双向功率流电流型准阻抗源逆变器-复审决定


发明创造名称:双向功率流电流型准阻抗源逆变器
外观设计名称:
决定号:200932
决定日:2020-01-09
委内编号:1F270527
优先权日:
申请(专利)号:201510164857.1
申请日:2015-04-09
复审请求人:山东科技大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:孙长欣
合议组组长:李英
参审员:李新瑞
国际分类号:H02M7/48,H02M7/5387,H02M3/155
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最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征是本领域技术人员在该最接近的现有技术给出的技术启示下结合本领域的公知常识容易想到的,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,则该技术方案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201510164857.1,名称为“双向功率流电流型准阻抗源逆变器”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为山东科技大学,申请日为2015年04月09日,公开日为2015年06月17日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年10月09日发出驳回决定,以权利要求1不具备专利法第22条第2款规定的新颖性、权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:申请日2015年04月09日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图;2017年07月03日提交的权利要求第1-2项。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器,其特征在于,包括直流电流源(P)、准阻抗源网络(Z)、逆变桥臂网络(S)、交流负载(M),直流电流源(P)与准阻抗源网络(Z)连接,准阻抗源网络(Z)与逆变桥臂网络(S)连接,逆变桥臂网络(S)与负载(M)连接;
准阻抗源网络(Z)用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现升降压功能和功率流的双向流动;
所述逆变桥臂网络(S)用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电能;
所述直流电源(P)由直流电压源(U1)和电感(L)串联而成;所述准阻抗源网络(Z)包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、双向电力电子开关(S7),所述第一电感(L1)的一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第一电感(L1)的另一端连接第一电容(C1)的一端,第一电容(C1)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;第二电容(C2)一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第二电容(C2)的另一端连接第二电感(L2)的一端,第二电感(L2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;双向电力电子开关(S7)的一端接在第一电感(L1)与第一电容(C1)之间,另一端接在第二电容(C2)与第二电感(L2)之间;
所述逆变桥臂网络(S)包括第一开关(S1)至第六开关(S6),所述第一开关(S1)至第六开关(S6)为单向电力电子开关;
第一开关(S1)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第一开关(S1)的另一端串联第四开关(S4)的一端,第四开关(S4)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第三开关(S3)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第三开关(S3)的另一端串联第六开关(S6)的一端,第六开关(S6)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第五开关(S5)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第五开关(S5)的另一端串联第二开关(S2)的一端,第二开关(S2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第一开关(S1)与第四开关(S4)串联成第一桥臂;第三开关(S3)与第六开关(S6) 串联成第二桥臂;第五开关(S5)与第二开关(S2)串联成第三桥臂;
负载(M)为三相电机(M1),三相电机的U相线接到第一开关(S1)与第四开关(S4)之间,三相电机的V相线接到第三开关(S3)与第六开关(S6)之间,三相电机的W相线接到第五开关(S5)与第二开关(S2)之间;三相电机的U、V、W三相线中两两之间分别连接有电容(C);
所述单向电力电子开关由全控型开关和功率二极管的串联而成,或采用反向阻断型IGBT模块。
2. 一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器,其特征在于,包括直流电流源(P)、准阻抗源网络(Z)、逆变桥臂网络(S)、交流负载(M),直流电流源(P)与准阻抗源网络(Z)连接,准阻抗源网络(Z)与逆变桥臂网络(S)连接,逆变桥臂网络(S)与负载(M)连接;
