发明创造名称：应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器
外观设计名称：
决定号：188304
决定日：2019-08-29
委内编号：1F262739
优先权日：
申请（专利）号：201610213261.0
申请日：2016-04-07
复审请求人：厦门大学
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：H02M3/158
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之间存在区别，但该区别的一部分被其他对比文件公开且所起的作用相同，其余部分属于本领域的公知常识，即在该最接近的现有技术的基础上结合其他对比文件和本领域的公知常识得到该权利要求所请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，那么该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610213261.0，名称为“应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为厦门大学，申请日为2016年04月07日，公开日为2016年08月24日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年07月03日发出驳回决定，以权利要求1-2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2016年04月07日提交的权利要求第1-2项、说明书第1-6页、说明书附图第1-6页、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器，其特征在于设有电源、输出电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第一箝位二极管、第一箝位电容、第二箝位二极管、第一反馈二极管、第一开关电容、第二反馈二极管、第二开关电容、第三反馈二极管、第三开关电容、第四反馈二极管、第四开关电容、第一耦合电感和第二耦合电感；所述第一耦合电感和第二耦合电感为三绕组耦合电感，所述三绕组耦合电感包括一个原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；
所述第一耦合电感的原边绕组的同名端与第二耦合电感原边绕组的同名端及电源的正极相连，所述第一耦合电感的原边绕组的非同名端与第一功率开关管的漏极和第一开关电容的一端相连；所述第一开关电容的另一端与第一耦合电感的第一副边绕组的同名端和第三反馈二极管的阳极相连；所述第一耦合电感的第一副边绕组的非同名端与第二耦合电感的第二副边绕组的非同名端相连；所述第二耦合电感的第二副边绕组的同名端与第一反馈二极管的阴极及第三开关电容的一端相连；所述第一反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端相连；所述第三开关电容的另一端与第三反馈二极管的阴极及第一输出二极管的阳极相连；
所述第二耦合电感的原边绕组的非同名端与第二功率开关管的漏极和第二开关电容的一端相连；所述第二开关电容的另一端与第二耦合电感的第一副边绕组的同名端和第四反馈二极管的阳极相连；所述第二耦合电感的第一副边绕组的非同名端与第一耦合电感的第二副边绕组的非同名端相连；所述第一耦合电感的第二副边绕组的同名端与第二续流二极管的阴极及第四开关电容的一端相连；所述第二反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端相连；所述第四开关电容的另一端与第四反馈二极管的阴极及第二输出二极管的阳极相连；
所述第一输出二极管的阴极和第二输出二极管的阴极及输出电容的一端相连，所述输出电容的另一端与电源的负极、第一功率开关管的漏极、第二功率开关管的漏极、第一箝位电容的另一端共同连接在一起。
2. 如权利要求1所述应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器，其特征在于还包括第三反馈二极管、第三开关电容、第四反馈二极管、第四开关电容；所述第三反馈二极管的阳极与第一开关电容的一端及第一耦合电感的第一副边绕组的同名端相连；所述第三反馈二极管的阴极与第三开关电容的一端及第一输出二极管的阳极相连；所述第三开关电容的另一端与第一反馈二极管的阴极与及第二耦合电感的第二副边绕组的同名端相连；所述第一无源箝位电路包括第一箝位二极管、第一箝位电容；所述第二无源箝位电路包括第二箝位二极管、 第一箝位电容；所述第四反馈二极管的阳极与第二开关电容的一端及第二耦合电感的第一副边绕组的同名端相连；所述第四反馈二极管的阴极与第四开关电容的一端及第二输出二极管的阳极相连；所述第三开关电容的另一端与第二反馈二极管的阴极与及第一耦合电感的第二副边绕组的同名端相连。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN201383753Y，授权公告日为2010年01月13日；
对比文件2：CN105281569A，公开日为2016年01月27日。
