发明创造名称：一种用于CT取电电源的占空比控制电路及控制方法
外观设计名称：
决定号：190406
决定日：2019-09-03
委内编号：1F269012
优先权日：
申请（专利）号：201610479246.0
申请日：2016-06-28
复审请求人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：黄君
合议组组长：杨静
参审员：李路
国际分类号：H02M1/00，G06F17/50
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，但上述区别技术特征的一部分被其它对比文件所公开，另一部分是基于作为最接近现有技术的对比文件容易想到的，并且也未产生任何预料不到的技术效果，则该权利要求的技术方案整体对本领域的普通技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610479246.0，名称为“一种用于CT取电电源的占空比控制电路及控制方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为贵州电网有限责任公司电力科学研究院，申请日为2016年06月28日，公开日为2016年09月07日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年09月03日发出驳回决定，以权利要求1-3不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请，驳回决定中认为：权利要求1与对比文件3（CN101630171A，公开日为2010年01月20日）的区别技术特征在于：（1）上述占空比控制电路和占空比控制方法应用于CT取电电源中；（2）还包括输入电压采样电路，与微控制器的模拟量输入端导线连接。区别技术特征（1）是在对比文件3公开内容的基础上容易想到的，区别技术特征（2）被对比文件1（CN104426473A，公开日为2015年03月18日）公开，因此权利要求1不具备创造性。从属权利要求2的附加技术特征的一部分被对比文件2（CN102880224A，公开日为2013年01月16日）公开，其余部分属于本领域的公知常识；从属权利要求3的附加技术特征被对比文件1公开，因此从属权利要求2-3也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：2018年04月14日提交的权利要求第1-3项，申请日2016年06月28日提交的说明书第1-56段、说明书附图图1-3、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. 一种用于CT取电电源的占空比控制电路的占空比控制方法，它包括PWM电路，输入电压采样电路、输出电压采样电路和输出电流采样电路的输出端与微控制器的模拟量输入端导线连接，微控制器的输出端与PWM电路的开关控制端导线连接；所述控制方法包括：
步骤1、设PWM的第n次调节前的占空比为D(n-1)、PWM输出功率为P(n-1)，第n次调节给出的占空比为D(n)，PWM的输出功率为Pn；
步骤2、计算前两次调节的功率增量P(n)=P(n)-P(n-1)；
步骤3、计算前两次调节的占空比增量D(n)=D(n)-D(n-1)；
步骤4、计算前两次调节点的功率占空比曲线斜率K(n)=P(n)/D(n)；
步骤5、计算出下一步占空比增量D(n 1)=C*K(n)，式中C为折算系数；
步骤6、计算出下一步调节(n 1次)的占空比输出值D(n 1)=D(n) D(n 1)。
2. 根据权利要求1所述的一种用于CT取电电源的占空比控制电路的占空比控制方法，其特征在于：输出电流采样电路包括采样电阻R和两级运算放大器，第一级放大器与其外围电阻构成采样和放大电路，第二级放大器采用射极跟随器电路结构。
3. 根据权利要求1所述的一种用于CT取电电源的占空比控制电路的占空比控制方法，其特征在于：PWM电路为具有buck功能的PWM电路。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月18日向国家知识产权局提出了复审请求，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）不同意驳回决定中认为的“对比文件3中的常数M相当于本申请的折算系数C”。本申请中所述的折算系数C是一个与整流输出电压相关的系数，而非对比文件3中的常数M，这是由于CT取电的等效电源与光伏电源本质不同。光伏电源可用一个电压源和一只与光强成反比的电源内阻串联近似等效；而CT电源常用励磁电抗和一只与线路电流相关的损耗电阻的并联构成等效电路。后者在负载与电源等效内阻失配时功率下降较前者剧烈的多。若采用常规变步长MPPT跟踪，当跟踪到最大功率点时，此时已将整流输出电容的储能透支，输入电压崩溃不可避免，这就形成了常规变步长MPPT用于CT取电时极易发生跟踪振荡的原因。在本申请的MPPT计算中植入与整流输出电压相关的系数，当输入电压下降时，系数变小，修正后的步长变小（即使此时斜率不小），也就是说，调整步长并非仅仅以本次能获取最大输出作为唯一依据，还要兼顾整流输出电容的储能状况。当输入电压低到某设定值时本算法自动让C=0或C<>
