发明创造名称:一种降低MOSFET开关损耗的新型控制方法
外观设计名称:
决定号:190407
决定日:2019-09-20
委内编号:1F271125
优先权日:2012-08-13
申请(专利)号:201310351679.4
申请日:2013-08-12
复审请求人:弗莱克斯电子有限责任公司
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:马欲洁
参审员:曹阳
国际分类号:H02M3/335,H02M1/08
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征,而该区别技术特征属于本领域公知常识,则该权利要求相对于该对比文件和本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201310351679.4,名称为“一种降低MOSFET开关损耗的新型控制方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为弗莱克斯电子有限责任公司,申请日为2013年08月12日,优先权日为2012年08月13日,公开日为2014年02月19日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年09月27日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-17、24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:申请人于2018年08月20日提交的权利要求第1-31项,申请日2013年08月12日提交的说明书第1-13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的内容如下:
“1. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关;
b.确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零;
c.通过经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,而且其中所述放电电流降低所述第一开关两端的电压;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。
2. 如权利要求1所述的方法,其中所述第一开关包括晶体管,并且所述放电电流对所述晶体管的寄生电容放电,因此降低所述晶体管两端的所述电压。
3. 如权利要求1所述的方法,其中所述阈值为零伏特,因此实现零电压开关。
4. 如权利要求1所述的方法,其中使能所述负序次级电流包括产生驱动信号以使能所述负序次级电流,其中所述驱动信号在所述次级电流从正值变为零后持续预定延迟周期。
5. 如权利要求1所述的方法,其中使能所述负序次级电流包括使能从所述输出电路中的输出电容器到所述次级绕组的替换电流路径。
6. 如权利要求5所述的方法,其中当使能所述替换电流路径时,根据从所述输出电容器的放电产生所述负序次级电流。
7. 如权利要求5所述的方法,其中使能所述替换电流路径包括将所述替换电流路径内的所述第二开关导通。
8. 如权利要求1所述的方法,其中所述开关模式功率变换器被配置为反激式功率变换器电路、正向式功率变换器电路、推挽式功率变换器电路、半桥式功率变换器电路和全桥式功率变换器电路之一。
9. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、以及耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关,其中所述开关模式功率变换器被配置为当所述第一开关导通并且所述第二开关关断并且正序初级电流流过所述初级绕组时,在所述初级绕组中存储能量,并且当所述第一开关关断并且所述第二开关关断并且正序次级电流流过所述次级绕组时,从所述初级绕组向所述输出电路传输所存储的能量;
b.当所述第一开关关断并且所述第二开关关断时感测所述次级电流以确定所述次级电流何时从正下降至零;
c.通过直接响应于所述次级电流从正下降至零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的负序初级电流,而且其中所述负序初级电流降低所述第一开关两端的电压;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。
10. 如权利要求9所述的方法,其中所述第一开关包括晶体管,并且所述负序初级电流对所述晶体管的寄生电容放电,因此降低所述晶体管两端的所述电压。
11. 如权利要求9所述的方法,其中所述阈值为零伏特,因此实 现零电压开关。
12. 如权利要求9所述的方法,其中使能所述负序次级电流包括使能从所述输出电路中的输出电容器到所述次级绕组的替换电流路径。
13. 如权利要求12所述的方法,其中当使能所述替换电流路径时,根据从所述输出电容器的放电产生所述负序次级电流。
14. 如权利要求12所述的方法,其中使能所述替换电流路径包括将所述替换电流路径内的所述第二开关导通。
15. 如权利要求9所述的方法,其中所述功率变换器电路被配置为反激式变换器电路。
16. 如权利要求9所述的方法,其中使能所述负序次级电流包括产生驱动信号以使能所述负序次级电流,其中所述驱动信号包括在所述次级电流从正值下降至零后的延迟。
17. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器被配置为使所述第一开关导通和关断;以及
d.耦合至所述次级绕组的输出电路,其中所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组的第二开关和第二控制器,所述第二控制器被配置为确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零,并且其中经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,所述第二控制器使所述第二开关被从关断切换到导通,从而直接响应于确定所述次级电流从正值变为零,有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,
其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电 压何时下降至阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。
18. 如权利要求17所述的功率变换器,其中所述第一开关包括晶体管,并且所述放电电流对所述晶体管的寄生电容放电,因此降低所述晶体管两端的所述电压。
19. 如权利要求17所述的功率变换器,其中所述阈值为零伏特,因此实现零电压开关。
20. 如权利要求17所述的功率变换器,其中所述输出电路还包括耦合至所述次级绕组和所述第二控制器的感测电路,其中所述第二控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据,确定流过所述变压器的所述次级绕组的次级电流的值。
21. 如权利要求20所述的功率变换器,其中所述感测电路包括分压器电路。
22. 如权利要求17所述的功率变换器,其中所述输出电路还包括串联耦合至所述变压器的所述次级绕组的二极管和串联耦合至所述二极管的输出电容器,其中所述二极管被配置为当被正向偏压时使能从所述次级绕组向所述输出电容器的电流。
