电源电压降低到低于电源电压的转换电压，随后将转换电压增加到工作电压(例如，可高于转换电压但低于电源电压)。在随后将转换电压增加到电源电压之前将电源电压降低到转换电压可能是有用的，例如，便于使用相对较低功率的硬件和/或安装技术，否则如果直接从电源62向调节电路68传送功率，则这可能是不合适的。例如，如下文将更详细地讨论的，共同形成驱动器60的部件可以在一个、两个或更多个物理上分隔开的位置、结构和/或外壳中实施。例如，当在多个物理上分隔开的位置实施时，适用于低功率应用的硬件特征部和/或安装技术可以用在功率转换器64和电压转换器66之间。
57.进一步参考图4，驱动器60还包括调节电路68。通常，可以使用一个或多个硬件和/或软件部件来实施调节电路68，所述一个或多个硬件和/或软件部件调节从电压转换器66接收的功率以产生用于传送到隐私结构12的驱动信号。可以包括在调节电路68中的示例电路元件包括一个或多个开关、一个或多个电感性存储元件、一个或多个电容性存储元件、一个或多个控制器和/或适于执行本文中归因于调节电路68的功能的其他电路元件。例如，调节电路68可以包括控制器，该控制器从控制电路接收一个或多个控制信号并且基于信号信息调节从电压转换器66接收的工作功率。调节电路68可以例如通过改变频率、振幅、波形(例如，信号的形状)和/或接收的电力的其他特性来调节从电压转换器66接收的电力。在一些实例中，调节电路68调节从电压转换器66接收的工作功率而不显著改变信号的工作电压(振幅)，例如，使得提供给隐私结构12的驱动信号处于由电压转换器设置的工作电压66。2018年5月9日提交的标题为“具有能量回收驱动器的电可控隐私玻璃窗”的美国临时专利申请第62/669,005中描述了调节电路68的一种示例配置，其全部内容通过引用并入本文。
58.调节电路68可以向隐私结构12传送驱动信号。例如，由调节电路68产生的电信号可以离开驱动器60并被分别传送到隐私结构12的电极层20和22，以用于控制被定位在层之
间的电可控的光学活性材料。
59.在驱动器60(例如，驱动器的调节电路68)包括控制器的实施方式中，控制器可以包括一个或多个部件，所述一个或多个部件被配置为处理所接收的信息，诸如来自用户接口的接收的输入，并且响应于此而执行一个或多个对应动作。此类部件可包括例如一个或多个专用集成电路(asic)、微控制器、微处理器、现场可编程门阵列(fpga)或能够根据预定义关系接收和输出数据和/或信号的其他适当部件。在一些实例中，这样的一个或多个部件可以与其他驱动器部件诸如开关网络等物理地集成。
60.在一些实例中，控制器响应于来自一个或多个控制件72的信号而操作，所述一个或多个控制件用作与控制器进行交互的用户接口。一个或多个控制件72可以提供改变光学活性材料的光学状态的命令。在各种实例中，一个或多个控制件72可以是与控制器有线通信或无线通信的开关或其他部件。例如，硬开关(例如，靠近光学动态结构的壁式开关)可以耦合到控制器并且可以在两个或更多个开关状态之间切换，每个开关状态对应于光学活性材料的光学状态。附加地或另选地，驱动器可以被配置为经由无线通信或互联网连接的装置(例如，通过硬连线或无线网络连接)与外部部件诸如智能电话或平板电脑通信。在一些实施方式中，控制器可以从这样的外部装置接收对应于光学活性材料的期望光学状态的信号并且可以相应地控制光学活性材料，例如转变到该状态。
61.如上所述，驱动器60的各种部件可以使用物理上彼此分隔开(例如，在不同的物理外壳中)的一个或多个部件来实施，所述一个或多个部件结合起来限定驱动器结构。图5是可用于根据本公开的电动态系统中的驱动器部件的示例布置的图示，其中驱动器60的特征部被划分为至少两个物理上分隔开的外壳。
62.在图5的实例中，驱动器60被示出为包括第一外壳80和第二外壳82。第一外壳80和第二外壳82可以是部分或完全包封的腔(例如，由塑料和/或金属形成)，其包含驱动器60的一个或多个部件。在例示的实例中，第一外壳80包含功率转换器64，而第二外壳82包含电压转换器66和调节电路68。在例示的实例中，第一外壳80与第二外壳82物理地间隔开分隔距离。
63.导电构件(例如，布线)可用于将驱动器60的不同部件电连接在一起，包括第一外壳80中的功率转换器64和第二外壳82中的电压转换器66。当使用多个物理上分隔开的外壳来实施驱动器60时，可以提供从电源62延伸到第一外壳80的第一布线84。第一布线84可以将电源62的电源功率传送到包含在外壳80内的功率转换器64。可以提供从第一外壳80延伸到第二外壳82的第二布线86。第二布线86可以将第一外壳80中的功率转换器64电连接到电压转换器66和第二外壳82。第二布线86可以将转换功率从功率转换器64传送到电压转换器66。第三布线88(在图4中示出为用布线40、42实施)可以从第二外壳82延伸到隐私结构12，并且更具体地，延伸到隐私结构的电极层20和22。第三布线88可以将第二外壳82中的调节电路68电连接到隐私结构的电极层。第三布线88可以将来自调节电路68的驱动信号传送到隐私结构。
