开关电源控制器以及包含该开关电源控制器的开关电源-复审决定


发明创造名称:开关电源控制器以及包含该开关电源控制器的开关电源
外观设计名称:
决定号:181742
决定日:2019-06-10
委内编号:1F266474
优先权日:
申请(专利)号:201510341752.9
申请日:2015-06-18
复审请求人:杭州士兰微电子股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:丁小汀
合议组组长:刘秀艳
参审员:黄珊
国际分类号:H02M7/217,H02M3/155,H02M1/42
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而其他对比文件公开了解决该权利要求实际解决的技术问题的构思,在该其他对比文件给出的技术启示下,本领域技术人员有动机且容易想到将区别技术特征应用于最接近的现有技术从而获得要求保护的技术方案,则该项权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510341752.9,名称为“开关电源控制器以及包含该开关电源控制器的开关电源”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为杭州士兰微电子股份有限公司,申请日为2015年06月18日,公开日为2015年11月11日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年08月03日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-16不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2018年07月03日提交的权利要求第1-16项,申请日2015年06月18日提交的说明书第1-16页、说明书附图第1-3页、说明书摘要、摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种降压结构的开关电源控制器,其特征在于,包括:
过零检测电路,对输入的反馈信号进行过零检测并产生过零信号;
可变导通时间长度控制电路,接收补偿电压以及开关管的驱动信号,使开关电源的开关管的导通时间的平方与开关管的关断时间成反比、与开关管的开关周期的平方成正比,并产生关断信号,使得输入电流跟随输入电压变化,开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定;及驱动信号产生电路,根据所述过零信号和关断信号产生驱动信号,所述驱动信号传输至所述开关管的栅端,以控制所述开关管的导通和关断。
2. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
导通时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到导通时间定时电压;
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电流产生电路,根据所述导通时间定时电压、关断时间定时电压、开关周期时间定时电压,产生定时电流,所述的定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比;
定时电容和比较器,在开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号。
3. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电流产生电路,根据所述关断时间定时电压、开关周期时间定时电压,产生定时电流,所述的定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比;
定时电容和比较器,在所述开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号。
4. 如权利要求2所述的开关电源控制器,其特征在于,所述导通时间检测电路得到的导通时间定时电压表示所述开关管在前一个开关周期内的导通时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的导通时间的平均值。
5. 如权利要求2或3所述的开关电源控制器,其特征在于,所述关断时间检测电路得到的关断时间定时电压表示所述开关管在前一个开关周期内的关断时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的关断时间的平均值。
6. 如权利要求2或3所述的开关电源控制器,其特征在于,所述开关周期时间检测电路得到的开关周期时间定时电压表示所述开关管在前一个开关周期内的开关周期时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的开关周期时间的平均值。
7. 如权利要求2所述的开关电源控制器,其特征在于,所述导通时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端直接连接,以对所述开关管的导通时间进行检测。
8. 如权利要求2或3所述的开关电源控制器,其特征在于,所述关断时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端直接连接,以对所述开关管的导通时间进行检测。
9. 如权利要求2或3所述的开关电源控制器,其特征在于,所述开关周期时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端直接连接,以对所述开 关管的开关周期时间进行检测。
