双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统-复审决定


发明创造名称:双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统
外观设计名称:
决定号:183894
决定日:2019-07-12
委内编号:1F256744
优先权日:
申请(专利)号:201510485795.4
申请日:2015-08-10
复审请求人:常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:王喆
合议组组长:赵露泽
参审员:吴伟
国际分类号:H02J9/06
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使该权利要求的技术方案取得了有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510485795.4、发明名称为“双电源自动转换装置及其转换控制方法、双电源供电系统”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂),申请日为2015年08月10日,公开日为2015年11月04日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年05月03日发出驳回决定,以权利要求1-21不具备专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请,具体其理由是:独立权利要求1与对比文件4(CN 104539042A,公开日为2015年04月22日)的区别技术特征在于:(1)检测单元,用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测,控制单元根据该检测结果进行控制电源转换;(2)辅助供电单元包括逆变单元,逆变单元的输出端与所述电源输出端连接,逆变单元的控制端与控制单元连接。其中区别技术特征(1)已被对比文件1(CN 102856975A,公开日为2013年01月02日)公开且给出了结合的技术启示,区别技术特征(2)的一部分属于本领域技术人员基于对比文件4公开的内容容易想到的,其余部分属于本领域技术人员的惯用技术手段。因此独立权利要求1相对于对比文件4、对比文件1以及本领域惯用技术手段的结合不具备创造性。从属权利要求2、4、6和13的附加技术特征已被对比文件1所公开;从属权利要求3的附加技术特征的一部分被对比文件2(CN 202840667U,公告日为2013年03月27日)公开且给出了结合的技术启示,其余部分为本领域技术人员容易想到的;从属权利要求5和7-9的附加技术特征属于本领域技术人员的惯用技术手段;从属权利要求10-11的附加技术特征的一部分被对比文件4所公开,其余部分属于本领域的惯用技术手段;从属权利要求12和14-19的附加技术特征与从属权利要求3-9的附加技术特征对应相同;因此从属权利要求2-19都不具备创造性。
独立权利要求20与对比文件4的区别技术特征在于:(1)步骤1检测单元对主电源输入端和/或备用电源输入端的输入电压进行实时检测,并将检测结果传输至控制单元;(2)步骤2、控制单元对输入电压进行运算,并判断当前工作电源的电压有效值是否在预设的电压有效值范围内,如是,则转步骤1,如否,则转步骤3。其中区别技术特征(1)已被对比文件1公开且给出了结合的技术启示,区别技术特征(2)属于本领域的公知常识。因此独立权利要求20相对于对比文件4、对比文件1以及本领域公知常识的结合不具备创造性。独立权利要求21引用权利要求1-19任一项,其进一步限定的技术特征已被对比文件4所公开,因此也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为:申请日2015年08月10日提交的权利要求第1-21项、说明书摘要、摘要附图、说明书第1-35段以及说明书附图图1-7。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种双电源自动转换装置,包括:主电源输入端、备用电源输入端、电源输出端、双电源切换单元;所述双电源切换单元包括检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关,检测单元用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测,控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换;其特征在于,所述双电源切换单元还包括一辅助供电单元,所述辅助供电单元包括逆变单元,逆变单元的输出端与所述电源输出端连接,逆变单元的控制端与控制单元连接;控制单元在主、备电源的转换过程中,控制辅助供电单元输出电能。
2. 如权利要求1所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括储能部件和整流单元;整流单元用于从主电源和/或备用电源提取电能供给储能部件;所述储能部件在主电源和备用电源供电阶段通过所述整流单元进行储能,在主、备电源的转换过程中通过所述逆变单元输出电能。
