飞行器通用电力转换器-复审决定


发明创造名称:飞行器通用电力转换器
外观设计名称:
决定号:186055
决定日:2019-07-22
委内编号:1F261129
优先权日:2013-07-18
申请(专利)号:201410344706.X
申请日:2014-07-18
复审请求人:波音公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李新瑞
合议组组长:刘继业
参审员:李娜
国际分类号:H02M1/10
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被现有技术中的其它对比文件公开且作用相同,其余的区别技术特征属于本领域的公知常识,则该权利要求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201410344706.X,名称为“飞行器通用电力转换器”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为波音公司,申请日为2014年07月18日,优先权日为2013年07月18日,公开日为2015年01月21日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年06月15日以权利要求1-14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2014年07月18日提交的说明书摘要、说明书第1-12页、说明书附图第1-8页、摘要附图,2018年05月24日提交的权利要求第1-14项。驳回决定中引用如下对比文件:
对比文件1:US 2008/0123375A1,公开日为:2008年05月29日;
对比文件2:CN 103036435A,公开日为:2013年04月10日;
对比文件3:CN 1843677A,公开日为:2006年10月11日。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下:
“1. 一种经配置将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压
输出的电源系统(10),所述电源系统(10)包括:
交错降压转换器(50),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生已调节低压直流电输出;
交错全桥转换器(55),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出;
交错逆变器(70),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压交流电输出;以及
控制系统(80),其经配置控制所述交错降压转换器(50)来产生所述已调节低压直流电输出,控制所述交错全桥转换器(55)来产生所述高压直流电输出,并且控制所述交错逆变器(70)来产生高压交流电输出;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中所述控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置引导所述交错全桥转换器(55)停止以第一操作模式产生高压交流电,并引导所述交错全桥转换器(55)以第二操作模式产生高压交流电。
2. 根据权利要求1所述的电源系统(10),其中来自所述交错全桥转换器(55)的高压直流电被提供到所述交错逆变器(70)的输入端。
3. 根据权利要求1所述的电源系统(10),其中所述监督控制器(85)响应于多个控制信号(90)来控制所述第一控制器(95)、第二控制器(120)和第三控制器(105)的操作。
4. 根据权利要求1或2所述的电源系统(10),其中所述控制系统(80)进一步经配置操作所述交错逆变器(70)从而闭合和断开所述高压直流电输出。
5. 根据权利要求1或2所述的电源系统(10),其中所述未调节直流电源包括燃料电池(20)。
6. 根据权利要求5所述的电源系统(10),其中所述燃料电池(20)经配置向EMI滤波器(45)提供未调节直流电电力。
7. 根据权利要求6所述的电源系统(10),其中所述EMI滤波器(45)为所述交错降压转换器(50)和所述交错全桥转换器(55)所共用。
8. 根据权利要求1或2所述的电源系统(10),其中所述交错逆变器(70)包括三相四桥臂交错逆变器(70)。
9. 根据权利要求1或2所述的电源系统(10),其中所述低压直流电输出在所述电源系统的低压直流电力总线(33)上提供32伏的直流电压,所述高压直流电输出在所述电源系统的高压直流电力总线(43)上提供 /-270伏的直流电压和/或540伏到800伏的直流电压,且高压交流电输出在高压交流电力总线(27)上提供230伏或115伏的交流电压。
10. 根据权利要求1或2所述的电源系统(10),其中所述交错降压转换器(50)、所述交错全桥转换器(55)和所述交错逆变器(70)被配置作为单 一单元,所述单一单元被定位在飞行器(320)的尾部(335)、飞行器(320)的前部(325)或飞行器(320)的中部(330)。
11. 一种用于产生多个已调节飞行器电源电压的方法,所述方法包括:
从直流电源提供未调节的低压直流输出电力;