10. 如权利要求2所述的开关电源控制器,其特征在于,其特征在于,所述导通时间检测电路包括:
电流源;
第一开关,其第一端连接所述电流源的输出端;
第二开关,其第一端连接所述第一开关的第二端,其第二端接地;
第一电容,其第一端连接所述第一开关的第二端和第二开关的第一端,其第二端接地;
电压跟随器,其输入端连接所述第一电容的第一端;
第三开关,其第一端连接所述电压跟随器的输出端;及
第二电容,其第一端连接所述第三开关的第二端,其第二端接地,所述第二电容的第二端用于输出所述导通时间定时电压。
11. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述驱动信号产生电路包括:
触发器,其置位输入端接收所述过零信号,其复位输入端接收所述关断信号,其输出端产生所述驱动信号;及
驱动器,所述驱动信号经由所述驱动器传输至所述开关管的栅端。
12. 如权利要求1所述的降压结构的开关电源控制器,其特征在于,通过对采样电阻上的电压进行采样计算得到输出电流,并将输出电流与基准电流进行误差放大,以输出补偿电压。
13. 如权利要求1所述的降压结构的开关电源控制器,其特征在于,通过对开关电源的输出端电压进行采样得到采样电压,并将采样电压与基准电压进行误差放大,以输出补偿电压。
14. 一种开关电源,其特征在于,包括:
如权利要求1至13中任一项所述的降压结构的开关电源控制器;及
与所述开关电源控制器相连的外围电路。
15. 如权利要求14所述的开关电源,其特征在于,所述外围电路包括:交流信号源、整流桥、输入电容、开关管、采样电阻、环路补偿电容、续流二极管、输出电容;其中,所述输入电容的第一端连接输入电压接入端, 其第二端接地;所述开关管的源端连接输入电压接入端,其漏端连接采样电阻的第一端,其栅端接收驱动信号;所述电感的第一端连接采样电阻的第二端,电感的第二端连接输出电容的第一端;所述续流二极管的阴极连接采样电阻的第一端,其阳极连接输出电容的第二端,所述输出电容用于与负载并联。
16. 如权利要求14所述的开关电源,其特征在于,所述外围电路包括:交流信号源、整流桥、输入电容、开关管、采样电阻、环路补偿电容、续流二极管、输出电容;其中,所述输入电容的第一端连接输入电压接入端,其第二端接地;所述续流二极管的阴极连接输入电压接入端;所述输出电容的第一端连接续流二极管的阴极,所述输出电容用于与负载并联;所述电感的第一端连接续流二极管的阳极,其第二端连接输出电容的第二端;所述开关管的源端连接电感的第一端,其漏端连接采样电阻的第一端,经由采样电阻接地,其栅端接收驱动信号。”
驳回决定引用如下对比文件:
对比文件1:CN104702095A,公开日为2015年06月10日;
对比文件2:CN102969915A,公开日为2013年03月13日。
驳回决定的理由具体为:1)权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于:开关电源控制器的具体结构;开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定。基于该区别技术特征可以确定权利要求1实际解决的技术问题是:如何提高降压电路的功率因数。对比文件1公开了部分区别技术特征,并且对比文件1给出了在反激式开关电源中通过获得可变开关导通时间以提高PFC的启示,根据该启示,本领域技术人员容易想到将对比文件1中获得可变导通时间的构思应用到对比文件2中。保证固定是本领域技术人员在对比文件2的基础上结合对比文件1和公知常识容易得到的。因此,权利要求1不具备创造性。2)从属权利要求2-13的附加技术特征或者被对比文件1或2公开,或者属于本领域公知常识,因此,权利要求2-13也不具备创造性。3)权利要求14请求保护一种包括如权利要求1至13中任一项所述的降压结构的开关电源控制器的开关电源,对比文件2公开了开关电源包括降压结构的开关电源控制器,以及与开关电源控制器相连的外围电路。因此,权利要求14不具备创造性。4)从属权利要求15-16的附加技术特征或者被对比文件1或2公开,或者属于本领域公知常识,因此,权利要求15-16也不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月19日向国家知识产权局提出了复审请求并提交了权利要求书的全文修改替换页,对权利要求1-3进行了修改。复审请求人认为:对比文件2未公开:“1)所述可变导通时间长度控制电路包括定时电流产生电路,根据所述驱动信号产生与所述开关管的关断时间和开关周期相关的定时电流,所述可变导通时间长度控制电路采用所述定时电流产生关断信号;2)开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定”。对于区别技术特征1),对比文件2公开的电流源I1提供恒定的定时电流。对比文件1公开了采用电流源401提供与Ton/T相关的定时电流,与对比文件1不同,本申请的定时电流是与Toff/T相关的定时电流。对于区别技术特征2),对比文件2的NMOS管Q1的导通时间是固定的,对比文件2采用恒定的定时电流维持恒定的导通时间,没有解决本申请的技术问题。对比文件1的控制关系表示为Ton*Ton/T固定,而本申请的控制关系表示为Ton*Ton*Toff/(T*T)固定,不同的控制关系导致不同的控制电路。
提交复审请求时新修改的权利要求1-3内容如下:
“1. 一种降压结构的开关电源控制器,用于控制开关电源的开关管,其特征在于,包括:
过零检测电路,对输入的反馈信号进行过零检测并产生过零信号;