3. 如权利要求2所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括与整流单元连接的转换开关,所述转换开关的两个输入端及控制端分别与主电源输入端、备用电源输入端、控制单元连接,所述整流单元与后级储能部件连接,所述转换开关的转换逻辑与双电源切换开关的切换逻辑相反。
4. 如权利要求2所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述整流单元的输入端与所述双电源切换开关的输出侧或者主电源或者备用电源连接。
5. 如权利要求2所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述整流单元包括第一整流电路和第二整流电路,第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接主电源输入端、备用电源输入端,第一整流电路、第二整流电路的输出端相互连接后与后级储能部件连接。
6. 如权利要求2所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述储能部件为储能电容。
7. 如权利要求2所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括调压装置。
8. 如权利要求7所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述调压装置为变压器,设置于整流单元之前或者逆变单元之后。
9. 如权利要求7所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述调压装置为DC/DC电路,设置于储能部件之前或之后。
10. 如权利要求1所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述逆变单元为一端连接有储能部件的双向逆变器,双向逆变器的另一端与所述电源输出端连接。
11. 如权利要求10所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述双向逆变器与储能部件通过双向DC/DC电路连接。
12. 如权利要求10所述双电源自动转换装置,其特征在于:所述储能部件为储能电容。
13. 如权利要求1所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括整流单元;整流单元用于从主电源或备用电源提取电能,在主、备电源的转换过程中通过所述逆变单元输出电能。
14. 如权利要求13所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括与整流单元连接的转换开关,所述转换开关的两个输入端及控制端分别与主电源输入端、备用电源输入端、控制单元连接,所述整流单元与后级逆变单元连接,所述转换开关的转换逻辑与双电源切换开关的切换逻辑相反。
15. 如权利要求13所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述整流单元包括第一整流电路和第二整流电路,第一整流电路、第二整流电路的输入端分别连接主电源输入端、备用电源输入端,第一整流电路、第二整流电路的输出端相互连接后与后级逆变单元连接。
16. 如权利要求13所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述整流单元的输入端与主电源或备用电源连接。
17. 如权利要求13所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述辅助供电单元还包括调压装置。
18. 如权利要求17所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述调压装置为变压器,设置于整流单元之前或者逆变单元之后。
19. 如权利要求17所述双电源自动转换装置,其特征在于,所述调压装置为DC/DC电路,设置于整流单元与逆变单元之间。
20. 如权利要求1~19任一项所述双电源自动转换装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、检测单元对主电源输入端和/或备用电源输入端的输入电压进行实时检测,并将检测结果传输至控制单元;
步骤2、控制单元对输入电压进行运算,并判断当前工作电源的电压有效值是否在预设的电压有效值范围内,如是,则转步骤1,如否,则转步骤3;
步骤3、控制单元控制双电源切换开关进行主、备电源切换,并且控制辅助供电单元开始向负载进行输出,在主、备电源切换过程中由辅助供电单元对负载进行输出供电;
步骤4、当双电源切换开关完成主、备电源切换,控制单元控制辅助供电单元停止对负载输出,然后转至步骤1。