准阻抗源网络(Z)用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现升降压功能和功率流的双向流动;
所述逆变桥臂网络(S)用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电能;
所述直流电源(P)由直流电压源(U1)和电感(L)串联而成;所述准阻抗源网络(Z)包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、双向电力电子开关(S7),所述第一电感(L1)的一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第一电感(L1)的另一端连接第一电容(C1)的一端,第一电容(C1)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;第二电容(C2)一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第二电容(C2)的另一端连接第二电感(L2)的一端,第二电感(L2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;双向电力电子开关(S7)的一端接在第一电感(L1)与第一电容(C1)之间,另一端接在第二电容(C2)与第二电感(L2)之间;
所述逆变桥臂网络(S)包括第一开关(S1)至第四开关(S4),所述第一开关(S1)至第四开关(S4)为单向电力电子开关;
第一开关(S1)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第一开关(S1)的另一端串联第二开关(S2)的一端,第二开关(S2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第三开关(S3)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第三开关(S3)的另一端串联第四开关(S4)的一端,第四开关(S4)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第一开关(S1)与第二开关(S2)串联成第一桥臂;第三开关(S3)与第四开关(S4)串联成第二桥臂;
负载(M)为单相电机(M2),单相电机(M2)的一端接到第一开关(S1)与第二开关(S2)之间,另一端接到第三开关(S3)与第四开关(S4)之间,单相电机(M2)的两个接线端之间接有电容(C);
所述单向电力电子开关由全控型开关和功率二极管的串联而成,或采用反向阻断型IGBT模块。”
驳回决定中引用了如下对比文件:
对比文件1:“An Increased Efficiency Series Hybrid Electric Bus Using Decoupled DC-Link Voltages”,Craig B. Rogers 等, 《2012 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC)》,公开日为2012年06月20日。
驳回决定的具体理由是:1、权利要求1的全部技术特征均已被对比文件1公开,并且都属于相同的技术领域,解决了相同的技术问题并达到了相同的技术效果。因此,权利要求1不具备专利法第22条第2款规定的新颖性。2、权利要求2请求保护两个并列的技术方案,两个并列技术方案与对比文件1相比区别技术特征都是:逆变桥臂网络为单相逆变桥臂。上述区别技术特征是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的。因此,权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月28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。主要修改内容如下:1、权利要求1增加如下技术特征“三相电机M1有10种工作状态:6个有效状态,不同相上下各一个开关导通,即S1S6、S1S2、S3S4、S3S2、S5S4、S5S6六种情况,三相电机M1得到能量;3个零状态,同一相的两个开关同时导通,即S1S4、S3S6、S5S2三种情况,三相电机M1没有得到能量;在这9种工作状态下,准阻抗源网络Z中的双向电力电子开关S7处于截止状态;1个开路零状态,即6个开关全不导通,三相电机M1也没有得到能量,此时,双向电力电子开关S7导通,本发明的双向功率流电流型准阻抗源逆变器在开路零状态,可以实现升降压功率变换,四值逻辑控制方法通过将每个桥臂的工作状态用四值逻辑来描述并进行优化排布”。同时删除权利要求1如下技术特征“和功率流的双向流动”。2、权利要求2修改为引用权利要求1,删除权利要求2中的技术特征“所述逆变桥臂网络(S)用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电能”以及“和功率流的双向流动”,同时修改了权利要求2中的错别字,将“单相电机”修改为“单向电机”。
提出复审请求时新提交的权利要求书内容如下:
“1. 一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器,其特征在于,包括直流电流源(P)、准阻抗源网络(Z)、逆变桥臂网络(S)、交流负载(M),直流电流源(P)与准阻抗源网络(Z)连接,准阻抗源网络(Z)与逆变桥臂网络(S)连接,逆变桥臂网络(S)与负载(M)连接;
准阻抗源网络(Z)用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现升降压功能;