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月21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）对比文件3是应用于光伏电池输电系统的占空比控制方法，本申请是应用于输电线路供电系统的控制方法，输电线路常规情况下采用的是光伏取电或风能取电，则二者属于相同的技术领域，因此，在面临为CT取电电源寻找控制方法时，本领域技术人员容易想到并实现，将对比文件3的上述控制方法应用于输电线路在线监测系统中，即应用于CT取电电源中；另外，权利要求1和说明书中都没有记载，系数C是一个与整流输出电压相关的系数，只记载了C为折算系数，而系数通常情况下为常数，即使权利要求1中记载了系数C是一个与整流输出电压相关的系数，则当整流输出电压一定时，则系数C应为一常数；（2）首先，权利要求1中并没有记载MPPT控制、恒压控制、限流控制是通过硬件控制，其次，即使权利要求记载了通过硬件控制，由于采用CPU硬件控制还是软件控制，都能够达到相同的功能和作用，上述硬件控制也并没有产生任何意想不到的技术效果。因而坚持原驳回决定。
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05月06日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于：（1）上述控制方法应用于CT取电电源中；（2）还包括输入电压采样电路，与微控制器的模拟量输入端导线连接。区别技术特征（1）是在对比文件3公开内容的基础上容易想到的，区别技术特征（2）被对比文件1公开，因此权利要求1不具备创造性。从属权利要求2的附加技术特征的一部分被对比文件2公开，其余部分属于本领域的公知常识；从属权利要求3的附加技术特征被对比文件1公开，因此从属权利要求2-3也不具备创造性。对于复审请求人的陈述意见，合议组认为：（1）对于折算系数C，其仅在说明书中记载为“在常规的变步长的MPPT算法中增加了折算系数C，将CT取电的特点和线路状态作为参数引入，使MPPT算法能满足CT取电电源电路的特性”。但如何计算折算系数C，折算系数C如何取值，上述内容在本申请的说明书和权利要求中均没有任何记载。因此，对于本领域技术人员来说，在说明书和权利要求公开内容的基础上，不能得出折算系数C不能为常数的结论。因此，对比文件3的常数M能够相当于折算系数C。（2）首先，权利要求1与对比文件3的另一个区别技术特征仅在于：还包括输入电压采样电路，与微控制器的模拟量输入端导线连接，而不涉及其余的控制策略。对比文件1公开了上述区别技术特征，提供了为了实现除最大功率跟踪之外的如恒压等的控制目标和控制策略，还对多个信号例如输入电压等进行采样，从而满足实际的多种控制需求的技术启示。为了满足实际工况中的多种控制需求，本领域技术人员能够有动机的将对比文件1公开的上述技术特征应用于对比文件3中，从而根据实际的具体控制需求还对输入电压信号进行采集。
复审请求人于2019年06月21日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请中所述的折算系数C是一个与整流输出电压相关的系数，而非对比文件3中的常数M，这是由于CT取电的等效电源与光伏电源具有本质的不同，基本算法中M为常数或与输入电压无关的系数，而C为CT取电中与电容电压/占空比曲线特性相关的函数，并且给出了折算系数C的算法框图。（2）权利要求1中的技术特征“微控制器的输出端与PWM电路的开关控制端导线连接”未被对比文件1和对比文件3公开。CPU控制信号是接入PWM控制器的“ON”脚的。说明控制信号是开关量，使PWM处于间歇工作模式，MPPT的控制对象是PWM的间歇周期的占空比Djx，这与常规PWM控制器不同。本申请采用上述区别技术特征，解决了现有技术中的问题，例如采用高压取电存在所取能量没有办法送到低压端，在使用上受到很多限制，从架空防雷地线上获取的能量存在不稳定及能量偏弱的问题，增加功率需要增加取电铁芯的重量却会影响输电线路安全的问题，以及在CT取电技术中存在系统复杂，硬件要求高，跟踪慢、扰动大等技术问题。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人没有修改申请文件。本复审决定所依据的文本与复审通知书、驳回决定所依据的文本相同，即：2018年04月14日提交的权利要求第1-3项，申请日2016年06月28日提交的说明书第1-56段、说明书附图图1-3、说明书摘要、摘要附图。