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节低压直流电,其中所述已调节低压直流电是使用交错降压转换器(50)来产生的;
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压交流电,其中所述已调节高压交流电是使用交错逆变器(70)来产生的;以及
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,其中所述已调节高压直流电是使用交错全桥转换器(55)来产生的;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述交错降压转换器(50)、所述交错全桥转换器(55)和所述交错逆变器(70)由所述控制系统(80)控制,所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置引导所述交错全桥转换器(55)停止以第一操作模式产生高压交流电,并引导所述交错全桥转换器(55)以第二操作模式产生高压交流电。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中所述已调节高压交流电是使用所述已调节高压直流电来产生的。
13. 根据权利要求11或12所述的方法,其中所述交错全桥转换器(55)的输出经配置将所述已调节高压直流电作为输入电力提供给所述交错逆变器(70)。
14. 一种飞行器(320),其包括根据权利要求1或2所述的电源系统(10)。”
驳回决定的主要理由为:独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:1)本申请降压转换器和逆变器为交错的,以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还包括交错全桥转换器,使用未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出以及交错全桥转换器的具体结构;3)包括控制系统,包括三个控制器和监督控制器,分别控制上述转换器产生已调节高压或低压、交流或直流电输出;监督控制器控制三个控制器的操作,且引导交错全桥转换器停止以第一模式产生高压直流电,并以第二操作模式产生高压直流电(根据权利要求1前面的记载以及说明书的记载可以直接毫无疑义地确定,交错全桥转换器产生的是高压直流电输出,此处交错全桥转换器产生高压交流电输出的记载属于明显笔误)。上述区别技术特征1)部分被对比文件3公开,其余部分属于本领域公知常识;区别技术特征2)被对比文件2公开;区别技术特征3)属于本领域公知常识。因此,独立权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4、8、10的附加技术特征属于本领域公知常识;从属权利要求5的附加技术特征被对比文件2公开;从属权利要求6的附加技术特征被对比文件1公开;从属权利要求7的附加技术特征部分被对比文件1公开,其余部分属于本领域公知常识;从属权利要求9的附加技术特征部分被对比文件1公开,部分被对比文件2公开,其余部分属于本领域公知常识;因此,从属权利要求2-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求11与对比文件1的区别技术特征为:1)本申请产生飞行器电源,降压转换器和逆变器为交错的以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还使用由直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,已调节高压直流电是使用交错全桥转换器来产生的以及交错全桥转换器的具体结构;3)控制系统,包括三个控制器和监督控制器,分别控制上述转换器;监督控制器控制三个控制器的操作,且引导交错全桥转换器停止以第一模式产生高压直流电,并以第二操作模式产生高压直流电(根据权利要求1前面的记载以及说明书的记载可以直接毫无疑义地确定,交错全桥转换器产生的是高压直流电输出,此处交错全桥转换器产生高压交流电输出的记载属于明显笔误)。上述区别技术特征1)部分被对比文件3公开,其余部分属于本领域公知常识;区别技术特征2)被对比文件2公开;区别技术特征3)属于本领域公知常识。因此,独立权利要求11不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求12-13的附加技术特征属于本领域公知常识;因此,从属权利要求12-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求14要求保护一种包含权利要求1或2的电源系统的飞行器,将权利要求1或2的电源系统应用到飞行器上属于本领域公知常识,因此,基于对权利要求1和2的评述,权利要求14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09月19日向国家知识产权局提出了复审请求和权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-14项)。其中对权利要求书的修改为:将驳回决定中针对的独立权利要求1和11中明显笔误修改正确。复审请求人认为:(1)对比文件1-3均未公开“监督控制器引导交错全桥转换器停止以第一操作模式产生高压交流电,并引导交错全桥转换器以第二操作模式产生高压交流电”;(2)交错降压转换器、交错全桥转换器和交错逆变器不仅能够减小纹波,还能够有利于供应单元隔离,减少从燃料电池汲取高频电流脉冲,减小使用的EMI滤波器的尺寸,减小电力转换器的重量;应将上述交错元件作为整体来考虑,不应单独地考虑某个元件或将“交错”与元件分开考虑。