23. 如权利要求22所述的功率变换器,其中所述第二开关并联耦合至所述二极管,而且其中所述第二控制器耦合至所述第二开关,所述第二控制器被配置为使所述第二开关导通和关断。
24. 如权利要求23所述的功率变换器,其中所述第二控制器还被配置为产生用于所述第二开关的驱动信号,其中所述驱动信号包括在确定了次级电流从正值变为零后的延迟。
25. 如权利要求23所述的功率变换器,其中当所述第二开关导通时,在所述输出电容器和所述变压器的所述次级绕组之间形成替换电流路径,而且其中所述负序次级电流经由所述替换电流路径从所述输出电容器向所述次级绕组流动。
26. 如权利要求25所述的功率变换器,其中当形成所述替换电流路径时,根据从所述输出电容器的放电产生所述负序次级电流。
27. 如权利要求25所述的功率变换器,其中所述输出电路被配置为双向电流电路,其中第一电流方向对应于从所述次级绕组向所述输出电容器和所述输出电路的输出的正序次级电流,以传输功率,并且第二电流方向对应于从所述输出电容器向所述次级绕组的负序次级电流,以针对切换耦合至所述初级绕组的所述开关提供控制。
28. 如权利要求23所述的功率变换器,其中所述第二开关包括晶体管。
29. 如权利要求17所述的功率变换器,还包括耦合至所述第一开关和所述第一控制器的感测电路,其中所述第一控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据确定所述第一开关两端的电压。
30. 如权利要求17所述的功率变换器,其中所述功率变换器被配置为反激式功率变换器电路、正向式功率变换器电路、推挽式功率变换器电路、半桥式功率变换器电路和全桥式功率变换器电路之一。
31. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器被配置为使所述第一开关导通和关断;
d.串联耦合至所述次级绕组的二极管;
e.并联耦合至所述二极管的第二开关,其中所述二极管不是所述第二开关的一部分;
f.耦合至所述第二开关的第二控制器,其中所述第二控制器被配置为使所述第二开关导通和关断;
g.耦合至所述二极管和所述第二开关的输出电容器;以及
h.耦合至所述次级绕组和所述第二控制器的感测电路,
其中所述第二控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据确定阈值条件,并直接响应于在达到所述阈值条件之后延迟产生的驱动信号而将所述第二开关导通,从而形成用于负序次级电流从所述输出电容器向所述次级绕组流动的替换电流路径,所述负序次级电流产 生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
驳回决定引用的对比文件为:对比文件1:CN1478318A,公开日为2004年02月25日。
驳回决定的具体理由是:(1)权利要求1与对比文件1的区别技术特征是:耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关;通过经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流。权利要求9与对比文件1的区别技术特征是:耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关;当所述第一开关导通并且所述第二开关关断并且正序初级电流流过所述初级绕组时,在所述初级绕组中储能能量;当所述第一开关关断并且所述第二开关关断并且正序次级电流流过所述次级绕组时,从所述初级绕组向所述输出电路传输所存储的能量;当所述第一开关关断并且所述第二开关关断时感测所述次级电流以确定所述次级电流何时从正下降至零;通过直接响应于所述次级电流从正下降至零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流。权利要求17与对比文件1的区别技术特征是:所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组的第二开关;经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,所述第二控制器使所述第二开关被从关断切换到导通,从而直接响应于确定所述次级电流从正值变为零,有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流。上述区别技术特征属于本领域常用技术手段。因此,权利要求1、9、17不具备创造性。(2)权利要求2-8、10-16、24的附加技术特征或者被对比文件1公开,或者属于本领域常用技术手段。因此,权利要求2-8、10-16、24也不具备创造性。(3)在“其他说明”部分指出,权利要求18-23、25-31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2019年01月14日向国家知识产权局提出了复审请求,未修改申请文件。复审请求人认为:(1)使用反向并联连接的第二开关和二极管本身来代替对比文件1的开关Q101并不以审查员所认为的惯用技术手段的方式教导了第二开关和二极管的操作。事实上,对比文件1具体教导了初级侧开关Ql一旦断开,开关Q101就接通,因此根据对比文件1的教导,初级侧开关Ql一旦断开,任何替代的第二开关也将接通。(2)由于使用了与启用负次级电流相关联的延迟,权利要求1的技术方案能够实现技术优势。例如,由于这种延迟,功率转换器可以在不连续电流模式(DCM)和固定频率切换下工作。这种延迟使得跳周期(突发模式)对于DCM或临界DCM中的轻负载都是可行的。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月21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的次级侧导通时间从Ta-tc,在ta时刻,主开关关断,次级侧开关导通,次级电流为正值,在tc时刻次级电流从正值变为零;在Tc-tb时刻,次级侧开关导通,次级电流为负值,次级能量转移到变压器T初级侧。这与本申请的过程相同。对比文件1与本申请的区别仅在于控制二次侧能量的正向和反向回路的控制开关是不同,在对比文件1公开的次级侧包括正向导通和反向导通的基础上,本领域技术人员可以想到采用采用二极管和开关管反并联或者双向开关来实现。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29日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1-31相对于对比文件1和公知常识的结合不具备创造性。针对复审请求人陈述的意见,复审通知书指出:(1)对比文件1给出了采用双向导通开关以使正序、负序次级电流都能够流通的技术启示。传统的反激式功率变换器的输出电路包括串联耦合至次级绕组的二极管、一个电容器,二极管是单向导通开关,均属于本领域公知常识。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,本领域技术人员容易想到设置一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。由于对比文件1还公开了“变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流”,因此本领域技术人员容易想到在确定次级电流何时变为零之后再导通所述开关管。