（二）、关于专利法第22条第3款
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。
如果一项权利要求相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，但上述区别技术特征的一部分被其它对比文件所公开，另一部分是基于作为最接近现有技术的对比文件容易想到的，并且也未产生任何预料不到的技术效果，则该权利要求的技术方案整体对本领域的普通技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
本复审决定中引用的对比文件与复审通知书和驳回决定中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN104426473A，公开日为2015年03月18日；
对比文件2：CN102880224A，公开日为2013年01月16日；
对比文件3：CN101630171A，公开日为2010年01月20日。
其中，对比文件3为最接近的现有技术。
2.1、权利要求1不具备创造性
权利要求1请求保护一种用于CT取电电源的占空比控制电路的占空比控制方法，对比文件3公开了一种应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山法（参见说明书第5页第9行至第7页倒数第4行，附图1-6），并具体公开了以下技术特征：光伏电池系统包括由DSP的PWM输出端输出的PWM波进行驱动的DC/DC变换器（相当于PWM电路）、电压检测模块（相当于输出电压采样电路）、电流检测模块（相当于输出电流采样电路）。其中，电压检测模块为电压传感器，电流检测模块为电流传感器，DSP中的A/D转换模块通过信号调理电路分别外接电压检测模块和电流检测模块；光伏电池阵列经过DC/DC转换器的电路后，其电流和电压分别经过电流检测模块和电压检测模块，同时将电流电压转化为小于5V的电压信号，然后该组信号送入DSP的A/D转换模块，由功率计算模块和分析对比模块依次对输入的电流和电压信号进行分析处理，再由DSP的PWM输出端口产生PWM波，经过隔离/驱动电路后，驱动DC/DC变换器(BOOST电路)中的IGBT开关管，通过调整开关管的占空比来调节光伏电池阵列的输出（参见说明书第7页第5-7段，附图6）；该占空比控制电路的控制方法包括：（1）设PWM的第k次调节前的占空比为D(k-1)、PWM输出功率为P(k-1)，第k次调节给出的占空比为D(k)，PWM的输出功率为P(k)；（2）计算出k时刻和(k-1)时刻的功率变化值|ΔP|＝|P(k)-P(k-1)|（相当于步骤2）；（3）占空比D(k)的调整步长a(k 1)＝M|ΔP|/a(k)，M为常数，本领域技术人员可直接、毫无疑义地得知占空比D(k)的调整步长a(k)=D(k)-D(k-1)，|ΔP|/a(k)相当于功率占空比曲线斜率K，常数M相当于折算系数（相当于步骤3-5）；（4）最后，计算k 1时刻的占空比D(k 1)＝D(k) α(k)?slope，其中，slope＝1或-1（相当于步骤6）。
由此可见，权利要求1与对比文件3相比，区别技术特征是：（1）上述控制方法应用于CT取电电源中；（2）还包括输入电压采样电路，与微控制器的模拟量输入端导线连接。基于上述区别技术特征可以确定，权利要求1所要求保护的技术方案相对于对比文件3实际解决的技术问题是：（1）如何使得CT取电电源领域的负荷从电源获取最大功率；（2）根据具体需求确定还需要采集的信号。
对于区别技术特征（1），本领域技术人员公知CT取电电源存在获取能量不稳定、波动大、跟踪慢、扰动大等技术问题。在对比文件3提供的应用于光伏系统中的控制方法并且该控制方法可以解决光伏系统中存在的获取能量不稳定、波动随天气变化、跟踪慢、扰动大等技术问题的技术启示下，为了能够使得CT取电电源领域的负荷能从电源获取最大功率，本领域技术人员能够有动机将上述方法应用到CT取电电源领域中从而解决该领域中相似的技术问题，这是本领域技术人员所容易想到的。
对于区别技术特征（2），对比文件1公开了一种太阳能光伏系统控制装置，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第46-61段，附图1）：包括：采样电路，用来将输入电压电流、输出电压电流以及温度等信号转换为ARM处理器所能接受采样的模拟信号；ARM处理器，其AD采样模块检测采样得到的输入电压电流、输出电压电流、环境温度，输出PWM控制信号，将环路输出信号引入到PWM控制芯片的反馈脚；DC-DC电路，采样BUCK拓扑结构，控制环路通过调节PWM控制器产生的PWM波占空比，来控制DC-DC电路中开关管Q1的导通时间，控制输出电压，从而提高最大功率跟踪点的跟踪精度并且能够进行恒压控制。即，对比文件1公开了为了实现除最大功率跟踪之外的如恒压等控制目标和控制策略，还对多个信号例如输入电压等进行采样，从而满足控制需求。由此可见，对比文件1公开了区别技术特征（2），并且作用都是根据具体需求具体确定还需要采集的信号。即，对比文件1给出了将上述技术特征应用于对比文件3中从而根据实际的具体控制需求还对输入电压信号进行采集的技术启示。
