发明创造名称：一种直流电源保护电路及其制造的GPRS设备
外观设计名称：
决定号：201503
决定日：2020-01-19
委内编号：1F278243
优先权日：
申请（专利）号：201710031261.3
申请日：2017-01-17
复审请求人：廊坊新奥燃气设备有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：杨海威
合议组组长：武瑛
参审员：葛加伍
国际分类号：H02H7/12
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相比，存在多个区别技术特征，其中部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域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201710031261.3，名称为“一种直流电源保护电路及其制造的GPRS设备”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为廊坊新奥燃气设备有限公司，申请日为2017年01月17日，公开日为2017年03月29日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年03月01日发出驳回决定，以本申请权利要求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。驳回决定所依据的文本为：2018年12月25日提交的权利要求第1-3项，申请日2017年01月17日提交的说明书第1-14页、说明书附图第1-2页、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种保护电路，包括直流电源，其特征在于，还包括电流采集单元、第一控制单元和第二控制单元，所述电流采集单元和第一控制单元串联于直流电源的正极和用电设备之间，所述第二控制单元的输入端分别与直流电源的正极以及电流采集单元的电流信号输出端连接，所述第二控制单元的输出端与第一控制控制单元的控制输入端连接，所述第二控制单元包括D触发器U1；
所述电流采集单元包括电阻R1和三极管Q1，所述电阻R1一端与直流电源的正极以及三极管Q1的发射极连接，另一端与第一控制单元的电源输入端以及三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1为PNP型三极管；
D触发器U1的PR管脚通过电阻R2与直流电源的正极连接，且通过电容器C2接地，D触发器U1的VCC和CLR管脚与直流电源的正极连接，且二者通过电容器C3接地，D触发器U1的CP管脚与所述三极管Q1的集电极连接，D触发器U1的Q-管脚与第二控制单元的控制输入端连接，D触发器U1的D和GND管脚接地；
所述第一控制单元包括相互串联的MOS管Q2与MOS管Q3，所述MOS管Q2的源极与所述电阻R1连接，所述MOS管Q3的漏极与用电设备连接，MOS管Q2的漏极与MOS管Q3的源极连接，所述MOS管Q2与MOS管Q3的栅极均与所述D触发器U1的Q-管脚连接，所述MOS管Q2与MOS管Q3均为大电流P沟道MOS管；
还包括第一辅助单元，所述第一辅助单元一端与所述D触发器U1 的CP管脚连接，另一端接地，第一辅助单元包括并联的电容器C4和电阻R3；
还包括第二辅助单元，所述第二辅助单元一端与所述D触发器U1的Q-管脚连接，另一端接地，第二辅助单元包括并联的电容器C5和电阻R4；
还包括第三辅助单元，所述第三辅助单元并联于所述直流电源的两端，第三辅助单元包括并联的二极管D1和电容器C1，所述二极管D1为瞬态抑制二极管。
2. 一种包含权利要求1所述的保护电路的GPRS设备，其特征在于，还包括GPRS电路、开关电路和MCU电路，所述GPRS电路的电源输入端通过开关电路与所述保护电路的输出端连接，所述MCU电路的电源输入端与保护电路的输出端连接，MCU电路的控制输出端与开关电路的控制输入端和GPRS电路的通信端连接。
3. 根据权利要求2所述的一种包含保护电路的GPRS设备，其特征在于，所述MCU电路包括调压器件U3和MCU芯片U4，所述GPRS电路包括GPRS芯片U6、SIM卡U5以及天线馈点，所述MCU芯片U4通过调压器件U3与所述保护电路的输出端连接，所述MCU芯片U4的控制输出端还与所述开关电路的控制输入端连接；所述GPRS芯片U6的通信端与MCU芯片U4的控制输出端连接，所述SIM卡U5与GPRS芯片U6的SIM端连接，所述天线馈点与GPRS芯片U6的GSM端连接，GPRS芯片U6的电源输入端通过开关电路与所述保护电路的输出端连接。”
驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件1：CN104577996A，公开日为2015年04月29日；
对比文件2：CN204334031U，公告日为2015年05月13日；
对比文件3：CN205540084U，公告日为2016年08月31日。