(2)根据开关电源对工作模式的需求,确定了工作模式之后,根据该工作模式的定义,本领域技术人员容易想到在次级电流变为零之后,经过一个延迟再导通与二极管并联的开关管,使得开关电源可操作在DCM模式及固定频率开关中,也可使得在DCM或临界DCM中,跳周期模式对轻负载可行。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年05月13日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-31项),在权利要求1、9、17、31中增加了“其中所述延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值”。复审请求人认为:(1)次级电流变为零与第二开关导通之间的延迟能够设定放电电流水平,而对比文件1的次级从开关导通之前没有延迟。(2)对比文件1第5页第6段公开了在主开关Q1断开时,存储在变压器T中的一部分能量用于对主开关Q1的寄生输出电容充电,因此主开关Q1的寄生输出电容放电,电压达到零。也就是说,由于存储在变压器中的能量而不是来自输出电路的负二次电流的放电电流,对比文件1中的第一开关两端的电压降低。
新修改的权利要求1、9、17、31的内容如下:
“1. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关;
b.确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零;
c.通过经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,而且其中所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“9. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、以及耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关,其中所述开关模式功率变换器被配置为当所述第一开关导通并且所述第二开关关断并且正序初级电流流过所述初级绕组时,在所述初级绕组中存储能量,并且当所述第一开关关断并且所述第二开关关断并且正序次级电流流过所述次级绕组时,从所述初级绕组向所述输出电路传输所存储的能量;
b.当所述第一开关关断并且所述第二开关关断时感测所述次级电流以确定所述次级电流何时从正下降至零;
c.通过直接响应于所述次级电流从正下降至零之后延迟产生的驱动信号,将所述第二开关导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的负序初级电流,而且其中所述负序初级电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所 述电压降低至阈值;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“17. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器被配置为使所述第一开关导通和关断;以及
d.耦合至所述次级绕组的输出电路,其中所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组的第二开关和第二控制器,所述第二控制器被配置为确定何时流过所述次级绕组的次级电 流从正值变为零,并且其中经由在所述次级电流从正值变为零之后延迟产生的驱动信号,所述第二控制器使所述第二开关被从关断切换到导通,从而直接响应于确定所述次级电流从正值变为零,有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值,
其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“31. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器被配置为使所述第一开关导通和关断;
d.串联耦合至所述次级绕组的二极管;
e.并联耦合至所述二极管的第二开关,其中所述二极管不是所述第二开关的一部分;
f.耦合至所述第二开关的第二控制器,其中所述第二控制器被配置为使所述第二开关导通和关断;
g.耦合至所述二极管和所述第二开关的输出电容器;以及
h.耦合至所述次级绕组和所述第二控制器的感测电路,
其中所述第二控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据确定阈值条件,并直接响应于在达到所述阈值条件之后延迟产生的驱动信号而将所述第二开关导通,从而形成用于负序次级电流从所述输出电容器向所述次级绕组流动的替换电流路径,所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值,其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
合议组于2019年06月10日再次向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)修改后的权利要求1表达的含义是:起到设定放电电流水平作用的是第二开关导通之前的延迟,即第二开关的“导通延迟”。然而,根据原始说明书的记载可知,起到设定放电电流水平作用的是晶体管118(即权利要求1中的第二开关)的“关断延迟”,即晶体管118关断之前的延迟,并不是其“导通延迟”。可见,修改后的权利要求1与原始说明书表达的含义不一致,权利要求1增加的上述内容实际是将“关断延迟”的作用赋予给了“驱动信号的延迟”(即导通延迟),即修改后的方案超出了原说明书和权利要求书记载的范围。同理,权利要求1、9、17、31的修改也不符合专利法第33条的规定。(2)假设复审请求人将权利要求1、9、17、31中增加的上述内容重新修改成“第二开关的关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值”,修改后的权利要求1-31仍不具备创造性。(3)对于复审请求人陈述的意见,合议组认为:从对比文件1说明书第5页最后一段至第6页第一段记载的内容可知,首先,一次主开关Q1的寄生输出电容充电、二次从开关Q101的寄生输出电容放电,这是二次从开关Q101的零电压转换;二次从开关Q101的寄生输出电容充电、一次主开关Q1的寄生输出电容放电,这是一次主开关Q1的零电压转换。因此,复审请求人所述的“存储在变压器T中的一部分能量用于对主开关Q1的寄生输出电容充电,因此主开关Q1的寄生输出电容放电,电压达到零”是不正确的。其次,在实现一次主开关Q1的零电压转换时,变压器T存储的能量来自输出电容器C101中的能量,即来自回流入变压器T的电流(相当于负二次电流)。也就是说,对比文件1和本申请相同,第一开关两端电压降低都是由于输出电路的负二次电流产生的放电电流。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年07月24日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-31项),将权利要求1、9、17、31记载的“延迟产生的驱动信号”中的“延迟”删除,并增加了“所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断”。复审请求人认为:(1)在负序次级电流降至零之后,不能确定初级绕组的放电电流,在负序次级电流降至零之后,第二开关的关断时间不会影响负序次级电流。(2)对比文件1明确公开了从开关Q101进行二次切换的条件是存储在变压器T中的能量达到一定条件,在次级电流降至零之后,存储在变压器T中的能量不会进一步增加,也就是说,在次级电流降至零之后不必延迟开关Q101的次级断开。