所述直流电源(P)由直流电压源(U1)和电感(L)串联而成;所述准阻抗源网络(Z)包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、双向电力电子开关(S7),所述第一电感(L1)的一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第一电感(L1)的另一端连接第一电容(C1)的一端,第一电容(C1)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;第二电容(C2)一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第二电容(C2)的另一端连接第二电感(L2)的一端,第二电感(L2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;双向电力电子开关(S7)的一端接在第一电感(L1)与第一电容(C1)之间,另一端接在第二电容(C2)与第二电感(L2)之间;
所述逆变桥臂网络(S)用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电能;所述逆变桥臂网络(S)包括第一开关(S1)至第六开关(S6),所述第一开关(S1)至第六开关(S6)为单向电力电子开关;
第一开关(S1)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第一开关(S1)的另一端串联第四开关(S4)的一端,第四开关(S4)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第三开关(S3)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第三开关(S3)的另一端串联第六开关(S6)的一端,第六开关(S6)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第五开关(S5)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第五开关(S5)的另一端串联第二开关(S2)的一端,第二开关(S2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第一开关(S1)与第四开关(S4)串联成第一桥臂;第三开关(S3)与第六开关(S6)串联成第二桥臂;第五开关(S5)与第二开关(S2)串联成第三桥臂;
负载(M)为三相电机(M1),三相电机的U相线接到第一开关(S1)与第四开 关(S4)之间,三相电机的V相线接到第三开关(S3)与第六开关(S6)之间,三相电机的W相线接到第五开关(S5)与第二开关(S2)之间;三相电机的U、V、W三相线中两两之间分别连接有电容(C);三相电机M1有10种工作状态:6个有效状态,不同相上下各一个开关导通,即S1S6、S1S2、S3S4、S3S2、S5S4、S5S6六种情况,三相电机M1得到能量;3个零状态,同一相的两个开关同时导通,即S1S4、S3S6、S5S2三种情况,三相电机M1没有得到能量;在这9种工作状态下,准阻抗源网络Z中的双向电力电子开关S7处于截止状态;1个开路零状态,即6个开关全不导通,三相电机M1也没有得到能量,此时,双向电力电子开关S7导通,本发明的双向功率流电流型准阻抗源逆变器在开路零状态,可以实现升降压功率变换,四值逻辑控制方法通过将每个桥臂的工作状态用四值逻辑来描述并进行优化排布;
所述单向电力电子开关由全控型开关和功率二极管的串联而成,或采用反向阻断型IGBT模块。
2. 根据权利要求1所述的双向功率流电流型准阻抗源逆变器,其特征在于,包括直流电流源(P)、准阻抗源网络(Z)、逆变桥臂网络(S)、交流负载(M),直流电流源(P)与准阻抗源网络(Z)连接,准阻抗源网络(Z)与逆变桥臂网络(S)连接,逆变桥臂网络(S)与负载(M)连接;
准阻抗源网络(Z)用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现升降压功能;
所述直流电源(P)由直流电压源(U1)和电感(L)串联而成;所述准阻抗源网络(Z)包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、双向电力电子开关(S7),所述第一电感(L1)的一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第一电感(L1)的另一端连接第一电容(C1)的一端,第一电容(C1)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;第二电容(C2)一端连接电感(L)远离直流电压源(U1)的一端,第二电容(C2)的另一端连接第二电感(L2)的一端,第二电感(L2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;双向电力电子开关(S7)的一端接在第一电感(L1)与第一电容(C1)之间,另一端接在第二电容(C2)与第二电感(L2)之间;
所述逆变桥臂网络(S)包括第一开关(S1)至第四开关(S4),所述第一开关(S1)至第四开关(S4)为单向电力电子开关;
第一开关(S1)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第一开关(S1)的另一端串联第二开关(S2)的一端,第二开关(S2)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第三开关(S3)一端接第一电感(L1)与第二电容(C2)的公共节点,第三开关(S3)的另一端串联第四开关(S4)的一端,第四开关(S4)的另一端连接直流电压源(U1)的负极;