驳回决定的具体理由是：1）权利要求1与对比文件1的区别技术特征为：（1）“应用于分布式并网发电前端”；（2）“第三反馈二极管、第三开关电容、第四反馈二极管、第四开关电容”及其在电路中的位置；（3）第二反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端相连。其中区别技术特征（1）是本领域公知常识，区别技术特征（2）被对比文件2公开且作用相同，区别技术特征（3）是在对比文件1公开的内容的基础上容易想到的。因此，权利要求1不具备创造性。2）权利要求2的附加技术特征部分被对比文件1公开，部分被对比文件2公开，其余部分是在对比文件1公开的内容的基础上容易想到的。因此，权利要求2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2018年10月15日向国家知识产权局提出了复审请求，陈述了本申请具备创造性的理由，未修改申请文件。
复审请求人认为：1）复审请求人并没有把“应用于分布式并网发电前端”这一功能作为权利去保护。2）本申请用一个电容代替两个电容不仅降低了器件数量，节省了成本，同时提升了功率密度，可以实现箝位电容上的零电压纹波，将带来支路更好的箝位效果，也带来更好的输出电压质量。3）本申请的技术方案与对比文件2的电路拓扑结构不同，本申请采用两支路不仅提升了功率输出能力，由于采用交错拓扑结构，相比对比文件2的单支路电路结构，本申请的输出电压纹波和输入电流都有极大的改善，由于耦合电感采用三绕组，并且每支路配合增加一个开关电容，提升了电压输出能力。由于耦合电感的交叉耦合，本申请均流能力更强，对比文件1虽然也具有两个三绕组耦合电感，但其两个支路只能部分均流，并且本申请和对比文件1的耦合电感第一副边接法不同，由于接法的不同，电路拓扑、运行模态、运行机制也就有根本上的区别，从而本申请在性能上有更大的优越性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月19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03月25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与对比文件1的区别技术特征在于：（1）本申请的DC-DC变换器应用于分布式并网发电前端；（2）本申请包括第三反馈二极管、第四反馈二极管、第三开关电容、第四开关电容以及其在电路中的位置和连接关系；（3）第二反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端连接。其中区别技术特征（1）是本领域公知常识，区别技术特征（2）大部分被对比文件2公开且作用相同，其余部分是本领域公知常识，区别技术特征（3）是在对比文件1公开的内容的基础上容易想到的。因此，权利要求1不具备创造性。2）权利要求2的附加技术特征的一部分已经记载在权利要求1中，其余部分中的一部分被对比文件1公开，其他部分是在对比文件1公开的内容的基础上容易想到的。因此，权利要求2也不具备创造性。
复审请求人于2019年05月09日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，包括权利要求第1项。具体修改如下：在权利要求1中补入权利要求2的部分附加技术特征，删除权利要求2。
复审请求人于2019年05月09日提交的权利要求书的内容如下：
“1. 应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器，其特征在于设有电源、输出电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第一箝位二极管、第一箝位电容、第二箝位二极管、第一反馈二极管、第一开关电容、第二反馈二极管、第二开关电容、第三反馈二极管、第三开关电容、第四反馈二极管、第四开关电容、第一耦合电感、第二耦合电感、第三反馈二极管、第三开关电容、第四反馈二极管、第四开关电容；所述第一耦合电感和第二耦合电感为三绕组耦合电感，所述三绕组耦合电感包括一个原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；
所述第一耦合电感的原边绕组的同名端与第二耦合电感原边绕组的同名端及电源的正极相连，所述第一耦合电感的原边绕组的非同名端与第一功率开关管的漏极和第一开关电容的一端相连；所述第一开关电容的另一端与第一耦合电感的第一副边绕组的同名端和第三反馈二极管的阳极相连；所述第一耦合电感的第一副边绕组的非同名端与第二耦合电感的第二副边绕组的非同名端相连；所述第二耦合电感的第二副边绕组的同名端与第一反馈二极管的阴极及第三开关电容的一端相连；所述第一反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端相连；所述第三开关电容的另一端与第三反馈二极管的阴极及第一输出二极管的阳极相连；
所述第二耦合电感的原边绕组的非同名端与第二功率开关管的漏极和第二开关电容的一端相连；所述第二开关电容的另一端与第二耦合电感的第一副边绕组的同名端和第四反馈二极管的阳极相连；所述第二耦合电感的第一副边绕组的非同名端与第一耦合电感的第二副边绕组的非同名端相连；所述第一耦合电感的第二副边绕组的同名端与第二续流二极管的阴极及第四开关电容的一端相连；所述第二反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端相连；所述第四开关电容的另一端与第四反馈二极管的阴极及第二输出二极管的阳极相连；