新修改的权利要求1、9、17、31的内容如下:
“1. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关;
b.确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零;
c.通过经由在所述次级电流从正值变为零之后产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,而且其中所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“9. 一种控制开关模式功率变换器的方法,包括:
a.提供开关模式功率变换器,所述开关模式功率变换器具有变压器、耦合至所述变压器的次级绕组的输出电路、以及耦合至所述变压器的初级绕组的第一开关,以及耦合至所述变压器的次级绕组的第二开关,其中所述开关模式功率变换器被配置为当所述第一开关导通并且所述第二开关关断并且正序初级电流流过所述初级绕组时,在所述初级绕组中存储能量,并且当所述第一开关关断并且所述第二开关关断并且正序次级电流流过所述次级绕组时,从所述初级绕组向所述输出电路传输所存储的能量;
b.当所述第一开关关断并且所述第二开关关断时感测所述次级电流以确定所述次级电流何时从正下降至零;
c.通过直接响应于所述次级电流从正下降至零之后产生的驱动信号,将所述第二开关导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的负序初级电流,而且其中所述负序初级电流降低所述第一开关两端的电压,
其中所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降 至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值;
d.确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值;以及
e.直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“17. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器 被配置为使所述第一开关导通和关断;以及
d.耦合至所述次级绕组的输出电路,其中所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组的第二开关和第二控制器,所述第二控制器被配置为确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零,并且其中经由在所述次级电流从正值变为零之后产生的驱动信号,所述第二控制器使所述第二开关被从关断切换到导通,从而直接响应于确定所述次级电流从正值变为零,有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流,其中所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值,
其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
“31. 一种开关模式功率变换器,包括:
a.变压器,具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组;
b.串联耦合至所述初级绕组的第一开关;
c.耦合至所述第一开关的第一控制器,其中所述第一控制器被配置为使所述第一开关导通和关断;
d.串联耦合至所述次级绕组的二极管;
e.并联耦合至所述二极管的第二开关,其中所述二极管不是所述第二开关的一部分;
f.耦合至所述第二开关的第二控制器,其中所述第二控制器被配置为使所述第二开关导通和关断;
g.耦合至所述二极管和所述第二开关的输出电容器;以及
h.耦合至所述次级绕组和所述第二控制器的感测电路,
其中所述第二控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据确定阈值条件,并直接响应于在达到所述阈值条件之后产生的驱动信号而将所述第二开关导通,从而形成用于负序次级电流从所述输出电容器向所述次级绕组流动的替换电流路径,所述负序次级电流产生流过所述初级绕组的相应的放电电流,所述放电电流降低所述第一开关两端的电压,其中所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值,其中所述第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至所述阈值,以及直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通。”
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07月24日最后一次提交了权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-31项),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07月24日提交的权利要求第1-31项,申请日2013年08月12日提交的说明书第1-13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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征,而该区别技术特征属于本领域公知常识,则该权利要求相对于该对比文件和本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定及历次复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN1478318A,公开日为2004年02月25日。
2.1.权利要求1请求保护一种控制开关模式功率变换器的方法,对比文件1公开了一种控制开关模式功率变换器的方法,公开的具体内容为(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):提供开关模式功率变换器,所述功率变换器具有变压器T,耦合至变压器T次级绕组的输出电路,耦合至变压器T初级绕组的主开关Q1(相当于第一开关),以及耦合至变压器T次级绕组的开关Q101(相当于第二开关)。
由图2的波形可见,当主开关Q1导通时,开关Q101截止,反之亦然。当主开关Q1导通时,在变压器一次绕组T1A中的电流线性地上升,因而把能量存储在变压器T中。在ta时刻,由从控制单元把开关Q101导通,使得变压器T能够通过开关Q101将其存储的能量放电到输出电容器C101。在变压器T被完全放电(其中放电对应于ta-tc时刻,在tc时刻电流为零)之后(相当于确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零),开关Q101保持导通,使得输出电容器C101中的一些能量回流入变压器T,并沿反方向对变压器T充电(相当于流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流)。由输出电容器C101回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生流过初级绕组的相应的放电电流,该放电电流使主开关Q1的寄生输出电容Cds1放电(相当于降低第一开关两端的电压),在主开关Q1的寄生输出电容完成放电因而电压达到零时(相当于确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值),由主控制单元使主开关Q1导通,这是主开关Q1的零电压转换条件(相当于直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通)。