第一开关(S1)与第二开关(S2)串联成第一桥臂;第三开关(S3)与第四开关(S4)串联成第二桥臂;
负载(M)为单相电机(M2),单相电机(M2)的一端接到第一开关(S1)与第二开关(S2)之间,另一端接到第三开关(S3)与第四开关(S4)之间,单向电机(M2)的两个接线端之间接有电容(C);
所述单向电力电子开关由全控型开关和功率二极管的串联而成,或采用反向阻断型IGBT模块。”
复审请求人认为:(1)本申请准阻抗源网络通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现负载端的升降压功能,二极管和单相电子电力开关构成双向开关器件,双向开关器件接收直流电,并进行负载端开关状态的切换,而对比文件1中电池到电动机端构成负载端,负载端的逆变桥网络的Z源阻抗网络中电感电容串联电路中间通过单一二极管桥接,实现单相开关功能,电路结构与本申请不同,对比文件1中设置BR-IGBT的供电端,交流电从发电机G流入电池,是交流电到直流电的转换,与本申请的逆变器功能不同。(2)本申请在逆变桥臂网络开路零状态时,准阻抗源网络双向电力电子开关导通,其余状态均截止,本申请具有10种工作状态,变化情况多,并采用四值逻辑及控制方法将每个桥臂的工作状态用四值逻辑来描述并进行优化排布。基于上述区别,本申请解决的技术问题是电流型逆变器逆变桥不能开路,容易损坏器件,开关次数繁多,系统效率低。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月17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06月20日向复审请求人发出复审通知书。该复审通知书中指出:权利要求1、2不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由为:1、权利要求1单向电力电子开关采用反向阻断型IGBT模块的技术方案与对比文件1相比,区别技术特征在于:(1)三相电机M1还有3个零状态,同一相的两个开关同时导通,即S1S4,S3S6,S5S2三种情况,三相电机M1没有得到能量;(2)四值逻辑控制方法通过将每个桥臂的工作状态用四值逻辑来描述并进行优化排布。权利要求1单相电子电力开关由全控型开关和功率二极管串联而成的技术方案与对比文件1的区别技术特征除上述(1)、(2)外,还包括:(3)单向电子电力开关由全控型开关和功率二极管的串联而成。上述区别(1)(2)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的,区别(3)属于本领域的公知常识。因此,权利要求1的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、权利要求2的附加技术特征部分被对比文件1公开,其余是在对比文件1的基础上容易想到的。因此,权利要求2的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、针对复审请求人意见,合议组答复如下:(1)对比文件1的电路具有电动机端(从电池到电动机)和发电机端(从电池到发电机),其具有把电力从发电机G推到电池再到电机M的工作状态,还具有利用电池为发电机点火启动的状态,在发电机启动阶段,发电机端(从电池到发电机)由电池为发电机供电,在这一阶段发电机作为启动电机构成电路负载,发电机端电路可以认为是一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器。在发电机的启动阶段中,发电机端电路的准阻抗源网络电路结构能够实现通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现负载端的升降压功能,双向开关器件接收直流电,并进行负载端开关状态的切换。(2)由权利要求1的评述可知,对比文件1已经公开了在发电机启动阶段电路具有1个开路零状态和6个有效状态,此外对比文件1图6b还记载了电动机端的电机M具有3个零开关状态,本领域技术人员容易想到将图6b中公开的零开关状态的逆变器控制方式应用到发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段的逆变器电路中。此外,对比文件1已经公开了逆变器的各个工作状态以及相应的每个桥臂的工作状态,并且公开了通过对各个状态所占时间多少进行调整可以实现升压或者降压,本领域技术人员在设计逆变器工作过程(即各个工作状态的排布方式)时会相应选择对各工作状态的表述方式,本申请所记载的四值逻辑控制方法是常规表述方式。
复审请求人于2019年07月29提交了意见陈述书,未修改申请文件。复审请求人认为:(1)本申请的准阻抗源网络通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现负载端的升降压功能,而对比文件1电动机端仅进行直流-交流的转化,在准Z源结构中间通过单向传输二极管连接电感和电容,电动机端不具有设置双向电力电子开关实现双向功率流传输的基础和动机;(2)对比文件1的发电机端,在发电机启动阶段,发电机启动的状态仅为逆变器开关进入有源状态且S1关断时(即有效状态时)。当逆变器开关处于开路零状态时,S1闭合,发电机不工作。本申请的开路零状态可以实现升降压功率变换,对比文件1在开路零状态仅实现电池直流电流入发电机,并未实现电池传输电流升降压功率变换。对比文件1不具有发电机端利用逆变器零状态通过S1的截止实现升降压功率变换的基础和动机。(3)本申请逆变桥臂网络工作状态包括处于零状态时,S7截止,而对比文件1仅具有有效状态和开路零状态,并未公开逆变器在零状态时的发电机与开关S1的工作状态,并且在发电机启动阶段,发电机仅工作在逆变器有效状态才能驱动电动机,因此对比文件1中工作状态的逆变器桥臂仅具有上通下断或上断下通两种工作状态,涉及状态少,对桥臂状态进行排布时不具有使用逻辑状态定义和排布的动机。