21. 一种双电源供电系统,包括主电源、备用电源以及如权利要求1~19任一项所述双电源自动转换装置,双电源自动转换装置的主电源输入端、备用电源输入端分别与主电源、备用电源连接。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年07月23日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了修改后的权利要求书(共计21项权利要求),其中在独立权利要求1中增加了技术特征“所述的主电源与备用电源为交流电源”和“所述机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连”。复审请求人认为:本申请中,主、备用电源均为交流电源,主电源、备用电源和辅助供电单元这三路电源中,只有辅助供电单元通过功率处理连接到电源输出端,另两路均为直接连到电源输出端,因此整个系统发热量、功耗和成本更低,安全可靠性更高;而对比文件4中,明确表明母线为直流母线,当其采用直流母线时电路结构将发生重大改变,并且功率处理单元为三路电源共用,并且其中的“双向功率变换单元”实现的不是逆变功能,不能相当于本申请的辅助供电单元;因此,虽然二者同样是实现两个电源的转换,但是采用的技术方案不同。复审请求时新修改的独立权利要求1如下:
“1. 一种双电源自动转换装置,包括:主电源输入端、备用电源输入端、电源输出端、双电源切换单元;所述的主电源与备用电源为交流电源,所述双电源切换单元包括检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关,检测单元用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测,控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换;其特征在于,所述机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连;所述双电源切换单元还包括一辅助供电单元,所述辅助供电单元包括逆变单元,逆变单元的输出端与所述电源输出端连接,逆变单元的控制端与控制单元连接;控制单元在主、备电源的转换过程中,控制辅助供电单元输出电能。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年08月03日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:(1)新增加的第一个技术特征“所述的主电源与备用电源为交流电源”已被对比文件4公开(参见说明书第40-43段):第一电源、第二电源可以同时选取主路输入母线,主路输入母线可以选择交流电,即该两路电源也可以都是交流电源。对于新增加的第二个技术特征“机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连”,对比文件4的切换单元的两路输入端也是与第一电源、第二电源直接相连,而其输出是经过功率处理单元后连接负载,是因为对比文件4使用的是直流母线输电,因此在直流母线两端增加了整流和逆变单元,如果直接使用交流母线输电,容易想到将交流电源输出的交流电直接输出至交流负载,该技术手段是本领域惯用技术手段。因此,修改后的独立权利要求1仍然不具备创造性。(2)虽然对比文件4中明确表明母线是直流母线,但在电力领域中,直流母线和交流母线是常用的两种母线,本领域技术人员根据电源等级、电源类型、负载类型、输电距离等进行合理选择,电源为交流电,且满足负载的需求,容易想到将该交流电源直接使用交流母线连接到负载;而电源、负载、母线类型不同时,容易想到设置电力变换单元对电力进行变换处理后连接负载,该技术手段是本领域惯用技术手段。(3)本申请解决的技术问题是现有技术中双电源切换时先断开主电源再接通备用电源,会出现短暂的断电,不能满足高敏感负载的用电要求,采用的技术方案是在双电源切换装置中增加一辅助供电单元,在主备电源切换瞬间给负载供电,保证高敏感负载的用电要求,对比文件4的技术方案解决相同的技术问题,在两电源切换空档期由双向功率变换单元供电,保证电源的稳定性。因此复审请求人的意见陈述不具有说服力,坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
合议组于2018年11月29日向复审请求人发出复审通知书,其中引用驳回决定中引用的对比文件1、3和4,并指出权利要求1-21不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。对于复审请求人的上述意见陈述,合议组认为:对比文件4已经公开了本申请的发明构思,并且公开了新增加的技术特征 “主电源和备用电源为交流电源”,虽然对比文件4中,第一电源100、第二电源200和第二功率处理单元702(相当于逆变单元)之间的连接关系与本申请不同,但当第一电源100和第二电源200的输出电压均与连接至系统输出端500的负载的所需电压匹配而无需进行电源功率变换处理时,本领域技术人员容易想到,此时仅有直流母线电容需要经由第二功率处理单元702逆变后提供交流电至系统输出端500,第一电源100和第二电源200经切换单元300后可直接连接到系统输出端500,而无需再经过第一功率处理单元701和第二功率处理单元702,这样的选择和设置无需本领域技术人员付出创造性的劳动,且技术效果可以预期;因此对复审请求人的上述意见不予支持。