提复审请求时修改的权利要求1、11的内容如下:
“1. 一种经配置将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统(10),所述电源系统(10)包括:
交错降压转换器(50),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生已调节低压直流电输出;
交错全桥转换器(55),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出;
交错逆变器(70),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压交流电输出;以及
控制系统(80),其经配置控制所述交错降压转换器(50)来产生所述已调节低压直流电输出,控制所述交错全桥转换器(55)来产生所述高压直流电输出,并且控制所述交错逆变器(70)来产生高压交流电输出;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中所述控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置引导所述交错全桥转换器(55)停止以第一操作模式产生高压直流电,并引导所述交错全桥转换器(55)以第二操作模式产生高压交流电。”
“11. 一种用于产生多个已调节飞行器电源电压的方法,所述方法包括:
从直流电源提供未调节的低压直流输出电力;
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节低压直流电,其中所述已调节低压直流电是使用交错降压转换器(50)来产生的;
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压交流电,其中所述已调节高压交流电是使用交错逆变器(70)来产生的;以及
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,其中所述已调节高压直流电是使用交错全桥转换器(55)来产生的;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述交错降压转换器(50)、所述交错全桥转换器(55)和所述交错逆变器(70)由所述控制系统(80)控制,所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置引导所述交错全桥转换器(55)停止以第一操作模式产生高压直流电,并引导所述交错全桥转换器(55)以第二操作模式产生高压交流电。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年09月27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01月15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1-14不具备创造性,具体理由为:独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:1)本申请采用的是交错降压转换器和交错逆变器,以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还包括交错全桥转换器,使用未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出以及交错全桥转换器的具体结构;3)控制系统,包括三个控制器和监督控制器,三个控制器分别控制交错降压转换器、交错逆变器、交错全桥转换器产生已调节低压直流电、高压交流电、高压直流电;监督控制器控制三个控制器的操作,且引导交错全桥转换器停止以第一模式产生高压直流电,并以第二模式产生高压交流电。上述区别技术特征1)部分被对比文件3公开,其余部分属于本领域公知常识;区别技术特征2)被对比文件2公开;区别技术特征3)属于本领域公知常识。因此,独立权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4、8、10的附加技术特征属于本领域公知常识;从属权利要求5的附加技术特征被对比文件2公开;从属权利要求6的附加技术特征部分被对比文件1公开,其余部分被对比文件2公开;从属权利要求7的附加技术特征部分被对比文件1公开,其余部分属于本领域公知常识;从属权利要求9的附加技术特征部分被对比文件1公开,部分被对比文件2公开,其余部分属于本领域公知常识;因此,从属权利要求2-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求11与对比文件1的区别技术特征为:1)本申请产生电源电压的方法用于飞行器电源,采用的是交错降压转换器和交错逆变器,以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还使用由直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,已调节高压直流电是使用交错全桥转换器来产生的以及交错全桥转换器的具体结构;3)控制系统,包括三个控制器和监督控制器,三个控制器分别控制交错降压转换器、交错逆变器、交错全桥转换器;监督控制器控制三个控制器的操作,且引导交错全桥转换器停止以第一模式产生高压直流电,并以第二模式产生高压交流电。