可变导通时间长度控制电路,接收补偿电压以及开关管的驱动信号,所述可变导通时间长度控制电路包括定时电流产生电路,根据所述驱动信号产生与所述开关管的关断时间和开关周期相关的定时电流,所述可变导通时间长度控制电路采用所述定时电流产生关断信号,使开关电源的开关管的导通时间的平方与开关管的关断时间成反比、与开关管的开关周期的平方成正比,并产生关断信号,使得输入电流跟随输入电压变化,开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定;及驱动信号产生电路,根据所述过零信号和关断信号产生驱动信号,所述驱动信号传输至所述开关管的栅端,以控制所述开关管的导通和关断。
2. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
导通时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到导通时间定时电压;
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电容和比较器,在开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号,
其中,所述定时电流产生电路根据所述导通时间定时电压、关断时间 定时电压、开关周期时间定时电压产生定时电流,所述的定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比。
3. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电容和比较器,在所述开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号,
其中,所述定时电流产生电路,根据所述关断时间定时电压、开关周期时间定时电压产生定时电流,所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月23日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为:对比文件1公开了在反激电路中,通过可调整Ton,提高电路功率因数,即对比文件1给出了结合电路拓扑的特性,通过获得输入平均电流与输入电压的线性关系式,提高PFC的启示。权利要求1完全是把对比文件1的反激电路的构思应用到BUCK电路中,其中使用到的反激电路中输入电压与输出电压固有的关系式和BUCK电路中输入电压与输出电压固有的关系式都属于公知常识。因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月12日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1-16相对于对比文件2与对比文件1和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人陈述的意见,复审通知书指出:对比文件2的开关电源采用的是BUCK拓扑结构,其在固定导通时间、临界导通模式控制时同样会产生功率因数变差、总谐波失真加大的问题,因此对比文件2存在解决这一技术问题的需求。对比文件1的开关电源为反激式拓扑,为了解决反激式电路在固定导通时间、临界导通模式控制时功率因数变差、总谐波失真加大的问题,需要保证固定,而只要使电流源401产生的电流I1=I0*(VTON/VT),就能保证固定。为了在BUCK电路中解决相同的问题,本领域技术人员会有动机地将对比文件1的设计构思应用于对比文件2,且对于对比文件2公开的临界导通模式的降压结构来说,本领域技术人员采用已有的技术知识对电路结构进行分析,即可得到需要保证固定。对比文件1和本申请在定时电流的产生和控制关系两方面存在的差异是对比文件1和本申请适用的开关电源拓扑结构不同造成的,当本领域技术人员将对比文件1的构思应用于BUCK电路后,根据公知的技术知识进行换算分析后即可得到定时电流的产生还与关断时间有关。
复审请求人于2019年04月28日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页,对权利要求1-3进行了修改。复审请求人认为:(1)权利要求1与对比文件2相比存在区别技术特征:“定时电流产生电路,根据所述驱动信号产生定时电流,所述定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比,或者所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比;开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定。”对比文件2公开的电流源I1提供恒定的定时电流,因此也不可能通过定时电流的反馈控制实现保持固定。对比文件1中未获得Toff相关的控制信号,对比文件1获得的定时电流与Ton/T相关,与本申请不同;对比文件1的控制关系表示为Ton*Ton/T固定,也与本申请不同。(2)对比文件1的控制器仅适用于反激型结构,而不能直接应用于降压型结构,在将对比文件1的控制关系应用于本申请时,并不能达到期望的功率因数改善的效果。(3)本申请在同一个控制关系上实现两种不同定时电流产生电路的电路结构,采用不同的定时电流产生电路实现至少一部分运算。
新修改的权利要求1-3的内容如下:
“1. 一种降压结构的开关电源控制器,用于控制开关电源的开关管,其特征在于,包括:
过零检测电路,对输入的反馈信号进行过零检测并产生过零信号;
可变导通时间长度控制电路,接收补偿电压以及开关管的驱动信号,所述可变导通时间长度控制电路包括定时电流产生电路,根据所述驱动信号产生定时电流,所述可变导通时间长度控制电路采用所述定时电流产生关断信号,使得开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定;及驱动信号产生电路,根据所述过零信号和关断信号产生驱动信号,所述驱动信号传输至所述开关管的栅端,以控制所述开关管的导通和关断,