权利要求1与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)通过经由在所述次级电流从正值变为零之后产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通,利用所述输出电路有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流;(2)所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值。
基于上述区别技术特征,可以确定权利要求1实际解决的技术问题为:使传统反激式功率变换器的输出电路的负序次级电流能够流通;确保第一开关两端的电压降低至阈值。
对于上述区别技术特征(1),首先,对比文件1采用了一个双向导通开关Q101连接在变压器次级,不仅使得变压器次级绕组的电流能够流向输出端或对输出电容器C101进行充电(即正序次级电流能够流通),还使得输出电容器C101的放电电流能够流过次级绕组(即负序次级电流能够流通),也就是说,对比文件1给出了采用双向导通开关以使正序、负序次级电流都能够流通的技术启示。传统的反激式功率变换器的输出电路包括一个二极管、一个电容器,这是本领域公知常识;二极管是单向导通开关,这也是本领域公知常识。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,根据对比文件1给出的上述启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。其次,对比文件1已经公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流(参见图2)。由于导通与二极管并联的开关管是为了使能负序次级电流,因此本领域技术人员容易想到在确定次级电流何时变为零之后再导通所述开关管。
对于上述区别技术特征(2),由于流过初级绕组的放电电流是由回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生的,因此回流入变压器T次级绕组的电流决定了初级绕组的放电电流的大小,为了确保第一开关两端的电压降低至阈值,就需要将放电电流维持一定的水平,这是本领域公知常识;为了将放电电流维持一定的水平,就需要回流入变压器T次级绕组的电流也维持在相应水平,第二开关导通的时间越长,即所述驱动信号的关断延迟越长,回流入变压器T次级绕组的电流以及初级绕组的放电电流就越大,这也是本领域公知常识。因此,通过调整次级电流下降到零后第二开关从导通转变到关断的关断延迟来设定放电电流的水平、进而确保有足够的放电电流使得第一开关两端的电压降低至阈值,是本领域技术人员容易想到的。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识以获得该权利要求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,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2.从属权利要求2-3的附加技术特征已被对比文件1公开(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):第一开关包括晶体管Q1,并且放电电流对所述晶体管Q1的寄生电容Cds1放电,因此降低所述晶体管Q1两端的电压。所述阈值为零伏特,因此实现零电压开关。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-3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4是权利要求1的从属权利要求。如前述审查意见所述,根据对比文件1给出的启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。而导通开关管的公知的方式就是产生驱动信号至开关管的控制极。对比文件1已经公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流,负序次级电流从tc时刻持续到tb时刻(参见图2)。根据对比文件1公开的上述内容,本领域技术人员容易想到使驱动信号在次级电流从正值变为零后持续预定延迟周期。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4.权利要求5-8是从属权利要求。对比文件1还公开了(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):负序次级电流是指从输出电路中的输出电容器C101到次级绕组T1C的替换电流路径,替换电流路径导通时,根据从输出电容器C101的放电产生所述负序次级电流。当采用一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联时,本领域技术人员容易想到使能替换电流路径包括将所述替换电流路径内的所述开关管(相当于第二开关)导通。反激式功率变换器电路、正向式功率变换器电路、推挽式功率变换器电路、半桥式功率变换器电路和全桥式功率变换器电路,均是本领域公知的开关模式功率变换器类型。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,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。
2.5.权利要求9请求保护一种控制开关模式功率变换器的方法,对比文件1公开了一种控制开关模式功率变换器的方法,公开的具体内容为(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):提供开关模式功率变换器,所述功率变换器具有变压器T,耦合至变压器T次级绕组的输出电路,耦合至变压器T初级绕组的主开关Q1(相当于第一开关),以及耦合至变压器T次级绕组的开关Q101(相当于第二开关)。所述开关模式功率变换器被配置为当所述主开关Q1导通、开关Q101关断并且正序初级电流流过初级绕组T1A时,在所述初级绕组中存储能量。