复审请求人于2019年01月10日仅提交了意见陈述书,未提交修改文件。复审请求人认为:(1)对比文件4中的第二处理单元702在第一电源或第二电源正常工作时对应地与第一电源或第二电源串联连接,而本申请的逆变单元在第一电源或第二电源正常工作时对应地与第一电源或第二电源并联连接,因此二者连接关系不同,导致技术效果也不同;(2)对比文件4中第二处理单元702是对直流母线电能即负载前级的所有电能进行逆变,而本申请中逆变单元是对辅助供电单元内的电能进行逆变,二者的作用对象不同;(3)对比文件4中第二处理单元702在第一电源或第二电源正常工作时、以及第一和第二电源切换过程中一直处于工作状态,而本申请的逆变单元仅在第一和第二电源切换过程中运行,在转换结束后就不再运行,因此二者的工作方式不同;综上,对比文件4的第二处理单元702不能相当于本申请的逆变单元,并且本申请由于采用直连在第一/第二电源与负载之间的机械式切换开关以及仅在双电源切换时工作的逆变单元,在第一电源和第二电源正常工作时,其与负载之间无额外发热的功率器件,包括功率器件的逆变单元仅在双电源转换过程中投入运行,因此相对于第二处理单元702一直处于工作状态的对比文件4而言,取得了系统的整体发热量、故障率、能耗和成本降低的有益技术效果。
合议组于2019年05月05日向复审请求人再次发出复审通知书,其中继续引用对比文件1、3和4,并指出权利要求1-21不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。对于复审请求人的上述意见陈述,合议组认为:一项权利要求所限定的保护范围是基于其记载的全部技术特征而确定的。当前的权利要求1中仅记载了“所述双电源切换单元还包括一辅助供电单元,所述辅助供电单元包括逆变单元,逆变单元的输出端与所述电源输出端连接”和“控制单元在主、备电源的转换过程中,控制辅助供电单元输出电能”,其并未记载或限定“逆变单元在第一电源或第二电源正常工作时对应地与第一电源或第二电源并联连接,是对辅助供电单元内的电能进行逆变以及仅在第一和第二电源切换过程中运行,在转换结束后就不再运行”的相关技术特征,即并未体现出本申请的逆变单元与对比文件4的第二处理单元702相比存在的上述连接关系、作用对象以及工作方式上存在的不同。因此,根据当前权利要求书的相关记载,对比文件4的第二处理单元702可以相当于本申请的逆变单元,复审请求人的上述意见不具有说服力,合议组不予支持,当前的权利要求1-21仍然不具备创造性。
复审请求人于2019年06月03日提交了意见陈述书,同时提交了修改后的权利要求书(共计21项权利要求),在独立权利要求1中增加了技术特征“所述电源输出端与负载连接”和“辅助供电单元的电能从主电源/或备用电源获取”,并将技术特征“逆变单元的输出端与所述电源输出端连接”和“控制单元在主、备电源的转换过程中,控制辅助供电单元输出电能”分别修改为“逆变单元的输出端作为辅助供电单元的输出端与所述电源输出端连接”和“控制单元仅在主、备电源的转换过程中控制辅助供电单元进入工作模式,使辅助供电单元的电能经逆变单元输出为负载供电,在该转换完成后,控制逆变单元停止输出供电”。复审请求人认为:(1)修改后的权利要求1限定了“逆变单元在第一电源或第二电源正常工作时对应地与第一电源或第二电源并联连接,是对辅助供电单元内的电能进行逆变以及仅在第一和第二电源切换过程中运行,在转换结束后就不再运行”的相关技术特征,已体现出了本申请的逆变单元与对比文件4的第二处理单元702相比存在的连接关系、作用对象以及工作方式上存在的不同,因此对比文件4的第二处理单元702不能相当于本申请的逆变单元。(2)修改后的权利要求1相对于对比文件4的区别技术特征在于:双电源切换单元包括辅助供电单元,辅助供电单元包括逆变单元;逆变单元的输出端作为辅助供电单元的输出端与所述电源输出端连接,逆变单元的控制端与控制单元连接;控制单元仅在主、备电源的转换过程中控制逆变单元工作,使辅助供电单元的电能经逆变单元输出为负载供电,在该转换完成后,控制逆变单元停止工作,停止输出电能;机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连。基于该区别技术特征,本申请实际解决的技术问题在于:当供电电源为交流电源时,如何在满足对高敏感负载进行安全可靠连续供电的同时,有效降低系统能耗和实现低成本。上述区别技术特征未被包括对比文件1-3在内的任何现有技术所公开,也不是本领域技术人员的公知常识或者解决上述技术问题的常用技术手段,因此权利要求1的技术方案相对于现有技术具备创造性。
此次新修改的独立权利要求1如下:
“1. 一种双电源自动转换装置,包括:主电源输入端、备用电源输入端、电源输出端、双电源切换单元;所述的主电源与备用电源为交流电源,所述双电源切换单元包括检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关,检测单元用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测,控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换;其特征在于:所述机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连,所述电源输出端与负载连接;所述双电源切换单元还包括一辅助供电单元,辅助供电单元的电能从主电源/或备用电源获取,所述辅助供电单元包括逆变单元,逆变单元的输出端作为辅助供电单元的输出端与所述电源输出端连接,逆变单元的控制端与控制单元连接;控制单元仅在主、备电源的转换过程中控制辅助供电单元进入工作模式,使辅助供电单元的电能经逆变单元输出为负载供电,在该转换完成后,控制逆变单元停止输出供电。”