其中,所述定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比,或者
所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比。
2. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
导通时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到导通时间定时电压;
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电容和比较器,在开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号,
其中,所述定时电流产生电路根据所述导通时间定时电压、关断时间定时电压、开关周期时间定时电压产生定时电流。
3. 如权利要求1所述的开关电源控制器,其特征在于,所述可变导通时间长度控制电路包括:
关断时间检测电路,对所述开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到关断时间定时电压;
开关周期时间检测电路,对所述开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压;
定时电容和比较器,在所述开关管导通期间,所述的定时电流对定时电容充电,并与补偿电压比较,得到关断信号,
其中,所述定时电流产生电路,根据所述关断时间定时电压、开关周期时间定时电压产生定时电流。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年04月28日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,上述修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定依据的文本为:复审请求人于2019年04月28日提交的权利要求第1-16项,申请日2015年06月18日提交的说明书第1-16页、说明书附图第1-3页、说明书摘要、摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款的规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而其他对比文件公开了解决该权利要求实际解决的技术问题的构思,在该其他对比文件给出的技术启示下,本领域技术人员有动机且容易想到将区别技术特征应用于最接近的现有技术从而获得要求保护的技术方案,则该项权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书及驳回决定中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN104702095A,公开日为2015年06月10日;
对比文件2:CN102969915A,公开日为2013年03月13日。
2.1、权利要求1请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种降压结构的开关电源控制器,对比文件2公开了一种高功率因数恒流控制电路,涉及一种降压结构的开关电源控制器,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0018]段至第[0055]段,附图1-5):所述降压结构的开关电源控制器用于控制开关管102,包括:过零比较开启模块103(相当于过零检测电路),对采样电阻R1第一端的电压进行过零比较后,输出比较电平信号(相当于对输入的反馈信号进行过零检测并产生过零信号);导通时间控制模块105,根据误差放大电压VCOMP(相当于补偿电压)和脉冲信号生成模块106(相当于驱动信号产生电路)输出的反馈电平信号,输出导通控制电平信号(相当于关断信号);脉冲信号生成模块106(相当于驱动信号产生电路)根据所述比较电平信号和导通控制电平信号产生驱动信号,并将驱动信号传输至开关管102的栅端,以控制开关管102的导通和关断。开关管102的导通时间固定,其导通和关断形成临界导通模式。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件2公开的内容相比,区别技术特征在于:可变导通时间长度控制电路,接收补偿电压以及开关管的驱动信号,所述可变导通时间长度控制电路包括定时电流产生电路,根据所述驱动信号产生定时电流,所述可变导通时间长度控制电路采用所述定时电流产生关断信号,使得开关管的导通时间Ton、关断时间Toff、开关周期T满足保持固定;其中,所述定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比,或者所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比。
基于该区别技术特征可以确定,权利要求1的技术方案实际解决的技术问题是:优化功率因数,减小总谐波失真。