由图2的波形可见,当主开关Q1导通时,开关Q101截止,反之亦然。当主开关Q1导通时,在变压器一次绕组T1A中的电流线性地上升,因而把能量存储在变压器T中。在ta时刻,由从控制单元把开关Q101导通,使得变压器T能够通过开关Q101将其存储的能量放电到输出电容器C101。在变压器T被完全放电(其中放电对应于ta-tc时刻,在tc时刻电流为零)之后(相当于确定所述次级电流何时从正下降至零),开关Q101保持导通,使得输出电容器C101中的一些能量回流入变压器T,并沿反方向对变压器T充电(相当于流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流)。由输出电容器C101回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生流过初级绕组的相应的放电电流(相当于负序初级电流),该放电电流使主开关Q1的寄生输出电容Cds1放电(相当于降低第一开关两端的电压),在主开关Q1的寄生输出电容完成放电因而电压达到零时(相当于确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值),由主控制单元使主开关Q1导通,这是主开关Q1的零电压转换条件(相当于直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通)。
权利要求9与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)当第一开关关断并且第二开关关断并且正序次级电流流过次级绕组时,从初级绕组向输出电路传输所存储的能量;感测所述次级电流是在第一开关关断并且第二开关关断时;通过直接响应于次级电流从正下降至零之后产生的驱动信号,将第二开关导通,利用输出电路有效地使能流过次级绕组的负序次级电流;(2)所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值。
基于上述区别技术特征,可以确定权利要求9实际解决的技术问题为:使传统反激式功率变换器的输出电路的负序次级电流能够流通;确保第一开关两端的电压降低至阈值。
对于上述区别技术特征(1),首先,对比文件1采用了一个双向导通开关Q101连接在变压器次级,不仅使得变压器次级绕组的电流能够流向输出端或对输出电容器C101进行充电(即正序次级电流能够流通),还使得输出电容器C101的放电电流能够流过次级绕组(即负序次级电流能够流通),也就是说,对比文件1给出了采用双向导通开关以使正序、负序次级电流都能够流通的技术启示。传统的反激式功率变换器的输出电路包括一个二极管、一个电容器,这是本领域公知常识;二极管是单向导通开关,这也是本领域公知常识。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,根据对比文件1给出的上述启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。其次,对比文件1已经公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流(参见图2)。由于导通与二极管并联的开关管是为了使能负序次级电流,因此本领域技术人员容易想到在确定次级电流何时变为零之后再导通所述开关管。在次级电流变为零之前,二极管只允许正序次级电流从次级绕组流向输出端,因此自然会得到当第一开关关断并且第二开关关断并且正序次级电流流过次级绕组时,从初级绕组向输出电路传输所存储的能量。由于第二开关在确定次级电流何时变为零之后才导通,因此本领域技术人员也容易想到感测所述次级电流是在第一开关关断并且第二开关关断时进行。
对于上述区别技术特征(2),由于流过初级绕组的放电电流是由回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生的,因此回流入变压器T次级绕组的电流决定了初级绕组的放电电流的大小,为了确保第一开关两端的电压降低至阈值,就需要将放电电流维持一定的水平,这是本领域公知常识;为了将放电电流维持一定的水平,就需要回流入变压器T次级绕组的电流也维持在相应水平,第二开关导通的时间越长,即所述驱动信号的关断延迟越长,回流入变压器T次级绕组的电流以及初级绕组的放电电流就越大,这也是本领域公知常识。因此,通过调整次级电流下降到零后第二开关从导通转变到关断的关断延迟来设定放电电流的水平、进而确保有足够的放电电流使得第一开关两端的电压降低至阈值,是本领域技术人员容易想到的。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识以获得该权利要求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,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6.权利要求10-16的附加技术特征和权利要求2-8的附加技术特征相同,参见权利要求2-8的评述,可知,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求10-16所要求保护的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7.权利要求17请求保护一种开关模式功率变换器,对比文件1公开了一种开关模式功率变换器,公开的具体内容为(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):包括:变压器T,具有次级绕组T1C和耦合至输入电源电压VIN的初级绕组T1A;串联耦合至所述初级绕组T1A的主开关Q1(相当于第一开关);耦合至主开关Q1的主控制单元(相当于第一控制器),其中所述主控制单元被配置为使所述主开关Q1导通和关断;耦合至所述次级绕组T1C的输出电路,其中所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组T1C的开关Q101(相当于第二开关)和从控制单元(相当于第二控制器)。
由图2的波形可见,当主开关Q1导通时,开关Q101截止,反之亦然。当主开关Q1导通时,在变压器一次绕组T1A中的电流线性地上升,因而把能量存储在变压器T中。在ta时刻,由从控制单元把开关Q101导通,使得变压器T能够通过开关Q101将其存储的能量放电到输出电容器C101。在变压器T被完全放电(其中放电对应于ta-tc时刻,在tc时刻电流为零)之后(相当于第二控制器被配置为确定何时流过所述次级绕组的次级电流从正值变为零),从控制单元控制开关Q101保持导通,使得输出电容器C101中的一些能量回流入变压器T,并沿反方向对变压器T充电(相当于流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流)。由输出电容器C101回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生流过初级绕组的相应的放电电流,该放电电流使主开关Q1的寄生输出电容Cds1放电(相当于降低第一开关两端的电压),在主控制单元确定主开关Q1的寄生输出电容完成放电因而电压达到零时(相当于第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值),由主控制单元使主开关Q1导通,这是主开关Q1的零电压转换条件(相当于直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通)。
权利要求17与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)经由在所述次级电流从正值变为零之后产生的驱动信号,所述第二控制器使所述第二开关被从关断切换到导通,从而直接响应于确定所述次级电流从正值变为零,有效地使能流过所述变压器的所述次级绕组的负序次级电流;(2)所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值。
基于上述区别技术特征,可以确定权利要求17实际解决的技术问题为:使传统反激式功率变换器的输出电路的负序次级电流能够流通;确保第一开关两端的电压降低至阈值。