64.尽管图5的实例中的驱动器60被示出为使用两个物理上分隔开的外壳来实施，但是根据本公开的驱动器可以使用更少或更多的物理上分隔开的结构/部件来实施，并且除非另有说明，本公开不限于此方面。例如，在另选配置中，驱动器60的部件可以在单个外壳内实施。当如此配置时，第一布线84可以从电源62延伸到单个外壳，并且第二布线86可以从
外壳延伸到隐私结构12以将驱动信号传送到隐私结构。作为又一另选配置，形成驱动器60的部件可被划分为三个或更多个物理上分隔开的外壳，例如，每个外壳与导电构件互连。
65.通常，本文使用的术语布线是指导电构件(其在手压下任选地是柔性的)，诸如任选地覆盖有绝缘涂层的金属线、柔性印刷电路或促进电连接的其他电连接器。可以使用的一种示例类型的布线是非金属护套电缆，其包括包含在非金属护套(例如，聚合物护套)中的两个或更多个绝缘导体。例如，非金属护套电缆可包括两个或三个金属导体(例如，铜线)，每个金属导体单独覆盖有绝缘聚合物材料，并且全部金属导体任选地连同地线(例如，裸露的金属铜线)包含在非金属护套内。每个金属导体可以由单个金属芯形成或者可以由彼此接触定位的多个金属芯形成。当布线包括多个芯时，导线的线规或厚度可以由多个芯的组合厚度确定。应当理解，这里描述为布线的特征部可以使用一个或多个单独的布线节段(例如，接合在一起)来实现，并且不需要使用单个、连续的布线节段来实现。此外，应当理解，描述为在公共外壳内的特征部(例如，电压转换器66和调节电路68)可以使用任何合适的电连接件诸如柔性布线、电路板上的一个或多个印刷迹线、或其他合适的电导体来电连接。
66.根据本公开的一些实例，不同类型的布线可用于将驱动器60的不同部件电连接在一起和/或将驱动器连接到电源62和隐私结构12。例如，从电源62向功率转换器64传送电源功率的第一布线84可以具有第一厚度，而第二布线86可以具有第二厚度并且第三布线88可以具有第三厚度。第一布线84的第一厚度(例如，直径)可以大于(例如，对应于较低线规)第二布线86的第二厚度和第三布线88的第三厚度。
67.用功率转换器64配置驱动器60以将来自电源62的输入电源功率降低到小于电源功率的转换功率可以便于在部件之间使用不同类型的布线和/或连接布置。例如，在一些实施方式中，第一布线84可以使用14线规或更小(例如，对应于大约1.6mm或更大的厚度)的布线来实施。相比之下，第二布线86和/或第三布线88可以使用更高线规诸如18线规布线或更大(例如，对应于大约1mm或更小的厚度)的布线来实现。第二布线86和第三布线88的厚度可以彼此相同，或者在其他实例中可以彼此不同。在一些应用中，第一布线84可以使用单芯金属导体，而第二布线86和/或第三布线88可以使用具有多芯的金属导体。在一个示例实施方式中，第一布线84符合美国国家消防协会2017年美国国家电工标准i类布线要求。在该实例中，第二布线86和第三布线88可以符合美国国家消防协会2017年美国国家电工标准ii类布线要求。
68.根据安装电动态系统的位置的安装许可要求，可以使用具有不同电气许可证书的安装者来安装系统的不同部件。例如，第一安装者(例如，持有由管理机构授予的覆盖电动态系统的安装位置的电工执照)可以将第一布线84安装在包含驱动器60的功率转换器64的第一外壳80中。该第一安装者可以将电源62电连接到功率转换器64。随后(例如，在同一时间或不同时间)，不同于第一安装者的第二安装者可以安装第二布线86、驱动器60的第二外壳82和/或第三布线88。第二安装者可能持有也可能不持有由管理机构授予的覆盖电动态系统的安装位置的电工执照。以此方式，配置驱动器60以提供转换功率可以便于在具有不同经验和/或许可电平的不同安装者之间分配安装任务。也就是说，在其他应用中，单个安装者可以安装系统的所有部件。
69.当使用两个或更多个物理上分隔开的部件(例如，第一外壳80和第二外壳82)来实