在上述程序的基础上,本案合议组认为事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在2018年12月28日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,所作的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所依据的审查文本为:申请日2015年04月09日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图;2018年12月28日提交的权利要求第1-2项。
2、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,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最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征是本领域技术人员在该最接近的现有技术给出的技术启示下结合本领域的公知常识容易想到的,其余区别技术特征属于本领域的公知常识,则该技术方案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在评价创造性时所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:“An Increased Efficiency Series Hybrid Electric Bus Using Decoupled DC-Link Voltages”,Craig B. Rogers 等, 《2012 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC)》,公开日为2012年06月20日。
2.1、权利要求1请求保护一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器。对比文件1公开了一种电流准Z源逆变器电路,并具体公开了以下技术内容(参见第3页左栏倒数第2段至第5页左栏最后1段及图5-6、8-9):电路具有电动机端(从电池到电动机)和发电机端(从电池到发电机)。其中的发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段由电池为发电机供电,在这一阶段发电机G作为启动电机构成电路负载,发电机端电路可以认为是一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器,由图8、9可见其包括直流电流源、准阻抗源网络、逆变桥臂网络、发电机(即交流负载),直流电流源与准阻抗源网络连接,准阻抗源网络与逆变桥臂网络连接,逆变桥臂网络与发电机G连接;准阻抗源网络用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现降压功能;直流电源由电池(即直流电压源)和电感LG3串联而成;
准阻抗源网络包括第一电感LG1、第二电感LG2、第一电容CG1、第二电容CG2、双向电力电子开关S1,第一电感LG1的一端连接电感LG3远离电池的一端,第一电感LG1的另一端连接第一电容CG1的一端,第一电容CG1的另一端连接电池的负极;第二电容CG2的一端连接电感LG3远离电池的一端,第二电容CG2的另一端连接第二电感LG2的一端,第二电感LG2的另一端连接电池的负极,双向电力电子开关S1的一端接在第一电感LG1与第一电容CG1之间,另一端接在第二电容CG2与第二电感LG2之间;逆变桥臂网络用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电,逆变桥臂网络包括第一开关至第六开关,所述第一至第六开关为逆阻型IGBT(RB-IGBT)即单向电子电力开关;
第一开关的一端连接第一电感LG1与第二电容CG2的公共节点,第一开关的另一端串联第四开关的一端,第四开关的另一端连接电池(即直流电压源)的负极;
第三开关的一端连接第一电感LG1与第二电容CG2的公共节点,第三开关的另一端串联第六开关的一端,第六开关的另一端连接电池的负极;
第五开关一端接第一电感LG1与第二电容CG2的公共节点,第五开关的另一端串联第二开关的一端,第二开关的另一端连接电池的负极;
第一开关与第四开关串联成第一桥臂;第三开关与第六开关串联成第二桥臂;第五开关与第二开关串联成第三桥臂;
负载为三相电机,三相电机的第一相线接到第一开关与第四开关之间,三相电机的第二相线接到第三开关与第六开关之间,三相电机的第三相线接到第五开关与第二开关之间,三相电机的三相线中两两之间分别连接有电容;
图9a、9b分别表示了在发电机启动阶段开关的工作状态,其中图9a表示电路处于开路零状态,此时双向电子电力开关S1导通,6个开关全不导通,三相电机没有得到能量;图9b表示电路处于有效状态,此时双向电子电力开关S1开路处于截止状态,不同相上下各一个开关导通,三相电机得到能量,根据导通的开关不同,有效状态共有6个,由电路结构可以确定,逆变器可以实现升降压功率变换;
第一至第六开关为逆阻型IGBT(RB-IGBT),RB-IGBT是一种反向阻断型IBGT(相当于公开了单向电子电力开关采用反向阻断型IGBT模块)。
权利要求1单向电力电子开关采用反向阻断型IGBT模块的技术方案与对比文件1相比,区别技术特征在于:(1)三相电机M1还有3个零状态,同一相的两个开关同时导通,即S1S4,S3S6,S5S2三种情况,三相电机M1没有得到能量;(2)四值逻辑控制方法通过将每个桥臂的工作状态用四值逻辑来描述并进行优化排布。权利要求1单相电子电力开关由全控型开关和功率二极管串联而成的技术方案与对比文件1的区别技术特征除上述(1)、(2)外,还包括:(3)单向电子电力开关由全控型开关和功率二极管的串联而成。基于上述区别技术特征,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是:如何选择电机的工作状态、如何对电机工作状态进行控制以及如何选择单向电力电子开关。