对于上述区别技术特征(1),首先,对比文件1采用了一个双向导通开关Q101连接在变压器次级,不仅使得变压器次级绕组的电流能够流向输出端或对输出电容器C101进行充电(即正序次级电流能够流通),还使得输出电容器C101的放电电流能够流过次级绕组(即负序次级电流能够流通),也就是说,对比文件1给出了采用双向导通开关以使正序、负序次级电流都能够流通的技术启示。传统的反激式功率变换器的输出电路包括一个二极管、一个电容器,这是本领域公知常识;二极管是单向导通开关,这也是本领域公知常识。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,根据对比文件1给出的上述启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。其次,对比文件1已经公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流(参见图2)。由于导通与二极管并联的开关管是为了使能负序次级电流,因此本领域技术人员容易想到在确定次级电流何时变为零之后再导通所述开关管。
对于上述区别技术特征(2),由于流过初级绕组的放电电流是由回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生的,因此回流入变压器T次级绕组的电流决定了初级绕组的放电电流的大小,为了确保第一开关两端的电压降低至阈值,就需要将放电电流维持一定的水平,这是本领域公知常识;为了将放电电流维持一定的水平,就需要回流入变压器T次级绕组的电流也维持在相应水平,第二开关导通的时间越长,即所述驱动信号的关断延迟越长,回流入变压器T次级绕组的电流以及初级绕组的放电电流就越大,这也是本领域公知常识。因此,通过调整次级电流下降到零后第二开关从导通转变到关断的关断延迟来设定放电电流的水平、进而确保有足够的放电电流使得第一开关两端的电压降低至阈值,是本领域技术人员容易想到的。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识以获得该权利要求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,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8.从属权利要求18-19的附加技术特征已被对比文件1公开(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):第一开关包括晶体管Q1,并且放电电流对所述晶体管Q1的寄生电容Cds1放电,因此降低所述晶体管Q1两端的电压。所述阈值为零伏特,因此实现零电压开关。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求18-19也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.9.权利要求20-21是从属权利要求。对比文件1还公开了(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):所述输出电路还包括耦合至所述次级绕组T1C和从控制单元的二次电流检测和二次波形检测(相当于感测电路),其中所述从控制单元根据二次电流检测和二次波形检测所感测的数据,确定流过所述变压器的次级绕组的次级电流的值。而感测电路包括分压器电路属于本领域的常用技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求20-21也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.10.权利要求22是权利要求17的从属权利要求。传统的反激式功率变换器的输出电路包括串联耦合至变压器的次级绕组的二极管和串联耦合至所述二极管的输出电容器,这是本领域公知常识;二极管是单向导通开关,这也是本领域公知常识。因此,二极管被配置为当被正向偏压时使能从所述次级绕组向所述输出电容器的电流,属于本领域常用技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求22也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.11.权利要求23-24是从属权利要求。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,根据对比文件1给出的启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管(相当于第二开关)与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。对比文件1已经公开了从控制单元耦合至开关Q101,产生驱动信号以控制开关Q101的导通与关断(相当于第二控制器耦合至第二开关,产生用于所述第二开关的驱动信号,使所述第二开关导通和关断)。对比文件1还公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流,负序次级电流从tc时刻持续到tb时刻(参见图2)。根据对比文件1公开的上述内容,本领域技术人员容易想到使驱动信号包括在确定了次级电流从正值变为零后的延迟。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求23-24也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.12.权利要求25-29是从属权利要求。对比文件1还公开了(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):在输出电容器C101和次级绕组T1C之间形成替换电流路径,负序次级电流经由所述替换电流路径从所述输出电容器向所述次级绕组流动;当形成所述替换电流路径时,根据从所述输出电容器的放电产生所述负序次级电流;所述输出电路被配置为双向电流电路,其中第一电流方向对应于从所述次级绕组向所述输出电容器和所述输出电路的输出的正序次级电流,以传输功率,并且第二电流方向对应于从所述输出电容器向所述次级绕组的负序次级电流,以针对切换耦合至初级绕组T1A的主开关Q101提供控制;第二开关包括晶体管Q101。一次电流检测和一次波形检测(相当于感测电路)耦合至主开关Q1(相当于第一开关)和主控制单元(相当于第一控制器),主控制单元被配置为根据一次电流检测和一次波形检测所感测的数据确定所述主开关Q1两端的电压。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求25-29也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.13.权利要求30是权利要求17的从属权利要求。反激式功率变换器电路、正向式功率变换器电路、推挽式功率变换器电路、半桥式功率变换器电路和全桥式功率变换器电路,均是本领域公知的开关模式功率变换器类型。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求30也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.14.权利要求31请求保护一种开关模式功率变换器,对比文件1公开了一种开关模式功率变换器,公开的具体内容为(参见说明书第4页第9行至第9页第20行,图1-5):包括:变压器T,具有次级绕组T1C和耦合至输入电源电压VIN的初级绕组T1A;串联耦合至所述初级绕组T1A的主开关Q1(相当于第一开关);耦合至主开关Q1的主控制单元(相当于第一控制器),其中所述主控制单元被配置为使所述主开关Q1导通和关断;耦合至所述次级绕组T1C的输出电路,其中所述输出电路包括串联耦合至所述次级绕组T1C的开关Q101(相当于第二开关)和从控制单元(相当于第二控制器),从控制单元耦合至开关Q101,以控制开关Q101的导通和关断;耦合至开关Q101的输出电容器C101,耦合至次级绕组T1C和从控制单元的二次电流检测和二次波形检测(相当于感测电路)。