施驱动器60时，这些部件在安装期间可以彼此物理地间隔开。对于其中安装系统的视觉外观对最终用户很重要并且期望遮蔽或掩蔽系统的控制部件的应用，这是特别有用的。在实践中，第一外壳80(和/或包含在外壳中的功率转换器64)与第一布线84之间的连接件可能需要是可触及的，以在后续使用期间提供对电连接件的触及(例如，用于维修、安全等)。相比之下，第二布线86与第一外壳80和/或第二外壳82(和/或相应外壳内的部件)之间的连接件可以是可触及的，也可以是不可触及的。类似地，第三布线88和第二外壳82(和/或外壳内的部件)之间的连接件可能是可触及的，也可能是不可触及的。
70.如本文所用，术语“可触及”是指：(1)连接件能够被移除或暴露，而不损坏包封连接件的建筑结构或饰面，以及(2)连接件不会被建筑的结构或饰面永久封闭。例如，如果连接件包含在干式壁、木隔板或不具有罩板的其他结构材料的后面，使得需要改变、破坏或从其所接合的表面上拆下结构材料的物理结构，则该连接件被认为是永久封闭的，并且因此是不可触及的。相比之下，在电气接线盒内进行的连接将被认为是可触及的。此类连接件可通过壁表面或其罩板来触及(例如，通过移除覆盖接线盒的罩板，以提供到位于壁表面诸如干式壁表面后面的接线盒位置的触及)。
71.在图5的实例中，第一布线84与第一外壳80(外壳中的功率转换器64)之间的电连接件被示出为被配置为可触及的，其中连接在接线盒90中进行，接线盒形成第一外壳80的一部分或邻近第一外壳(但是任选地与第一外壳物理上分隔开)。这种接线盒可包括可移除的盖以触及连接件。在图5的实例中，第二布线86与第一外壳80和第二外壳82(以及包含在每个外壳中的相应部件)之间的连接件被示出为不可触及的。此外，第三布线88和第二外壳82(以及包含在外壳中的部件)之间的连接件也被示出为不可触及的。这些不可触及的连接件可被定位在干式壁、装饰件或其他结构材料后面。
72.在一些应用中，第二外壳82被定位在隐私结构12处或之上。例如，第二外壳82(和/或其中的部件)可以被定位在与隐私结构12相邻的位置，诸如在距离该结构最近的表面1英尺以内，或距离该结构最近的表面6英寸以内。
73.在一种实施方式中，第二外壳82被定位在隐私结构12的框架30中，第二布线86和第三布线88之间的连接件也被定位在框架内。当如此配置时，连接件在本技术的含义内可能是不可触及的。为了触及连接件，用户可能需要移除框架30的一部分(例如，包围框架的装饰件的一部分)以触及第二外壳82。例如，装饰性装饰件可以包围框架30并且围绕框架的周边被打钉或以其他方式固定(例如，到包围框架的干式壁)。装饰性装饰件可能需要从框架的周边撬开以触及第二外壳82。在本技术的含义内，这样的布置将被认为是不可触及的。
74.在一些配置中，驱动器60的第一外壳80位于远离第二外壳82和/或隐私结构12的一定距离处。这可以将第一外壳80和用于接线盒的覆盖面板(当配置有相关联的接线盒90时)定位成远离隐私结构12一定距离，这对于最终用户而言在美学上是期望的。第一外壳80被定位成远离隐私结构12的距离可取决于系统的配置以及系统安装在其中的环境。在一些实例中，第二布线86和第三布线88具有至少2英尺诸如至少3英尺、至少5英尺、至少7英尺或至少10英尺的组合长度。例如，第二布线86和第三布线88可以具有在2英尺至25英尺范围内诸如2英尺至15英尺的组合长度。第二布线86和第三布线88的组合长度可以建立第一外壳80与隐私结构12间隔开的距离。
75.图6是示出用于将隐私结构电连接到电源的示例方法的流程图。将关于隐私结构
12(图1和图2)和驱动器60(图4和图5)来描述图6的技术，但是可以用其他部件配置来实施，如本文所述。图6的示例技术涉及将来自电源62的第一布线84电连接到第一外壳80和包含在其中的部件，诸如功率转换器64(100)。可以选择第一布线作为适合传送由电源62供应的功率的布线类型。例如，第一布线84可以是包括两个或三个金属导体(例如，铜线)的非金属护套电缆，每个金属导体单独地覆盖有绝缘聚合物材料。金属导体中的每个金属导体可以具有单个芯。
76.第一布线84可以经由接线盒90电连接到第一外壳80中的功率转换器64。相对较短的布线节段可以从第一外壳80延伸，其可以被称为尾纤或鞭状线，并且进入接线盒90。源自第一外壳80的布线的终端(其电耦合到功率转换器64)可以物理地接合到第一布线84在接线盒90内部的终端。接线盒90可以由罩板封闭，该罩板可以是可移除的。因此，可以认为第一布线84和功率转换器64之间的连接件是可触及的。第一布线84的剩余长度可以在壁表面后面延伸，诸如穿过由干式壁或其他表面材料覆盖的螺柱中的布线开口。第一布线84可以延伸回到中央断路器盒，该中央断路器盒又可以连接到中央电源线。