驳回决定指出：（1）独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：第一控制单元两个相互串联的MOS管及其对应连接关系，第二控制单元包括D触发器U1以及其管脚的连接关系，还包括与D触发器配套设置的第一辅助单元、第二辅助单元和第三辅助单元电路。其中区别技术特征“第一控制单元两个相互串联的MOS管及其对应连接关系”已对比文件2公开，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，因此权利要求1不具备创造性。（2）权利要求2请求保护一种包含权利要求1所述的保护电路的GPRS设备，其特征部分的技术特征是与对比文件1的进一步的区别技术特征。其中部分区别技术特征被对比文件1-3公开，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，在对比文件1的基础上结合对比文件2和3以及公知常识获得权利要求2所要保护的技术方案，对所属领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求2不具备创造性。（3）从属权利要求3的附加技术特征中部分技术特征被对比文件3公开，其余附加技术特征属于本领域的公知常识，因此权利要求3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04月03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）对比文件1未公开：①保护电路中直流电源、电流采集单元、第一控制单元、第二控制单元及其总体连接结构；②电流采集单元的具体结构及与其它元件的连接关系；③第二控制单元包括D触发器U1及D触发器具体管脚与其它元件的连接关系；④第一控制单元中用于提供双重故障保护的相互串联的MOS管Q2与MOS管Q3；⑤与D触发器管脚相关第一辅助单元和第二辅助单元以及并联于直流电源两端的第三辅助单元。
（2）本申请电路发生过流时，通过D触发器获得电路电流信号并控制MOS管关断，实现瞬间切断，故障消除后，D触发器复位，保护电路中无器件损坏，无需更换新器件即可恢复用电的正常使用，避免了现有技术中保护电路切断时间长对设备造成损坏的问题；D触发器管脚相关的辅助单元的电路结构，可以有效防止电路中的小电压波动，通过两个相互串联连接的MOS管双重保障保证并提高电路的稳定性。对比文件1虽然公开了利用电流检测电路检测供电异常输入控制芯片经过一定时间的时延后切断开关电路的内容，但其与本申请的器件构成、连接关系不同，因此不具备瞬时切断的同时具有双重切断保障、防止小电压波动造成误动作的优点。
（3）对比文件2虽然记载了其电路中可将两MOS管串联，但没有公开是否适用于保护电路、如何应用于保护电路的内容，没有给出结合启示。另外，电路结构是一个整体的技术方案，器件构成和连接关系是协同作用、不能分割的。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月19日依法受理了该复审请求，并将其转送至国家知识产权局实质审查部门进行前置审查。
国家知识产权局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09月16 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。复审通知书引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）对比文件1公开了保护电路中直流电源、电流采集单元、第一控制单元、第二控制单元及其总体连接结构；还公开了电流采集单元包括电阻和三极管构成及与其它元件的连接关系。另外，由于在芯片输入管脚和输出管脚处设置RC滤波电路以抑制电路中小的电压波动、在电源两端设置并联的瞬态抑制二极管和电容以抑制电源的小的电压波动都是本领域的惯用技术手段：（2）对比文件1中通过单片机控制芯片和MOS管进行配合，当发生过流时，控制MOS管关断实现过流保护，经过一段时间故障消除后，再重新恢复供电，实现断电复位保护功能，也能实现保护电路中无器件损坏，无需更换新器件即可恢复用电的正常使用。由于单片机和D触发器都是常用的控制器件，单片机可靠性好、集成度高、指令丰富、灵敏度较低，而D触发器结构简单、灵敏度高，但需要的外围辅助电路较多，这些都是本领域技术人员所知晓的。而且采用D触发器作为过流保护电路中控制器件是本领域的惯用技术手段（参见“电力电子技术与运动控制系统实验”，潘再平等，第14页，中国电力出版社，2008年03月”）。因此，当需要提高对比文件1中控制灵敏度实现瞬时动作时，利用D触发器替换单片机来实现逻辑控制属于本领域技术人员的常规选择，这并不需要克服技术上的困难。当选定D触发器的类型后，根据需要实现的控制功能和D触发器具体的管脚，实现D触发器管脚与电路中其它元件的连接是本领域技术人员所知晓的：（3）对比文件2中（说明书第0025段）已经明确说明采用两个串联的隔离元件Q1和Q2（隔离元件为MOS管）的目的，即提高管理控制电路的安全可靠性，因为在开关管被击穿时，因为在一个隔离元件被击穿时，另一个隔离元件可以继续工作。由于两个相互串联的MOS管所起到的双重保护作用并不会因具体电路不同而改变。因此，本领域技术人员有动机将对比文件2中两个串联的隔离元件Q1和Q2的方案应用在对比文件1中以实现双重保护，其技术效果是可以预期的。
复审请求人于 2019年09月29 日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：