由图2的波形可见,当主开关Q1导通时,开关Q101截止,反之亦然。当主开关Q1导通时,在变压器一次绕组T1A中的电流线性地上升,因而把能量存储在变压器T中。在ta时刻,由从控制单元把开关Q101导通,使得变压器T能够通过开关Q101将其存储的能量放电到输出电容器C101。在变压器T被完全放电(其中放电对应于ta-tc时刻,在tc时刻电流为零)之后(相当于第二控制器被配置为根据所述感测电路所感测的数据确定阈值条件),从控制单元控制开关Q101保持导通,使得输出电容器C101中的一些能量回流入变压器T,并沿反方向对变压器T充电(相当于替换电流路径)。由输出电容器C101回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生流过初级绕组的相应的放电电流,该放电电流使主开关Q1的寄生输出电容Cds1放电(相当于降低第一开关两端的电压),在主控制单元确定主开关Q1的寄生输出电容完成放电因而电压达到零时(相当于第一控制器还被配置为确定所述第一开关两端的所述电压何时下降至阈值),由主控制单元使主开关Q1导通,这是主开关Q1的零电压转换条件(相当于直接响应于所述电压等于所述阈值,将所述第一开关导通)。
权利要求31与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)还包括串联耦合至所述次级绕组的二极管,并联耦合至所述二极管的第二开关,其中所述二极管不是所述第二开关的一部分;第二控制器直接响应于在达到所述阈值条件之后产生的驱动信号而将所述第二开关导通;(2)所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断,所述关断延迟的持续时间被编程为设定通过所述初级绕组的所述放电电流的特定放电电流水平,以对所述第一开关的寄生电容进行放电并且将所述第一开关两端的所述电压降低至阈值。
基于上述区别技术特征,可以确定权利要求31实际解决的技术问题为:使传统反激式功率变换器的输出电路的负序次级电流能够流通;确保第一开关两端的电压降低至阈值。
对于上述区别技术特征(1),首先,对比文件1采用了一个双向导通开关Q101连接在变压器次级,不仅使得变压器次级绕组的电流能够流向输出端或对输出电容器C101进行充电(即正序次级电流能够流通),还使得输出电容器C101的放电电流能够流过次级绕组(即负序次级电流能够流通),也就是说,对比文件1给出了采用双向导通开关以使正序、负序次级电流都能够流通的技术启示。传统的反激式功率变换器的输出电路包括串联耦合至次级绕组的二极管、一个电容器,这是本领域公知常识;二极管是单向导通开关,这也是本领域公知常识。为了使反激式功率变换器的正序、负序次级电流都能够流通,根据对比文件1给出的上述启示,本领域技术人员容易想到设置一个开关管(相当于第二开关)与反激式功率变换器输出电路中固有的二极管并联,通过导通该开关管以使能负序次级电流。其次,对比文件1已经公开了:变压器正序次级电流逐渐减小,在tc时刻达到零,进而电流变负,产生负序次级电流(参见图2)。由于导通与二极管并联的开关管是为了使能负序次级电流,因此本领域技术人员容易想到在确定次级电流何时变为零之后再导通所述开关管。
对于上述区别技术特征(2),由于流过初级绕组的放电电流是由回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生的,因此回流入变压器T次级绕组的电流决定了初级绕组的放电电流的大小,为了确保第一开关两端的电压降低至阈值,就需要将放电电流维持一定的水平,这是本领域公知常识;为了将放电电流维持一定的水平,就需要回流入变压器T次级绕组的电流也维持在相应水平,第二开关导通的时间越长,即所述驱动信号的关断延迟越长,回流入变压器T次级绕组的电流以及初级绕组的放电电流就越大,这也是本领域公知常识。因此,通过调整次级电流下降到零后第二开关从导通转变到关断的关断延迟来设定放电电流的水平、进而确保有足够的放电电流使得第一开关两端的电压降低至阈值,是本领域技术人员容易想到的。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识以获得该权利要求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,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点,因而不具备专利法第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)权利要求1记载了“通过经由在所述次级电流从正值变为零之后产生的驱动信号,将所述第二开关从关断转变到导通”,“所述驱动信号包括关断延迟,以在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断”。综合权利要求1的上下文可知,“在所述次级电流下降至零后延迟将所述第二开关从导通转变到关断”中“次级电流下降至零”指的是次级电流从正值变为零,而不是负序次级电流降至零。也就是说,第二开关的工作过程是:在次级电流从正值变为零之后,驱动信号使第二开关从关断转为导通,该驱动信号持续一定的延迟时间(即关断延迟),该延迟时间就是第二开关的导通时间,经过该延迟时间后,第二开关从导通转变到关断。由于流过初级绕组的放电电流是由回流入变压器T次级绕组的电流(相当于负序次级电流)产生的,因此回流入变压器T次级绕组的电流决定了初级绕组的放电电流的大小,为了确保第一开关两端的电压降低至阈值,就需要将放电电流维持一定的水平,这是本领域公知常识;为了将放电电流维持一定的水平,就需要回流入变压器T次级绕组的电流也维持在相应水平,第二开关导通的时间越长,即所述驱动信号的关断延迟越长,回流入变压器T次级绕组的电流以及初级绕组的放电电流就越大,因此,通过调整第二开关的导通时间来设定放电电流的水平、进而确保有足够的放电电流使得第一开关两端的电压降低至阈值,是本领域技术人员容易想到的。
(2)对比文件1中变压器正序次级电流降为零后,进而产生负序次级电流,负序次级电流使得输出电容器C101中的一些能量回流入变压器T,并沿反方向对变压器T充电,因此变压器T中的能量会进一步增加,在此前提下开关Q101导通的时间越长,变压器T中的积蓄的能量越大,相应地初级绕组的放电电流就越大,足够的放电电流使得开关Q1两端的电压降低至阈值。因此在对比文件1中,延迟开关Q101断开的时间可以起到设定初级绕组放电电流的作用。
综上所述,复审请求人陈述的理由没有说服力,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09月27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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