对比文件1公开了一种开关电源控制器及包含该开关电源控制器的开关电源,并具体公开了如下技术特征(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):包括:过零检测电路125,对输入的反馈信号FB进行过零检测并产生过零信号;导通时间长度控制电路132、导通时间检测电路126、开关周期时间检测电路127(三者的组合相当于本申请的可变导通时间长度控制电路),其中导通时间长度控制电路132接收补偿电压COMP,导通时间检测电路126的输入端和开关管112的驱动端直接连接,以直接检测开关管112的驱动信号(参见说明书第[0099]段)(相当于本申请的可变导通时间长度控制电路接收补偿电压以及开关管的驱动信号)。导通时间长度控制电路132如附图4所示,包括电流源401(相当于定时电流产生电路),其产生的电流I1可表示为I0*(VTON/VT),其中I0为常数,VTON、VT分别与开关管的导通时间和开关周期相关。如附图3所示,导通时间检测电路126根据开关管112的驱动信号得到VTON(参见说明书第[0099]段)。因此,对比文件1公开了电流源401(相当于定时电流产生电路)根据所述驱动信号产生与开关管的导通时间和开关周期相关的定时电流I1。导通时间长度控制电路132采用定时电流I1产生关断信号,使开关管的导通时间的平方与开关管的开关周期成正比,即保持固定,使得输入电流跟随输入电压变化(参见说明书第[0090]段)。RS触发器123和驱动器124(二者的组合相当于本申请的驱动信号产生电路),根据过零信号和关断信号产生驱动信号,驱动信号传输至开关管112的栅端,以控制所述开关管112的导通和关断。对比文件1的开关电源为反激式拓扑(参见说明书第[0094]段)。上述技术特征在对比文件1中的作用也是用于优化功率因数,减小总谐波失真。可见,为解决固定导通时间、临界导通模式控制时功率因数变差、总谐波失真加大的问题(参见说明书第[0006]段),对比文件1给出了这样的设计构思:将反激式拓扑电路中平均输入电流的计算公式进行变换得到公式(参见说明书第[0088]段),为了优化功率因数,减小总谐波失真,需要保证固定,而只要使电流源401产生的电流I1=I0*(VTON/VT),就能保证固定。
对比文件2的开关电源采用的是BUCK拓扑结构,其在固定导通时间、临界导通模式控制时同样会产生功率因数变差、总谐波失真加大的问题,为了解决该问题,本领域技术人员会有动机地将对比文件1的设计构思应用于对比文件2。虽然对比文件1的开关电源采用反激式拓扑结构,但是对比文件1解决上述技术问题的思路仍然可以应用于其它拓扑结构的开关电源,并且对于对比文件2公开的临界导通模式的降压结构来说,本领域技术人员采用已有的技术知识对电路结构进行分析,即可得到每个开关周期平均输入电流的计算公式(1),即,采用对比文件1的构思对该计算公式(1)进行换算可得到公式(2):,同样根据对比文件1的构思对公式(2)进行分析,本领域技术人员很容易得到为了实现较好的功率因数,需要保证固定。上述根据对比文件1的构思对对比文件2进行的换算、分析都是本领域技术人员采用已有的技术知识即可完成的,无需付出创造性劳动。
上述区别技术特征中对定时电流的产生限定了两个并列技术方案,即:(a)“所述定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比”;(b)“所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比”。对于方案(a),对比文件1已经公开了定时电流I1=I0*(VTON/VT),即定时电流I1与导通时间定时电压VTON成正比、与开关周期时间定时电压VT成反比。虽然对比文件1没有公开定时电流的产生还涉及关断时间定时电压这一变量,但这一差异是对比文件1和本申请适用的开关电源拓扑结构不同造成的,当本领域技术人员将对比文件1的构思应用于BUCK电路后,根据公知的技术知识进行换算分析后即可得到定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比。对于方案(b),由于导通时间、关断时间、开关周期之间存在如下关系:Ton Toff=T,因此方案(b)是在方案(a)的基础上依据上述关系和公知的技术知识进行换算分析后即可得到的。
在对比文件2的基础上结合对比文件1和公知常识得出权利要求1所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1不具有突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、权利要求2是权利要求1的从属权利要求,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):可变导通时间长度控制电路包括:导通时间检测电路126,对开关电源内的开关管的导通时间进行检测,以得到导通时间定时电压VTON;开关周期时间检测电路127,对开关管的开关周期时间进行检测,以得到开关周期时间定时电压VT;定时电容C1和比较器402,在开关管导通期间,定时电流I1对定时电容充电,并与参考电压Vref1(相当于补偿电压)比较,得到关断信号。电流源401(相当于定时电流产生电路)根据导通时间定时电压VTON、开关周期时间定时电压VT,产生定时电流I1=I0*(VTON/VT),即定时电流I1与导通时间定时电压VTON成正比、与开关周期时间定时电压VT成反比。
虽然对比文件1没有公开关断时间检测电路,定时电流的产生也不涉及关断时间定时电压这一变量,但这一差异是对比文件1和本申请适用的开关电源拓扑结构不同造成的,对比文件1是反激电路,而本申请是BUCK电路。但当本领域技术人员将对比文件1的构思应用于BUCK电路后,根据公知的技术知识进行换算分析后即可得到定时电流的产生还与关断时间有关,因此本领域技术人员容易想到设置关断时间检测电路。
因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求3是权利要求1的从属权利要求。由于导通时间、关断时间、开关周期之间存在如下关系:Ton Toff=T,因此权利要求3限定的可变导通时间长度控制电路的结构,是在权利要求2限定的控制电路的基础上,依据上述关系和公知的技术知识进行换算分析后即可得到的。基于与权利要求2相同的原因,设置关断时间检测电路、定时电流产生电路根据关断时间定时电压、开关周期时间定时电压产生定时电流,也是本领域技术人员采用对比文件1的构思对BUCK电路进行换算分析后容易想到的。