所述第一输出二极管的阴极和第二输出二极管的阴极及输出电容的一端相连，所述输出电容的另一端与电源的负极、第一功率开关管的漏极、第二功率开关管的漏极、第一箝位电容的另一端共同连接在一起；
所述第三反馈二极管的阳极与第一开关电容的一端及第一耦合电感的第一副边绕组的同名端相连；所述第三反馈二极管的阴极与第三开关电容的一端及第一输出二极管的阳极相连；所述第三开关电容的另一端与第一反馈二极管的阴极与及第二耦合电感的第二副边绕组的同名端相连；所述第一无源箝位电路包括第一箝位二极管、第一箝位电容；所述第二无源箝位电路包括第二箝位二极管、第一箝位电容；所述第四反馈二极管的阳极与第二开关电容的一端及第二耦合电感的第一副边绕组的同名端相连；所述第四反馈二极管的阴极与第四开关电容的一端及第二输出二极管的阳极相连；所述第三开关电容的另一端与第二反馈二极管的阴极与及第一耦合电感的第二副边绕组的同名端相连。”
复审请求人认为：本申请与对比文件1和对比文件2的电路结构均不相同。一般将两个支路独立，能够防止两个支路相互耦合影响正常工作。而本申请让两个支路共用一个箝位电容且不互相耦合，并且由于一个箝位电容波纹减少，进一步提升了实际的均流效果，因为在非对称因素（占空比或电路参数不对称）影响下，从箝位电容处获得的电压是一样的，不受影响。因此，与对比文件1相比，本申请采用一个电容代替两个电容，不仅降低了器件数量、节省了成本、提升了功率密度，同时由于同一个电容接收来自两个支路的交错充放电，充电频率加倍，因而电压波纹更少，带来更好的箝位效果，提高了输出电压质量。此外，本申请具有反馈二极管和开关电容，能够得到更大的电压增益和电压抬升能力。与对比文件2相比，本申请采用交错耦合结构，可以减小输入、输出电流波纹，改善变换器的动态响应，具有部分均流能力。
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2019年05月09日提交了权利要求书的全文修改替换页，包括权利要求第1项。经审查，2019年05月09日所做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2016年04月07日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-6页、说明书摘要、摘要附图，2019年05月09日提交的权利要求第1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之间存在区别，但该区别的一部分被其他对比文件公开且所起的作用相同，其余部分属于本领域的公知常识，即在该最接近的现有技术的基础上结合其他对比文件和本领域的公知常识得到该权利要求所请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，那么该权利要求不具备创造性。
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引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN201383753Y，授权公告日为2010年01月13日；
对比文件2：CN105281569A，公开日为2016年01月27日。
2.1、权利要求1请求保护一种应用于分布式并网发电前端的DC-DC变换器。对比文件1公开了一种耦合电感加开关电容实现无源箝位升压型交错并联DC-DC变压器，并具体公开了以下技术内容（参见说明书第3页最后1段至第4页第1段及附图1）：结合附图1可见，包括电源Vin，输出电容Co，第一功率开关管S1，第二功率开关管S2，第一箝位二极管Dc1，第一箝位电容Cc1，第二箝位二极管Dc2，第二箝位电容Cc2，第一续流二极管Dr1（即第一反馈二极管），第一开关电容Cd1，第二续流二极管Dr2（即第二反馈二极管），第二开关电容Cd2，第一耦合电感和第二耦合电感，第一耦合电感和第二耦合电感为三绕组耦合电感，三绕组耦合电感包括一个第一绕组（即原边绕组）、第二绕组（即第一副边绕组）和第三绕组（即第二副边绕组）。
第一耦合电感的第一绕组L1a（即第一耦合电感的原边绕组）的同名端与第二耦合电感的第一绕组L2a（即第二耦合电感的原边绕组）的同名端及电源的正极相连，第一耦合电感的第一绕组L1a的非同名端与第一功率开关管S1的漏极和第一开关电容Cd1的一端相连，第一开关电容Cd1的另一端与第一耦合电感的第二绕组L1b（即第一耦合电感的第一副边绕组）的同名端相连，第一耦合电感的第二绕组L1b（即第一耦合电感的第一副边绕组）的非同名端与第二耦合电感的第三绕组L2c（即第二耦合电感的第二副边绕组）的非同名端相连；第二耦合电感的第三绕组L2c（即第二耦合电感的第二副边绕组）的同名端与第一续流二极管Dr1（即第一反馈二极管）的阴极的一端相连；第一续流二极管Dr1（即第一反馈二极管）的另一端与第一箝位电容Cc1的一端相连；
第二耦合电感的第一绕组L2a（即第二耦合电感的原边绕组）的非同名端与第二功率开关管S2的漏极和第二开关电容Cd2的一端连接；第二开关电容Cd2的另一端与第二耦合电感的第二绕组L2b（即第二耦合电感的第一副边绕组）的同名端相连；第二耦合电感的第二绕组L2b（即第二耦合电感的第一副边绕组）的非同名端与第一耦合电感的第三绕组L1c（即第一耦合电感的第二副边绕组）的非同名端相连，第一耦合电感的第三绕组L1c（即第一耦合电感的第二副边绕组）的同名端与第二续流二极管Dr2（即第二反馈二极管）的阴极相连；第二续流二极管Dr2（即第二反馈二极管）的另一端与第二箝位电容的一端相连；