上述区别技术特征1)部分被对比文件3公开,其余部分属于本领域公知常识;区别技术特征2)被对比文件2公开;区别技术特征3)属于本领域公知常识。因此,独立权利要求11不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求12-13的附加技术特征属于本领域公知常识;因此,从属权利要求12-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求14要求保护一种包含权利要求1或2的电源系统的飞行器,将权利要求1或2的电源系统应用到飞行器上属于本领域公知常识,因此,基于对权利要求1和2的评述,权利要求14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见,合议组答复如下:(1)对于本领域技术人员来说,在电力变换技术领域,针对每一个转换器分别设置一个独立的控制器,控制每一个转换器的工作,并设置一个监督控制器,监督统筹控制三个控制器的操作,是控制领域技术人员惯用的技术手段。关于监督控制器引导交错全桥转换器工作模式的切换,由于交错全桥转换器输出的高压直流电,既可以直接接EMI滤波器输出滤波后的高压直流电,其为第一操作模式,也可以经过交错逆变器,将交错全桥转换器输出的高压直流电逆变为高压交流电输出,其为第二操作模式。根据负载的不同需求,为了使得两个操作模式以相互排斥的方式工作,即工作在第一操作模式产生高压直流电输出时,交错逆变器就不工作,不输出高压交流电,或者工作在第二操作模式交错逆变器工作,输出高压交流电时,就不输出高压直流电,本领域技术人员容易想到引导交错全桥转换器以第二操作模式工作时停止第一操作模式。(2)首先,对比文件1公开了将电池的单一直流电转换为多个交流和直流电压,以满足不同需求,解决了本申请声称要解决的技术问题,即也可以提供直流和交流电压的不同水平和配置;其次,具有交错拓扑结构的变换器有利于单元隔离,能够减少汲取的高频电流脉冲,减小EMI滤波器尺寸,减小纹波均属于交错拓扑变换器的固有属性,本领域技术人员在需要减小纹波和EMI滤波器尺寸时,容易想到将对比文件3和2公开的交错拓扑结构应用到对比文件1中以得到具有交错拓扑结构的能够将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统。
复审请求人于2019年04月23日提交了意见陈述书和权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1-14项)。针对权利要求书的修改为:在独立权利要求1和11中增加了说明书中的部分技术特征。
修改后的权利要求1、11内容如下:
“1. 一种经配置将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统(10),所述未调节直流电源包括飞行器中的燃料电池(20),所述电源系统(10)包括:
交错降压转换器(50),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生已调节低压直流电输出,所述已调节低压直流电输出被分配给所述电源系统的低压直流电力总线(33);
交错全桥转换器(55),其经配置使用所述未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出,所述高压直流电输出被分配给所述电源系统的高压直流电力总线(43)或者被提供给交错逆变器(70)的输入端;
所述交错逆变器(70),其经配置经由所述交错全桥转换器(55)使用所述未调节直流电源的电力来产生高压交流电输出,所述高压交流电输出被分配给所述电源系统的高压交流电力总线(27);以及
控制系统(80),其经配置控制所述交错降压转换器(50)来产生所述已调节低压直流电输出,控制所述交错全桥转换器(55)来产生所述高压直流电输出,并且控制所述交错逆变器(70)来产生高压交流电输出;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中所述控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操 作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置使所述电源系统(10)以第一操作模式或第二操作模式操作,
其中在所述第一操作模式中,来自所述交错降压转换器(50)的所述已调节低压直流电输出被分配给所述低压直流电力总线(33),并且来自所述交错全桥转换器(55)的所述高压直流电输出被分配给所述高压直流电力总线(43),