（1）对比文件1中实现该切断保护功能的具体电路构成与本申请的器件构成、连接关系不同，属于两个不同的电路结构，不具备实现瞬时切断的同时有双重切断保障的优点，也不具备防止小电压波动造成误动作、可靠性极高的有益效果。对比文件1的技术方案是通过反应延时保证可靠性，并不需要提高控制灵敏度，即对比文件1并没有瞬时控制的需求。复审通知书中提到的“……当需要提高控制灵敏度实现瞬时动作时，利用D触发器替换单片机来实现逻辑控制属于本领域技术人员的常规选择……”违背了对比文件1的初衷，因此对比文件1实质不能替换或结合常规电路得到本申请的技术方案。（2）对比文件2虽然记载了其电路中可将两MOS管串联，但作为控制电路，其中并没有公开是否适用于保护电路、如何应用于保护电路，对比文件2与对比文件1两个并不相关的电路结构如何结合、电路如何连接都是无法确定的。因此权利要求1-3具备创造性。
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
复审请求人在复审阶段未修改申请文件，本复审请求审查决定所依据的审查文本与驳回决定所针对的文本相同，即：2018年12月25日提交的权利要求第1-3项，申请日2017年01月17日提交的说明书第1-14页、说明书附图第1-2页、说明书摘要及摘要附图。
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相比，存在多个区别技术特征，其中部分区别技术特征被其它对比文件公开且作用相同，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
2.1权利要求1请求保护一种保护电路，对比文件1公开了一种基于集成电路的供电过流保护电路，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第0022-0034段及图4）：包括直流供电电源，还包括电流检测电路（相当于电流采集单元），开关电路（相当于第一控制单元）和控制芯片（相当于第二控制单元），所述电流检测电路和开关电路串联于供电电源的正极和集成电路之间，所述控制芯片的输入端与电流检测电路的电流信号输出端连接，所述控制芯片的输出端与开关电路的控制输入端连接，所述开关电路为MOS管开关电路，所述控制芯片为单片机；电流检测电路包括电阻R1和三极管Q1，所述电阻R1的一端与供电电源的正极以及三极管Q1的发射极连接，另一端与开关电路的电源输入点以及三极管Q1的基极连接，所述三极管为PNP型三极管；所述控制芯片的1脚通过电阻R4与三极管Q1的集电极连接，并通过电容器C1接地，控制芯片的输出脚48与开关电路的控制输入端连接，控制芯片的8脚、38脚、55脚和56脚接地；MOS管Q2的源极与电阻R1连接，漏极与用电设备连接，栅极与控制芯片的输出管脚连接，MOS管Q2为PMOS管；该保护电路还包括滤波电路，滤波电路连接在电流检测电路的输出端或控制芯片的输入端之间以降低干扰信号对检测结果的影响，具体的，滤波电路为RC滤波电路，包括电阻R4和电容C1。
权利要求1和对比文件1相比，区别技术特征在于：1）第一控制单元至少包括两个相互串联的MOS管；2）第二控制单元包括D触发器U1以及其管脚与直流电源正极、地、电流检测电路和开关电路的连接关系；3）还包括与D触发器配套设置的第一辅助单元和第二辅助单元以及并联于直流电源两端的第三辅助单元。基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：1）增加电路的稳定性；2）提高控制的灵敏度；3）防止电路中小的电压波动导致的电路误动作和抑制直流电源小的波动。
对于区别技术特征1），对比文件2公开了一种用于流量计量仪表的双直流电源控制电路，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第0021-0025段及图3）：可利用两个串联的MOS管Q1和Q2作为控制单元，可以提高管理控制电路的安全可靠性，因为在一个MOS管被击穿时，另一个MOS管可以继续工作，Q1和Q2的栅极G分别连接到电压监视器的输出端，MOS管Q2的漏极与MOS管Q1的源极连接，二者也均为PMOS管。即对区别技术特征1）已经被比文件2公开，且其在对比文件2中的作用与在本申请中相同，都是通过设置两个串联的MOS管提高控制电路的可靠性，也就是说对比文件2给出了将该技术特征用于对比文件1以解决其技术问题的启示。
对于区别技术特征2），由于单片机和D触发器都是常用的控制器件，单片机可靠性好、集成度高、指令丰富可满足工业控制的各种要求、但灵敏度较低，而D触发器结构简单、灵敏度高，但需要的外围辅助电路较多，这些都是本领域技术人员所知晓的。当需要提高控制灵敏度实现瞬时动作时，利用D触发器替换单片机来实现逻辑控制属于本领域技术人员的常规选择。当选定D触发器后，根据需要实现的控制功能和D触发器具体的管脚，实现区别技术特征2）中限定的D触发器管脚与直流电源正极、地、电流检测电路和开关电路的连接关系是本领域技术人员所知晓的；
对于区别技术特征3），在选择D触发器作为电路控制器件后，在其脚处设置RC滤波电路以抑制电路中小的电压波动、以及在电源两端设置并联的瞬态抑制二极管和电容以抑制电源的小的电压波动都是本领域的惯用技术手段。
由此可见，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识以获得权利要求1请求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