因此，在对比文件3的基础上结合对比文件1以及本领域的公知常识得到权利要求1所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，其效果也是可以预料得到的，因而该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，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不具备创造性
权利要求2为权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征大部分被对比文件2公开。对比文件2公开了一种基于改进步长的双模式最大功率点跟踪方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第39段，附图4）：电流采样电路包括采样电阻和两级型号为TL084的运算放大器，对采样电阻两端的反映电流的电压进行采样，然后经运算放大器放大后再输送到A/D采样端得到输出电流值。由此可见，对比文件2已经公开了权利要求2的部分附加技术特征，且上述技术特征在对比文件2中所起的作用与本发明为解决其技术问题所起的作用相同，都是用于构成电流采样放大电路。因此，当本领域技术人员设计输出电流的采样电路时，能够有动机的将上述电流采样电路应用于对比文件3中，从而实现电流采样。另外，为了实现输入和输出之间的抗干扰性，第二级放大器构成射极跟随器电路结构，这是本领域技术人员的惯用手段，属于本领域的公知常识。因此，在对比文件3的基础上结合对比文件1、对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求2所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，其效果也是可以预料得到的，因而该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，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不具备创造性
权利要求3为权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征被对比文件1公开，对比文件1公开了太阳能光伏系统控制装置中的DC-DC转换电路为降压（BUCK）电路（参见说明书第61段），因此本领域技术人员在对比文件1给出的技术启示下，能够有动机的根据实际需要将对比文件3的DC/DC变换器也采用降压（BUCK）电路来满足实际电路的需求。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人陈述的意见，合议组认为：
（1）对于折算系数C，在权利要求1中仅记载了“式中C为折算系数”，在说明书中仅记载为“在常规的变步长的MPPT算法中增加了折算系数C，将CT取电的特点和线路状态作为参数引入，使MPPT算法能满足CT取电电源电路的特性”。复审请求人在意见陈述中所述的折算系数C为CT取电中与电容电压/占空比曲线特性相关的函数以及折算系数C的算法框图等，上述内容并没有记载在原始申请文件公开的内容中，因此，对于本领域技术人员来说，在说明书和权利要求公开内容的基础上，不能得出折算系数C不能为常数的结论。另外，权利要求的保护范围是由权利要求中记载的全部内容作为一个整体限定的，按照目前权利要求对折算系数C的限定，其折算系数C涵盖了所有的取值范围，包括常数。因此，对比文件3的常数M公开了折算系数C。
（2）首先，权利要求1中记载的技术特征“微控制器的输出端与PWM电路的开关控制端导线连接”，对于本领域技术人员来说，同样不能得出控制信号是开关量，使PWM处于间歇工作模式，MPPT的控制对象是PWM的间歇周期的占空比Djx等的结论。上述技术特征所涵盖的范围仅是微控制器的一个输出端与PWM电路的开关控制端之间具有导线连接，其不涉及控制方式，并且上述技术特征已经被对比文件1公开。
因此，复审请求人陈述的意见不具备说服力。
基于上述理由，合议组依法作出如下复审决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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