其中在所述第二操作模式中,来自所述交错降压转换器(50)的所述已调节低压直流电输出被分配给所述低压直流电力总线(33),并且来自所述交错全桥转换器(55)的所述高压直流电输出被提供给所述交错逆变器(70)的所述输入端。”
“11. 一种用于产生多个已调节飞行器电源电压的方法,所述方法包括:
从未调节直流电源提供未调节的低压直流输出电力,所述直流电源包括飞行器中的燃料电池(20);
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节低压直流电,所述已调节低压直流电被分配给低压直流电力总线(33),其中所述已调节低压直流电是使用交错降压转换器(50)来产生的;
经由交错全桥转换器(55)使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压交流电,所述已调节高压交流电被分配给高压交流电力总线(27),其中所述已调节高压交流电是使用交错逆变器(70)来产生的;以及
使用由所述直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,所述已调节高压直流电被分配给高压直流电力总线(43)或者被提供给所述交错逆变器(70)的输入端,其中所述已调节高压直流电是使用所述交错全桥转换器(55)来产生的;
其中所述交错降压转换器(50)包括多个并联的降压转换器(50),其提供相应的数量为X的多个电压相位给输出电容器;并且其中控制系统(80)驱动所述多个降压转换器(50),以使得所述多个电压相位相对于彼此以360/X 的角度被交错;
其中所述交错全桥转换器(55)包括:多个全桥单元,其经配置接收相应的PWM控制信号(90),其中每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流;第一滤波器电路,其中所述全桥单元的第一对与所述第一滤波器电路并联;以及第二滤波器电路,其中所述全桥单元的第二对与所述第二滤波器电路并联,其中所述第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;
其中所述交错降压转换器(50)、所述交错全桥转换器(55)和所述交错逆变器(70)由所述控制系统(80)控制,所述控制系统(80)包括:
第一控制器(95),其经配置控制所述交错降压转换器(50);
第二控制器(120),其经配置控制所述交错全桥转换器(55);
第三控制器(105),其经配置控制所述交错逆变器(70);以及
监督控制器(85),其经配置控制所述第一、第二和第三控制器的操作;并且
其中所述监督控制器(85)经配置引导以第一操作模式或第二操作模式操作,
其中在所述第一操作模式中,来自所述交错降压转换器(50)的所述已调节低压直流电输出被分配给所述低压直流电力总线(33),并且来自所述交错全桥转换器(55)的所述高压直流电输出被分配给所述高压直流电力总线(43),
其中在所述第二操作模式中,来自所述交错降压转换器(50)的所述已调节低压直流电输出被分配给所述低压直流电力总线(33),并且来自所述交错全桥转换器(55)的所述高压直流电输出被提供给所述交错逆变器(70)的所述输入端。”
复审请求人认为:对比文件1-3未公开的权利要求1的技术特征不属于公知常识,此外,对比文件1-3未公开权利要求1记载的包括三个控制器和监督控制器的控制系统,三个控制器控制交错降压转换器、交错逆变器、交错全桥转换器以产生已调节直流电、高压交流电、高压直流电。对比文件1-3无论单独地还是组合地都未公开或建议修改后的权利要求1的技术方案。权利要求1-14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
审查文本的认定
复审请求人于2019年04月23日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页,共包括权利要求第1-14项。经审查,所作的修改均符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本为:复审请求人于申请日2014年07月18日提交的说明书摘要、说明书第1-12页、说明书附图第1-8页、摘要附图,2019年04月23日提交的权利要求第1-14项。
(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被现有技术中的其它对比文件公开且作用相同,其余的区别技术特征属于本领域的公知常识,则该权利要求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:US 2008/0123375A1,公开日为:2008年05月29日;
对比文件2:CN 103036435A,公开日为:2013年04月10日;
对比文件3:CN 1843677A,公开日为:2006年10月11日。