2.2权利要求2请求保护一种包含权利要求1所述的保护电路的GPRS设备，对比文件3公开了一种实现远程数据采集节能的GPS监控系统（相当于一种GPRS设备），并具体公开了如下技术特征（参见说明书第0003-0030段及图1）：包括CPU芯片1、GPS模块7、GPRS模块6（相当于GPRS电路）、电源模块9、电源控制开关2（相当于开关电路）。其中，CPU芯片1控制输出端与GPRS模块6的通信端连接，CPU芯片1的电源输入端和电源模块9相连，当信号采集信号电路4从传感器3采集到的数据大于预设定的安全值时，CPU芯片1就会控制GPRS模块6主动连接监控中心8，同时电源控制开关2立即启动GPS模块7，进行经纬度定位，待GPRS模块6握手成功之后，把当前获取的信号数据及物理定位信息一同发送给监控中8。发送完成之后CPU芯片1就会启用电源控制开关2关掉GPS模块7电源，控制GPRS模块6不发送只接收模式，这样可以高效省电,延长设备使用寿命，节省不必要的流量发送，减少费用支出。GPRS模块6工作需要电力，因此GPRS模块6的电源输入端必然与电源模块9相连。由于MCU电路和CPU芯片都是常用的控制元件，根据应用需要采用MCU电路是本领域技术人员容易想到的；对比文件3公开了在GPS模块7前设置电源模块开关，在模块不使用时，CPU芯片1就会启用电源控制开关2关掉GPS模块7电源，即对比文件3给出了在不使用模块时关闭该模块的电源以节约用电的启示，因此在面对如何实现GPRS模块节约用电的技术问题时，本领域技术人员容易想到在GPRS模块6与电源模块9之间设置开关电路并使MCU的控制输出端与开关电路的控制输入端连接，以在不需要GPRS模块6工作时断开GPRS模块6的电源。另外为了实现对GPRS模块和MCU电路的过电流保护，本领域技术人员容易想到在与GPRS模块连接的开关电路和MCU电路的电源输入端与电源模块之间设置电源保护电路，并使开关电路和MCU电路的电源输入端、开关电路与电源保护电路相连。如上评述，权利要求1请求保护的保护电路不具备创造性，由此可见，在对比文件3的基础上结合对比文件1、2和本领域的公知常识以获得权利要求2请求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此权利要求2请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
2.3 权利要求3对权利要求2做了进一步限定，由于MCU电路包括调压器件和MUC芯片和GPRS电路包括GPRS芯片、SIM卡、天线馈点都是本领域常规结构，从而权利要求3附加技术特征所限具体连接关系均为本领域的常规设置。在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求3也不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
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：
第一、对比文件1公开的保护电路与本申请权利要求1的保护电路都是包括直流电源、电流采集单元、第一控制单元和第二控制单元的控制电路。权利要求1与对比文件1的区别技术特征主要在于：第二控制单元中采用的控制器件为D触发器、具有抑制D触发器管脚处和直流电源电压波动的滤波电路、第一控制单元中采用了两个MOS管串联的方案。其中，对比文件1说明书中提到的“一定时间延迟”与保证可靠性无关。另外，单片机和D触发器都是常用的控制器件，单片机可靠性好、集成度高、指令丰富可满足工业控制的各种要求，但灵敏度较低、接收到输入与产生相应输出之间的响应时间长；而D触发器结构简单、灵敏度高、接收到输入与产生相应输出之间的相应时间短，但需要的外围辅助电路较多。这些都是本领域技术人员所知晓的。根据具体控制灵敏度和响应时间的需要选择控制器件并设置外围辅助电路是本领域技术人员公知的，因此在对比文件1的基础上利用D触发器替换单片机实现逻辑控制属于本领域技术人员根据具体需要所进行的常规选择，这并不存在技术难度，其技术效果也是可以预期的。再者，设置滤波电路以抑制电路中小的电压波动是本领域的惯用技术手段。
第二、对比文件2公开了利用两个串联的MOS管Q1和Q2作为控制单元的方案，而且在说明书第0025段中明确记载“可以提高管理控制电路的安全可靠性，可在一个隔离元件（MOS管）被击穿时，另一个隔离元件（MOS管）可以继续工作”，因此，利用两个串联的MOS管Q1和Q2作为控制单元的方案在对比文件2中所起的作用是对电路进行双重保护，与权利要求1中两个串连的MOS管所起的作用是相同的。因此在面临防止MOS管被击穿而提高电路可靠性的技术问题时，本领域技术人员有动机将对比文件2中串联两个MOS管Q1和Q2的方案应用在对比文件1中。
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。
基于以上事实和理由，合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年03月01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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