在上述程序的基础上,合议组认为本申请事实已经清楚,可以作出审查决定。

二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年06月03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第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为:申请日2015年08月10日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-35段、说明书附图图1-7以及2019年06月03日提交的权利要求第1-21项。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定,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。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征既不是本领域的公知常识,其他对比文件也没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示,且上述区别技术特征的引入使该权利要求的技术方案取得了有益的技术效果,则该权利要求所要保护的技术方案具备创造性。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN 102856975A,公开日为2013年01月02日;
对比文件2:CN 202840667U,公告日为2013年03月27日;
对比文件3:CN 102361328A,公开日为2012年02月22日;
对比文件4:CN 104539042A,公开日为2015年04月22日;
其中,对比文件4为本申请最接近的现有技术。
2.1 独立权利要求1具备专利法第22条第3款所规定的创造性
权利要求1要求保护一种双电源自动转换装置,对比文件4公开了一种不间断电源系统,并具体公开了以下技术特征(参见权利要求1-8,说明书第39-86段,图1-2):
该系统包括连接第一电源100的输入端(相当于主电源输入端)、第二电源200的输入端(相当于备用电源输入端)、系统输出端500(相当于电源输出端)和切换单元300;其中,第一电源100用于向系统供电,第二电源200用于在第一电源100故障时向系统供电,第一电源100和第二电源200均可为主路输入母线,主路输入母线可以选择交流电(相当于主电源和备用电源为交流电源);
切换单元300采用机械开关(相当于机械式的双电源切换开关),其第一和第二接入端分别连接到第一电源100和第二电源200,用于当第一电源100故障时将第一电源切换到第二电源200,由第二电源200为系统供电,当所第一电源100故障消除时,将第二电源200切换到第一电源100,由第一电源100为系统供电;切换单元300的输出端经第一功率处理单元701、直流母线400和第二功率处理单元702连接到系统输出端500;
直流母线400,用于输送电能,当切换单元300在第一电源100和第二电源200之间进行切换时的动作空档期为系统供电,其直流母线电压通过第二功率处理单元702(相当于逆变单元、辅助供电单元)进行DC/AC逆变得到交流电,并输出至系统输出端500以供给负载使用(相当于逆变单元的输出端作为辅助供电单元的输出端与所述电源输出端连接,电源输出端与负载连接),从而保证了直流母线在切换单元动作的空档期输出电压稳定;
直流母线400可设有直流母线电容,其连接在第一功率处理单元701和第二功率处理单元702之间,当第一电源100或第二电源200正常工作对系统供电时,第一功率处理单元701对第一电源100或第二电源200的输出电压进行AC/DC变换整流为直流电后对直流母线电容进行充电;当切换单元300在第一电源100和第二电源200之间进行切换时的动作空档期,由直流母线电容将自身存储的电量向系统放电以支撑母线400的输出电压,并通过第二功率处理单元702输出至系统输出端500以供给负载使用(相当于辅助供电单元的电能从主电源/或备用电源获取)。
由此可见,权利要求1与对比文件4的区别技术特征在于:(1)双电源切换单元还包括检测单元和控制单元,检测单元用于对主电源输入端和备用电源输入端的输入电压进行实时检测,控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关;(2)逆变单元的控制端与控制单元连接,控制单元仅在主、备电源的转换过程中控制辅助供电单元进入工作模式,使辅助供电单元的电能经逆变单元输出为负载供电,在该转换完成后,控制逆变单元停止输出供电;机械式的双电源切换开关的输出端与电源输出端直连。基于上述区别技术特征,可以确定权利要求1实际要解决的技术问题为:如何能够根据电源的实时状态控制切换工作电源;如何在满足对高敏感负载进行安全可靠连续供电的同时,有效降低系统能耗和实现低成本。