权利要求1-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1、权利要求1请求保护一种经配置将来自未调节直流电源的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统,对比文件1公开了一种将来自未调节的直流电源电池102的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统,并具体公开了(参见说明书第[0009]-[0015]段,图1):电源系统包括将24V直流电压降压转换为12V直流电的转换器114(即降压转换器),其经配置使用未调节的直流电池102的电力来产生已调节的低压直流电输出,已调节低压直流电输出被分配给电源系统的低压直流电力总线;逆变器110、112,其经配置将未调节的直流电池102的电力转换为高压交流电输出,高压交流电输出被分配给电源系统的高压交流电力总线。
由此可见,该权利要求与对比文件1相比,区别技术特征为:1)本申请采用的是交错降压转换器和交错逆变器,以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还包括交错全桥转换器,使用未调节直流电源的电力来产生高压直流电输出以及交错全桥转换器的具体结构;未调节直流电压包括飞行器中的燃料电池;3)控制系统,包括三个控制器和监督控制器,三个控制器分别控制交错降压转换器、交错逆变器、交错全桥转换器产生已调节低压直流电、高压交流电、高压直流电;监督控制器控制三个控制器的操作,使电源系统以第一操作模式或第二操作模式操作,以及第一操作模式和第二操作模式的具体操作方式。基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是:1)如何减小电力转换器的重量和纹波;2)如何获得直流高电压输出;3)如何设置控制器以及电源系统的操作模式。
对于区别技术特征1),对比文件3公开了一种用于电弧焊机的斩波器输出,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第18页第6行-第19页第18行、说明书第21页第11-20行,图10A):变换器使用交错多相位降压转换器,交错降压转换器包括多个并联的降压转换器,其提供相应的数量为4的多个电压相位给焊接电极E,控制器130驱动多个降压转换器,使得多个电压相位相对于彼此以90度(即360/4)的角度被交错。可见对比文件3公开了区别技术特征1)的大部分特征,且上述区别技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,均可以减小纹波,减少变换器的尺寸,从而节省空间和成本,即对比文件3给出了结合启示。而对于本领域技术人员来说,根据需要将多个电压相位提供给输出电容器是本领域的惯用技术手段。另外,对于本领域技术人员来说,在需要减小纹波时,容易想到将逆变器选为具有减小纹波功能的交错逆变器。
对于区别技术特征2),对比文件2公开了一种DC/DC转换器,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0018]-[0048]段,图1-2):包括交错全桥转换器,其接收控制模块的控制使用燃料电池(即未调节直流电源)的电力来产生高压直流电输出;交错全桥转换器,包括多个全桥单元,经配置接收相应的PWM控制信号,每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流,第一滤波器电路,全桥单元的第一对与第一滤波器电路并联,第二滤波器电路,全桥单元的第二对与第二滤波器电路并联,第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;DC电源可以为燃料电池;且上述区别技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都是为了获得直流高电压输出。可见对比文件2给出了技术启示,使得本领域技术人员有动机对对比文件1所述的技术方案进行改进,将对比文件2公开的内容应用于对比文件1中;燃料电池用于飞行器中是本领域的常用技术手段。
对于区别技术特征3),对于本领域技术人员来说,在电源系统中具有多个转换器的情况下,本领域技术人员容易想到为每个转换器均配置一个控制器,以控制每个转换器运行产生所需的已调节的交流或直流电压输出;在具有多个控制器的情况下,本领域技术人员容易想到配置一个总的监督控制器,以控制每个控制器的操作,使多路转换器中的一路或几路相互配合产生相应的交流或直流电压输出。此外,该电源系统中交错全桥转换器是作为两路共用的,本领域技术人员容易想到将监督控制器设置为引导交错全桥转换器仅以第一操作模式或第二操作模式工作;从而,监督控制器经配置使电源系统以第一操作模式或第二操作模式进行操作,且本领域技术人员容易想到在第一操作模式或第二操作模式时,交错降压转换器均将已调节低压直流电输出分配给低压直流电力总线,区别仅在于全桥转换器的输出是分配给高压直流电力总线还是提供给交错逆变器的输入端,使交错逆变器经由交错全桥转换器使用未调节直流电源的电力来输出高压交流电输;因此,第一操作模式和第二操作模式的具体操作均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3、2和本领域惯用技术手段获得该权利要求所请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2对权利要求1作了进一步限定,在电路领域,为了将低压直流电转换为高压交流电,先将低压直流电转换为高压直流电,再逆变为高压交流电是本领域的惯用技术手段;在此基础上,本领域技术人员为了节省电路成本,容易想到将交错全桥转换器的高压直流电提供到交错逆变器的输入端,从而不用设置两路升压直流转换器。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