因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4、从属权利要求4对权利要求2做了进一步的限定,从属权利要求6对权利要求2或3做了进一步的限定,从属权利要求7对权利要求2做了进一步的限定,从属权利要求9对权利要求2或3做了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):所述导通时间检测电路126得到的导通时间定时电压VTON表示所述开关管在前一个开关周期内的导通时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的导通时间的平均值。所述开关周期时间检测电路127得到的开关周期时间定时电压VT表示所述开关管在前一个开关周期内的开关周期时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的开关周期时间的平均值。所述导通时间检测电路126的输入端与所述开关管的驱动端直接连接,以对所述开关管的导通时间进行检测。开关周期时间检测电路127的输入端与所述开关管的驱动端直接连接,以对所述开关管的开关周期时间进行检测。
可见,对比文件1公开了权利要求4、6、7、9的附加技术特征,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求4、6、7、9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5、从属权利要求5、8分别对权利要求2或3做了进一步的限定,对比文件1公开了导通时间检测电路126和开关周期时间检测电路127都可采用附图3所示的结构,虽然对比文件1没有公开关断时间检测电路,定时电流的产生也不涉及关断时间定时电压这一变量,但这一差异是对比文件1和本申请适用的开关电源拓扑结构不同造成的,对比文件1是反激电路,而本申请是BUCK电路。但当本领域技术人员将对比文件1的构思应用于BUCK电路后,根据公知的技术知识进行换算分析后即可得到定时电流的产生还与关断时间有关,因此本领域技术人员容易想到设置关断时间检测电路,并且关断时间检测电路也可采用对比文件1附图3的结构。因此,在检测关断时间时,将关断时间检测电路得到的关断时间定时电压表示所述开关管在前一个开关周期内的关断时间,或者表示所述开关管在前多个开关周期内的关断时间的平均值;以及将关断时间检测电路的输入端与所述开关管的栅端直接连接,以对所述开关管的关断时间进行检测,均是本领域技术人员容易想到的,并不需要付出创造性劳动。
因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5、8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6、从属权利要求10对权利要求2做了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):导通时间检测电路126包括:电流源301;第一开关S1,其第一端连接所述电流源301的输出端;第二开关S2,其第一端连接所述第一开关S1的第二端,其第二端接地;第一电容305,其第一端连接所述第一开关的第二端和第二开关的第一端,其第二端接地;电压跟随器307,其输入端连接所述第一电容305的第一端;第三开关S3,其第一端连接所述电压跟随器的输出端;及第二电容306,其第一端连接所述第三开关的第二端,其第二端接地,第二电容306的第二端用于输出导通时间定时电压VTON。
可见,对比文件1公开了从属权利要求10的附加技术特征,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7、从属权利要求11-13分别对权利要求1做了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):驱动信号产生电路包括:触发器123,其置位输入端接收所述过零信号,其复位输入端接收所述关断信号,其输出端产生所述驱动信号;及驱动器124,所述驱动信号经由所述驱动器传输至所述开关管的栅端。通过对采样电阻上的电压进行采样计算得到输出电流,并将输出电流与基准电流进行误差放大,以输出补偿电压。通过对开关电源的输出端电压进行采样得到采样电压,并将采样电压与基准电压进行误差放大,以输出补偿电压。
可见,对比文件1公开了权利要求11-13的全部附加技术特征,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求11-13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8、权利要求14请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求14请求保护一种包括如权利要求1至13中任一项所述的降压结构的开关电源控制器的开关电源。对比文件2还公开了(参见说明书第[0018]段至第[0055]段,附图1-5):开关电源包括有开关电源控制器,以及与开关电源控制器相连的外围电路。