对于该区别技术特征(1),对比文件1公开了一种备用电源自动投入系统(参见说明书第19-29段,图1),该系统包括第一检测模块、第二检测模块(二者合起来相当于检测单元)和信号处理模块(相当于控制单元),第一检测模块用于检测主供电源的电压和电流值,第二检测模块用于检测备用电源的电压值,信号处理模块用于当主供电源故障其电流和电压值为零,且备用电源的电压值不为零时,输出切换信号至切换开关以接通备用电源。由此可见,该区别技术特征(1)已被对比文件1所公开,并且其在对比文件1中所起作用与其相应的技术特征在权利要求1中所起的作用相同,均为根据电源的实时状态控制切换工作电源,即对比文件1给出了将其公开的这些技术特征结合到对比文件4以解决该技术问题的技术启示,从而使得本领域技术人员有动机将该对比文件1中的“第一检测模块、第二检测模块和信号处理模块”结合到对比文件4的不间断电源系统中去,以根据主、备电源的实时状态控制切换工作电源。
对于该区别技术特征(2),本申请为了解决现有技术中“为了满足高敏感负载要求,采用可控半导体开关作为双电源转换开关以提高双电源切换速度,但半导体开关需单独设计散热系统从而增加了成本,且半导体器件长时间工作寿命和可靠性相比于机械式开关较低”的技术问题,因此提出“采用直连在双电源和负载之间的机械式双电源切换开关,同时引入包括逆变单元的辅助供电单元,逆变单元仅在主、备电源的转换过程中进入工作模式以为负载供电,转换完成后就停止工作”,由于逆变单元在机械式双电源切换开关进行主、备电源切换期间工作为负载供电,从而可以保证在采用机械式双电源切换开关的情况下可以对高敏感负载进行安全可靠连续供电,又由于包括半导体开关器件的逆变单元仅在主、备电源的转换过程中工作,在转换完成以及电源正常情况下逆变单元都不工作,此时电源经机械式双电源切换开关直接对负载供电而没有半导体开关器件投入运行,因此导体开关器件仅短暂运行从而可降低其发热量和损耗,延长其寿命并降低运行成本。而对比文件4中,第一功率处理单元701和第二功率处理单元702依次串联在切换单元300和系统输出端500之间,在第一电源100/第二电源200正常时,该电源经第一功率处理单元701和第二功率处理单元702进行功率变换后输出至系统输出端500以对负载供电,而在第一电源100和第二电源200进行切换时,直流母线电容将自身存储的电量通过第二功率处理单元702输出至系统输出端500以供给负载使用,即对比文件4中第二功率处理单元702一直处于工作运行模式,第二功率处理单元702中的半导体开关器件由于时刻处于运行状态,因此其发热量和损耗较大,无法解决本申请现有技术中存在的技术问题;并且对比文件4中第二功率处理单元702是在第一电源100/第二电源200正常工作以对负载供电时不可或缺的工作单元,本领域技术人员基于对比文件4的技术方案没有动机将第一功率处理单元701和第二功率处理单元702去除,以将切换单元300和系统输出端500之间直连并单独另设一个仅在切换时工作的逆变单元。
此外,对比文件2公开了一种无扰动切换的不间断电源(参见权利要求1-9,说明书第19-48段,图1-3),主电网1、副电网或发电机2两路电源经双电源互投开关K1后,一路经旁路开关K2连接无扰动切换装置的一组开关单元SCR2,另一路经整流器、储能装置和逆变器后连接无扰动切换装置的另一组开关单元SCR1,无扰动切换装置在两组开关单元之间进行切换,输出交流电至负载;双电源互投开关K1在主电网1供电正常时自动连通其对负载的供电传输线路,当主电网1供电异常时,自动投切到副电网或发电机2;在外界电网供电正常时利用该电网提供的网电为负载供电,并同时经整流器对储能装置充电;在外界电网异常或者无供电时,利用储能装置输出电能为负载供电。对比文件3公开了一种利用风能、光能互补并与市电综合利用的分布式微网系统(参见说明书第34-47段,图1-5),该系统中的储能装置通过双向DC/DC和双向逆变器连接到用户负载或电网系统,由此可实现储能装置、用户负载或电网系统之间的能量双向流动。由此可见,对比文件1,2和3也均未公开上述区别技术特征(2),且均未给出任何采用上述相关技术特征的技术启示;同时区别技术特征(2)也不属于本领域的公知常识,且正是由于上述区别技术特征(2)的存在,使得本申请可以实现“如何在满足对高敏感负载进行安全可靠连续供电的同时,有效降低系统能耗和实现低成本”的有益技术效果。
因此,权利要求1要求保护的方案相对于对比文件4、对比文件1以及本领域公知常识的结合,或者相对于对比文件4、对比文件1-3以及本领域公知常识的结合,都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2从属权利要求2-19具备专利法第22条第3款所规定的创造性
在独立权利要求1所要求保护的技术方案具备创造性的基础上,其从属权利要求2-19所要求保护的技术方案也都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而也都具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3 独立权利要求20和21具备专利法第22条第3款所规定的创造性
在权利要求1-19所要求保护的技术方案具备创造性的基础上,引用权利要求1-19任一项的独立权利要求20和21所要求保护的技术方案也都具有突出的实质性特点和显著的进步,因而也都具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