3、权利要求3对权利要求1作了进一步限定,对于本领域技术人员来说,监督控制器必然要响应相应的多个控制信号来控制控制器的操作,这属于公知常识。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
4、权利要求4对权利要求1或2作了进一步限定,然而当交错全桥转换器的高压直流电输出输出至交错逆变器时,本领域技术人员容易想到使控制系统操作交错逆变器从而闭合和断开该高压直流电输出,这属于本领域的惯用技术手段。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
5、权利要求5对权利要求1或2作了进一步限定,对比文件2公开了(参见说明书第[0018]-[0019]段):DC电源可以为燃料电池。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
6、权利要求6对权利要求5作了进一步限定,对比文件1公开了(参见图1):电池向EMI滤波器提供未调节直流电力,对比文件2公开了(参见说明书第[0018]-[0019]段):DC电源可以为燃料电池。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
7、权利要求7对权利要求6作了进一步限定,对比文件1公开了(参见图1):EMI滤波器为降压转换器和逆变器所共用。当需要采用交错全桥转换器时,本领域技术人员容易想到使得EMI滤波器为交错降压转换器和交错全桥转换器所共用。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
8、权利要求8对权利要求1或2作了进一步限定,三相四桥臂交错逆变器是本领域常见的一种类型的逆变器结构,本领域技术人员能够根据实际应用场合的不同需求,选择合适的逆变器电路,属于本领域公知常识。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
9、权利要求9对权利要求1或2作了进一步限定,对比文件1公开了(参见说明书第[0009]-[0015]段,图1):低压直流电输出在低压直流电力总线上提供12V的直流电压,高压交流电输出在高压交流电力总线上提供220V或120V的交流电压,对比文件2公开了(参见说明书第[0018]-[0048]段,图1-2):高压直流电输出在高压直流电力总线上提供 /-270V和/或600V到800V的直流电压。此外,本领域技术人员可以根据实际负载的不同需求,设定不同输出,属于本领域公知常识。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
10、权利要求10对权利要求1或2作了进一步限定,本领域技术人员容易想到将交错降压转换器、交错全桥转换器和交错逆变器配置为单一单元,并将上述单一单元应用到飞行器上,且本领域技术人员根据实际的不同需求,将转换器的单一单元设置在飞行器的不同位置,属于本领域公知常识。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
11、权利要求11请求保护一种用于产生多个已调节飞行器电源电压的方法,对比文件1公开了一种产生多个已调节电源电压的方法,并具体公开了(参见说明书第[0009]-[0015]段,图1):从直流电源102提供未调节的低压直流电力输出,使用由直流电源提供的电力来产生已调节低压直流电,已调节低压直流电是使用降压转换器来产生的,使用由直流电源102提供的电力来产生已调节高压交流电,已调节高压交流电是使用逆变器来产生的。
权利要求11与对比文件1相比,区别技术特征为:1)本申请产生电源电压的方法用于飞行器电源,采用的是交错降压转换器和交错逆变器,以及交错降压转换器的具体结构和工作方式;2)还使用由直流电源提供的电力来产生已调节高压直流电,已调节高压直流电是使用交错全桥转换器来产生的以及交错全桥转换器的具体结构;直流电源包括飞行器中的燃料电池;3)控制系统,包括三个控制器和监督控制器,三个控制器分别控制交错降压转换器、交错逆变器、交错全桥转换器;监督控制器控制三个控制器的操作,使电源系统以第一操作模式或第二操作模式操作,以及第一操作模式和第二操作模式的具体操作方式。基于上述区别技术特征,权利要求11实际解决的技术问题是:1)如何减小电力转换器的重量和纹波;2)如何获得直流高电压输出;3)如何设置控制器以及电源系统的操作模式。
对于区别技术特征1),对比文件3公开了一种用于电弧焊机的斩波器输出,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第18页第6行-第19页第18行、说明书第21页第11-20行,图10A):变换器使用交错多相位降压转换器,交错降压转换器包括多个并联的降压转换器,其提供相应的数量为4的多个电压相位给焊接电极E,控制器130驱动多个降压转换器,使得多个电压相位相对于彼此以90度(即360/4)的角度被交错。可见对比文件3公开了区别技术特征1)的大部分特征,且上述区别技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,均可以减小纹波,减少变换器的尺寸,从而节省空间和成本,即给出了结合启示。而对于本领域技术人员来说,根据需要将多个电压相位提供给输出电容器是本领域的惯用技术手段。另外,对于本领域技术人员来说,在需要减小纹波时,容易想到将逆变器选为具有减小纹波功能的交错逆变器。