对于上述区别技术特征(1):对比文件1图6a、6b、6c分别公开了电动机端(从电池到电动机)的控制方案,包括有效状态、零开关状态和开路零状态,其中图6b公开了在3个零开关状态中,Z源网络中的桥接开关器件处于截止状态,零开关状态下,同一相的上下两个开关同时导通,三相电机M没有得到能量。并且对比文件1第3页左栏最后2段记载了Z源网络逆变器相对于传统逆变器增加了一个零开关状态,传统的逆变器中零开关状态下器件可能会被损坏,而Z源网络逆变器在零开关状态下是安全的。对比文件1的发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段的逆变器电路同样具有Z源网络,因此本领域技术人员容易想可以将图6b中公开的零开关状态的逆变器控制方式应用到发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段的逆变器电路中。
对于上述区别技术特征(2):对比文件1已经公开了逆变器的各个工作状态以及相应的每个桥臂的工作状态,并且公开了通过对各个状态所占时间的多少进行调整可以实现升压或者降压,本领域技术人员在设计逆变器工作过程(即各个工作状态的排布方式)时会相应选择对各工作状态的表述方式,本申请所记载的四值逻辑控制方法是常规表述方式。
对于上述区别技术特征(3):对比文件1公开了第一至第六开关为逆阻型IGBT(RB-IGBT),RB-IGBT是一种反向阻断型IBGT,而全控型开关和功率二极管的串联是反向阻断型IGBT的常规方式,属于公知常识。
因此,在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的,权利要求1的技术方案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引用权利要求1,其附加技术特征的一部分已经被对比文件1公开(见权利要求1的评述部分)。权利要求2未被对比文件1公开的附加技术特征为:权利要求2中的逆变桥臂网络为单相逆变桥,负载为单相电机,以及单相逆变桥与单相电机的连接关系。由此可以确定,权利要求2实际解决的技术问题是:如何为单相负载供电。当负载是单相负载时,本领域技术人员基于对比文件1公开的技术内容,容易想到利用单相逆变器进行电力变化进而对单相负载供电,在对比文件1公开的三相逆变器基础上改变为单相逆变器对本领域技术人员而言是容易实现的,相应的连接关系也是本领域常规连接方式。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的答复
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见,合议组认为:(1)对比文件1的电路具有电动机端(从电池到电动机)和发电机端(从电池到发电机),其具有把电力从发电机G推到电池再到电机M的工作状态,还具有利用电池为发电机点火启动的状态,在发电机启动阶段,发电机端(从电池到发电机)由电池为发电机供电,在这一阶段发电机作为启动电机构成电路负载,发电机端电路可以认为是一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器,由权利要求1的评述可知,在发电机的启动阶段中,发电机端电路的准阻抗源网络电路结构能够实现通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现负载端的升降压功能,双向开关器件接收直流电,并进行负载端开关状态的切换。(2)对比文件1图9a和9b表示了发电机启动过程中用到的两种工作状态,其中图9a表示开路零状态、图9b表示有效状态,在开路零状态时双向电子电力开关S1导通,6个开关全不导通,三相电机没有得到能量;在有效状态时,双向电子电力开关S1开路处于截止状态,不同相上下各一个开关导通,三相电机得到能量,根据导通的开关不同,有效状态共有6个,对比文件1发电机端电路结构决定其逆变器电路可以实现升降压功率变换。(3)由上文对权利要求1的评述可知,对比文件1已经公开了在发电机启动阶段电路具有1个开路零状态和6个有效状态,此外对比文件1图6b还记载了电动机端的电机M具有3个零开关状态,并且对比文件1第3页左栏最后2段记载了Z源网络逆变器相对于传统逆变器增加了一个零开关状态,传统的逆变器中零开关状态下器件可能会被损坏,而Z源网络逆变器在零开关状态下是安全的。对比文件1的发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段的逆变器电路同样具有Z源网络,因此本领域技术人员容易想将图6b中公开的零开关状态的逆变器控制方式应用到发电机端(从电池到发电机)在发电机启动阶段的逆变器电路中。此外,对比文件1不仅公开了逆变器的各个工作状态以及相应的每个桥臂的开关状态,还公开了通过对各个状态所占时间多少进行调整可以实现升压或者降压,因此,本领域技术人员容易想到通过控制逆变器电路开路零状态、有效状态和零状态的时间实现升降压功率变换,并且在设计逆变器工作过程(即各个工作状态的排布方式)时会相应选择对各工作状态的表述方式,本申请所记载的四值逻辑控制方法是常规表述方式。
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。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月09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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