77.图6的技术还包括使用第二布线86将驱动器60的第一外壳80电连接到驱动器的第二外壳82(102)。第二布线86可以电连接到第一外壳80(并且更具体地，外壳中的功率转换器64)。在一些实例中，第二短布线节段从外壳80延伸以提供第一外壳和第二布线86之间的连接位置。另选地，第一外壳80和第二布线86可具有互补的公/母电连接和接合特征部，它们彼此配合以建立电连接。在任一种情况下，可以建立第一外壳80和第二布线86之间的电连接。在一些实例中，可以在第一外壳80和第二布线86之间进行连接，然后使该连接不可触及。该连接件可能被覆盖或以其他方式遮蔽，使得连接件不可触及。
78.第二布线86的相反端可以连接到驱动器60的第二外壳82(并且更具体地，第二外壳中的电压转换器66和调节电路68)。类似地，短布线节段可以从第二外壳82延伸以提供第二外壳和第二布线86之间的连接位置。另选地，第二外壳82和第二布线86可具有互补的公/母电连接和接合特征部，它们彼此配合以建立电连接。在任一种情况下，可以建立第二外壳82和第二布线86之间的电连接。在一些实例中，可以在第二外壳82和第二布线86之间进行连接，然后使该连接不可触及。该连接件可能被覆盖或以其他方式遮蔽，使得连接件不可触及。从第一外壳80到第二外壳82的第二布线86的长度可以在壁表面后面延伸，诸如穿过由干式壁或其他表面材料覆盖的螺柱中的布线开口。
79.图6的技术还包括使用第三布线88将第二外壳82(并且更具体地，第二外壳内的部件)电连接到隐私结构12(104)。同样，短布线节段可以从第二外壳82延伸以提供外壳和第三布线88之间的连接位置。另选地，第二外壳82和第三布线88可具有互补的公/母电连接和接合特征部，它们彼此配合以建立电连接。在任一种情况下，可以建立第二外壳82和第三布线88之间的电连接。在一些实例中，可以在第二外壳82和第三布线88之间进行连接，然后使该连接不可触及。该连接件可能被覆盖或以其他方式遮蔽，使得连接件不可触及。
80.第三布线88可以在第二外壳82与隐私结构12的第一电极层20和第二电极层22之间延伸。例如，第三布线88可以从第二外壳82延伸到附接到每个相应电极层的电汇流条或其他电极结构。在隐私结构12的一些配置中，第三布线88可以在制造期间电连接到第一电极层20和第二电极层22并且嵌入聚合物材料中，其中尾部或末端延伸出聚合物材料。当如此配置时，安装者将固定到隐私结构12的终端直接连接到第二外壳82和/或利用固定到隐
私结构12的终端和第二外壳82之间的布线的中间部分。在后一种应用中，布线的中间部分和布线的延伸出隐私结构12的终端可以组合起来限定第三布线88。
81.本公开中描述的可归因于驱动器的系统和技术可以至少部分地在硬件、软件、固件或它们的任意组合中实施。例如，所描述的系统和技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现，包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或任何其他等效的集成或离散逻辑电路，以及这些部件的任何组合。术语“处理器”通常可以指任何前述逻辑电路，单独或与其他逻辑电路或任何其他等效电路组合。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的一种或多种技术。
82.这样的硬件、软件和固件可以在同一设备或独立的设备内实现，以支持本发明中描述的各种操作和功能。此外，任何所述单元、模块或部件可以被一起实现或单独实施为离散但可互操作的逻辑装置。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定暗示这些模块或单元必须由单独的硬件或软件组件实现。而是，与一个或多个模块或单元相关联的功能可以由单独的硬件或软件组件执行，或者集成在公共或单独的硬件或软件组件中。
83.本发明中所描述的系统和技术还可在包含指令的非暂时性计算机可读介质(例如计算机可读存储介质)中实施或编码。嵌入或编码在计算机可读存储介质中的指令可以使可编程处理器或其他处理器执行该方法，例如，当执行指令时。非暂时性计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储器形式，包括例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电子可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存、硬盘、cd
‑
rom、软盘、盒式磁带、磁介质、光学介质或其他计算机可读介质。
84.已描述了各种实例。这些和其它实例在所附权利要求书的范围内。