对于区别技术特征2),对比文件2公开了一种DC/DC转换器,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0018]-[0048]段,图1-2):包括交错全桥转换器,其接收控制模块的控制使用燃料电池(即未调节直流电源)的电力来产生高压直流电输出;交错全桥转换器,包括多个全桥单元,经配置接收相应的PWM控制信号,每个全桥单元产生相应的相电压以便由相应的整流电路整流,第一滤波器电路,全桥单元的第一对与第一滤波器电路并联,第二滤波器电路,全桥单元的第二对与第二滤波器电路并联,第一和第二滤波器彼此串联并具有共同的节点;且上述区别技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都是为了获得直流高电压输出。可见对比文件2给出了技术启示,使得本领域技术人员有动机对对比文件1所述的技术方案进行改进,将对比文件2公开的内容应用于对比文件1中;燃料电池用于飞行器中是本领域的常用技术手段。
对于区别技术特征3),对于本领域技术人员来说,在电源系统中具有多个转换器的情况下,本领域技术人员容易想到为每个转换器均配置一个控制器,以控制每个转换器运行产生所需的已调节的交流或直流电压输出;在具有多个控制器的情况下,本领域技术人员容易想到配置一个总的监督控制器,以控制每个控制器的操作,使多路转换器中的一路或几路相互配合产生相应的交流或直流电压输出。此外,该电源系统中交错全桥转换器是作为两路共用的,本领域技术人员容易想到将监督控制器设置为引导交错全桥转换器仅以第一操作模式或第二操作模式工作;从而,监督控制器经配置使电源系统以第一操作模式或第二操作模式进行操作,且本领域技术人员容易想到在第一操作模式或第二操作模式时,交错降压转换器均将已调节低压直流电输出分配给低压直流电力总线,区别仅在于全桥转换器的输出是分配给高压直流电力总线还是提供给交错逆变器的输入端,使交错逆变器经由交错全桥转换器使用未调节直流电源的电力来输出高压交流电输;因此,第一操作模式和第二操作模式的具体操作均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3、2和本领域惯用技术手段获得该权利要求所请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求不具备突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款规定的创造性。
12、权利要求12对权利要求11作了进一步限定,由高压直流电产生高压交流电,这属于本领域的惯用技术手段。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
13、权利要求13对权利要求11或12作了进一步限定,在电路领域,为了将低压直流电转换为高压交流电,先将低压直流电转换为高压直流电,再逆变为高压交流电是本领域的惯用技术手段;在此基础上,本领域技术人员为了节省电路成本,容易想到将交错全桥转换器的高压直流电提供到交错逆变器的输入端,从而不用设置两路升压直流转换器。由此可见在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
14、权利要求14请求保护一种飞行器,包括根据权利要求1或2所述的电源系统,根据引用关系可知,该权利要求所请求保护的技术方案包括权利要求1或2的全部技术特征,而根据上面的评述可知,权利要求1或2的全部技术特征或被对比文件公开,或为本领域惯用技术手段,而将上述电源系统应用于飞行器中,这对于本领域技术人员来说是容易想到的。由此可见,当权利要求1或2所述的电源系统不具备创造性时,包括该电源系统的飞行器也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
(三)对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人的意见,合议组认为:
虽然对比文件1-3未公开包括三个控制器和监督控制器的控制系统,但是对比文件1中公开了将来自未调节的直流电源电池102的电力转换为多个交流和直流电压输出的电源系统,也就是说存在多个转换器,在存在多个转换器的控制系统中,本领域技术人员容易想到将每个转换器均配置一个控制器,而为了协调各转换器之间的工作,本领域技术人员容易想到设置一个监督控制器来对三个控制器进行协调控制。也就是说,控制系统中包括三个控制器和监督控制器是本领域技术人员基于对比文件1-3公开的内容容易想到并实现的。
综上,复审请求人的意见不具有说服力,合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年06月15日对本申请作出的驳回决定。
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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