由此可知,在对比文件2的基础上结合对比文件1和公知常识得出权利要求14所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,在权利要求1至13中任一项所述的降压结构的开关电源控制器不具备创造性的前提下,权利要求14不具有突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.9、从属权利要求15对权利要求14做了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):外围电路包括:交流信号源、整流桥、输入电容Cin、开关管112、采样电阻、环路补偿电容、续流二极管、输出电容;其中,所述输入电容的第一端连接输入电压接入端,其第二端接地。对比文件2还公开了(参见说明书第[0018]段至第[0055]段,附图1-5):外围电路包括交流信号源、整流桥、开关管102、采样电阻、续流二极管、输出电容;其中,开关管102的源端连接输入电压接入端,其漏端连接采样电阻R1的第一端,其栅端接收驱动信号;电感L1的第一端连接采样电阻R1的第二端,电感L1的第二端连接输出电容C4的第一端;续流二极管D1的阴极连接采样电阻的第一端,其阳极连接输出电容C4的第二端,所述输出电容用于与负载300并联。
可见,权利要求15的附加技术特征已被对比文件1、2公开。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.10、从属权利要求16对权利要求14做了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见权利要求1-28,说明书第[0002]段至第[0006]段,第[0086]段至第[0121]段,附图1-4):外围电路包括:交流信号源、整流桥、输入电容Cin、开关管112、采样电阻、环路补偿电容、续流二极管、输出电容;其中,所述输入电容的第一端连接输入电压接入端,其第二端接地。对比文件2还公开了(参见说明书第[0018]段至第[0055]段,附图1-5):外围电路包括交流信号源、整流桥、开关管102、采样电阻、续流二极管、输出电容;其中,开关管102的源端连接输入电压接入端,其漏端连接采样电阻R1的第一端,其栅端接收驱动信号;电感L1的第一端连接采样电阻R1的第二端,电感L1的第二端连接输出电容C4的第一端;续流二极管D1的阴极连接采样电阻的第一端,其阳极连接输出电容C4的第二端,所述输出电容用于与负载300并联。
可见,权利要求16的部分附加技术特征已被对比文件1、2公开。同时,对本领域技术人员来说,对降压BUCK电路进行变形是本领域的惯用技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:
(1)由于对比文件2的电流源I1提供恒定的定时电流,因此对比文件2存在解决功率因数变差、总谐波失真加大这一技术问题的需求。对比文件1给出了在反激式电路中解决功率因数变差、总谐波失真加大的问题的设计构思,为了在BUCK电路中解决相同的问题,本领域技术人员会有动机地将对比文件1的设计构思应用于对比文件2。虽然对比文件1的开关电源采用反激式拓扑结构,但是对比文件1解决上述技术问题的思路仍然可以应用于其它拓扑结构的开关电源,并且对于对比文件2公开的临界导通模式的降压结构来说,本领域技术人员采用已有的技术知识对电路结构进行分析,即可得到每个开关周期平均输入电流的计算公式(1),即,采用对比文件1的构思对该计算公式(1)进行换算可得到公式(2):,同样根据对比文件1的构思对公式(2)进行分析,本领域技术人员容易得到为了实现较好的功率因数,需要保证固定。
关于定时电流的产生,本申请限定了两个并列技术方案,即:(a)“所述定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比”;(b)“所述定时电流与关断时间定时电压的平方根成正比、与开关周期时间定时电压成反比”。对于方案(a),对比文件1已经公开了定时电流I1=I0*(VTON/VT),即定时电流I1与导通时间定时电压VTON成正比、与开关周期时间定时电压VT成反比。虽然对比文件1没有公开定时电流的产生还涉及关断时间定时电压这一变量,但这一差异是对比文件1和本申请适用的开关电源拓扑结构不同造成的,当本领域技术人员将对比文件1的构思应用于BUCK电路后,根据公知的技术知识进行换算分析后即可得到定时电流与导通时间定时电压成正比、与关断时间定时电压成正比、与开关周期时间定时电压的平方成反比。对于方案(b),由于导通时间、关断时间、开关周期之间存在如下关系:Ton Toff=T,因此方案(b)是在方案(a)的基础上依据上述关系和公知的技术知识进行换算分析后即可得到的。
(2)审查意见所述的既不是将对比文件1的控制器直接用于降压型结构,也不是将对比文件1的控制关系用于降压型结构,而是利用对比文件1给出的技术启示对最接近的现有技术加以改进,从而获得可以适用于降压型结构的技术方案。对比文件1已经明确记载了相对于固定导通时间控制电路而言,可变导通时间控制电路能有效提高电路的功率因数、减小总谐波失真(参见说明书第[0121]段)。因此,本领域技术人员可以确定,将对比文件1的构思应用于对比文件2的降压型结构之后,对比文件2的开关电源控制器也能够提高电路的功率因数、减小总谐波失真。
(3)对比文件1的电流源401相当于本申请的定时电流产生电路,其产生的定时电流I1可表示为I1=I0*(VTON/VT),即对比文件1的电流源401也可实现至少一部分运算。由于导通时间、关断时间、开关周期之间存在Ton Toff=T的关系,因此在同一个控制关系上实现两种不同定时电流产生电路的电路结构是本领域技术人员容易想到的。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
根据上述事实和理由,合议组依法作出下述决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月03日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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