对驳回决定和前置审查相关意见的评述
驳回决定以及前置审查意见认为:(1)本申请的权利要求1中未具体限定“双电源切换开关与负载之间不设置其他产生损耗的功率器件”,同时说明书中也未提及两电源与负载之间不设置其他功率器件,可实现系统无额外功率损耗,整个系统功率器件少,功耗小,成本低的技术效果。
(2)对比文件4的整体发明构思与本申请相同,且解决了相同的技术问题。虽然对比文件4的切换单元的输出经过功率处理单元后连接负载,是因为对比文件4使用的是直流母线输电,因此在直流母线两端增加了整流和逆变单元,如果直接使用交流母线输电,则本领域技术人员容易想到将交流电源输出的交流电直接输出至交流负载,该技术手段是本领域惯用技术手段。
对此,合议组认为:(1)原申请文件中虽然并未明确文字记载“双电源切换开关与负载之间不设置其他产生损耗的功率器件”,但根据说明书附图1-6的记载本领域技术人员可以确定,双电源切换开关的输出端直接连接到负载,二者之间并未设置其他电路元件或单元,并且当前的权利要求1中也已明确记载了技术特征“所述机械式的双电源切换开关的两路输入端分别与主电源输入端以及备用电源输入端直连,输出端与所述电源输出端直连,所述电源输出端与负载连接”,表明双电源切换开关与负载为直连的连接关系,即二者之间不设置功率器件;结合当前权利要求1中记载的技术特征“仅在主、备电源的转换过程中控制辅助供电单元进入工作模式,使辅助供电单元的电能经逆变单元输出为负载供电,在该转换完成后,控制逆变单元停止输出供电”,本领域技术人员可以确定,在双电源正常工作或切换完成之后,双电源经双电源切换开关直接为负载供电,包含功率器件的逆变单元仅在双电源切换期间短暂运行工作,再切换完成之后就不再工作,因此可实现整个系统功率器件的功耗小、成本低的技术效果。
(2)根据本申请的说明书背景技术部分的记载可知(参见说明书第2段),现有技术中为了满足高敏感负载要求,采用可控半导体开关作为双电源转换开关以提高双电源切换速度,但半导体开关需单独设计散热系统从而增加了成本,且半导体器件长时间工作寿命和可靠性相比于机械式开关较低;本申请为了解决上述技术问题,因此提出了“采用直连在双电源和负载之间的机械式双电源切换开关,同时引入包括逆变单元的辅助供电单元,逆变单元仅在主、备电源的转换过程中进入工作模式以为负载供电,转换完成后就停止工作”的技术方案,由于逆变单元在机械式双电源切换开关进行主、备电源切换期间工作为负载供电,从而可以保证在采用机械式双电源切换开关的情况下可以对高敏感负载进行安全可靠连续供电,又由于包括半导体开关器件的逆变单元仅在主、备电源的转换过程中工作,在转换完成以及电源正常情况下逆变单元都不工作,此时电源经机械式双电源切换开关直接对负载供电而没有半导体开关器件投入运行,因此导体开关器件仅短暂运行从而可降低其发热量和损耗,延长其寿命并降低运行成本。
而对比文件4中,第一功率处理单元701和第二功率处理单元702依次串联在切换单元300和系统输出端500之间,在第一电源100/第二电源200正常时,该电源经第一功率处理单元701和第二功率处理单元702进行功率变换后输出至系统输出端500以对负载供电,而在第一电源100和第二电源200进行切换时,直流母线电容将自身存储的电量通过第二功率处理单元702输出至系统输出端500以供给负载使用,即对比文件4中第二功率处理单元702一直处于工作运行模式,第二功率处理单元702中的半导体开关器件由于时刻处于运行状态,因此其发热量和损耗较大,无法解决本申请现有技术中存在的技术问题;并且对比文件4中第二功率处理单元702是在第一电源100/第二电源200正常工作以对负载供电时不可或缺的工作单元,本领域技术人员基于对比文件4的技术方案没有动机将第一功率处理单元701和第二功率处理单元702去除,以将切换单元300和系统输出端500之间直连并单独另设一个仅在切换时工作的逆变单元。同时,对比文件1,2和3也均未公开权利要求1与对比文件4相比存在的上述区别技术特征(2),且均未给出任何采用上述相关特征的技术启示;同时区别技术特征(2)也不属于本领域的公知常识,而正是由于上述区别技术特征(2)的存在,使得本申请可以实现“如何在满足对高敏感负载进行安全可靠连续供电的同时,有效降低系统能耗和实现低成本”的有益技术效果。
因此,合议组对于上述意见不予支持,本申请相对于目前的证据而言具备创造性。至于本申请是否存在不符合专利法及其实施细则的其他缺陷,留待原审查部门做进一步审查。
根据上述事实和理由,合议组依法作出以下审查决定。

三、决定
撤销国家知识产权局于2018年05月03日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在申请日2015年08月10日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-35段、说明书附图图1-7以及2019年06月03日提交的权利要求第1-21项的基础上,对本申请继续进行审查。
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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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