第一输出二极管Do1的阴极和第二输出二极管Do2的阴极及输出电容Co的一端相连，输出电容Co的另一端与电源的负极、第一功率开关管S1的源极、第二功率开关管S2的源极、第一箝位电容Cc1的另一端、第二箝位电容Cc2的另一端共同接地（即共同连接在一起）。
由附图1可见，第一无源箝位电路包括第一箝位二极管Dc1、第一箝位电容Cc1，第二无源箝位电路包括第二箝位二极管Dc2、第二箝位电容Cc2。
权利要求1的技术方案与对比文件1相比，区别技术特征在于：（1）本申请的DC-DC变换器应用于分布式并网发电前端；（2）本申请包括第三反馈二极管、第四反馈二极管、第三开关电容、第四开关电容以及其在电路中的位置和连接关系；（3）第二反馈二极管的另一端与第一箝位电容的一端连接以及第一、第二无源箝位电路结构。基于上述区别技术特征可以确定，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是：选择应用领域、提高电路输出增益以及减小电路成本。
关于区别技术特征（1）：将DC-DC变换器应用于分布式并网发电前端进行分布式并网发电是本领域的常用技术手段，属于公知常识。
关于区别技术特征（2）：对比文件2公开了一种单相高增益升压型变换器，并具体公开了以下技术内容（参见说明书第[0026]-[0028]段及附图1）：包括功率管S，一个箝位二极管Dc，一个箝位电容Cc，续流二极管Df1（对应第一反馈二极管）、续流二极管Df2（对应第三反馈二极管），开关电容Cf1（对应第一开关电容）、开关电容Cf2（对应第三开关电容），一个输出二极管Do，一个输出电容Co和一个双绕组耦合电感，由附图1可见，开关电容Cf1的一端与耦合电感的副边绕组的同名端和续流二极管Df2（对应第三反馈二极管）的阳极相连，耦合电感的副边绕组的非同名端与续流二极管Df1（对应第一反馈二极管）的阴极及开关电容Cf2（对应第三开关电容）的一端相连，开关电容Cf2（对应第三开关电容）的另一端与续流二极管Df2（对应第三反馈二极管）的阴极及输出二极管Do的阳极相连。由此可见，对比文件2给出了在对比文件1的变换器中在与本申请相对应的位置设置反馈二极管和开关电容以提高电压器增益的技术启示，使得本领域技术人员容易想到将对比文件2中提高电压增益的技术手段应用到对比文件1的交错并联DC-DC变压器中以提高电压增益，相应的，由于对比文件1是双支路交错并联变换器，本领域技术人员自然会想到在两个支路中分别设置反馈二极管和开关电容。这种常规扩展是不需要付出创造性劳动的。
关于区别技术特征（3）：在对比文件1公开的技术内容的基础上，本领域技术人员为了降低电路成本，有动机使用一个箝位电容代替第一箝位电容和第二箝位电容这两个电容，使得两个支路通过同一个电容连接在一起。本领域技术人员为了降低电路成本而采用一个箝位电容代替第一箝位电容和第二箝位电容后，相应地自然能够得到相关第一、第二无源箝位电路结构。
综上所述，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域公知常识得出权利要求1请求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，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。
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：
对于创造性，需要将一份或多份现有技术中的不同的技术内容组合在一起对要求保护的发明进行评价。在评价权利要求创造性时，通常先确定最接近的现有技术，然后分析要求保护的发明与最接近的现有技术相比有哪些区别特征。如果现有技术给出将区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，这种启示会使本领域的技术人员在面对该技术问题时，有动机改进该最接近的现有技术并获得要求保护的发明，那么该发明是显而易见的，不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
具体到本申请，对比文件1是最接近的现有技术文件，其公开了一种耦合电感加开关电容实现无源箝位升压型交错并联DC-DC变压器，对比文件1基于两个三绕组耦合电感构成两个支路，其利用两个耦合电感的漏感来实现功率开关管的零电流开通，利用箝位二极管和箝位电容组成的无源箝位电路实现了功率开关管的软关断和漏感能量的无损转移，利用两个耦合电感的第二、第三绕组（即第一、第二副边绕组）实现了变换器的高增益输出，利用两个开关电容进一步提高了变换器的电压增益和降低了功率器件的电压应力，取得了电压增益高、输入电流波纹小、输出电流波纹小的技术效果。由于电路结构本身的特点，对比文件1的两个支路能够均流，对比文件1的电路拓扑结构、运行模态、运行机制跟本申请的基本相同。对比文件1公开了本申请所请求保护的技术方案的绝大部分技术特征，区别仅在于评述权利要求1时所总结的区别技术特征（1）-（3）。对于区别技术特征（1），将DC-DC变换器应用于分布式并网发电前端进行分布式并网发电是本领域的常用技术手段，属于公知常识。对于区别技术特征（2），对比文件2采用相同的技术手段解决了跟本申请相同的技术问题，即提高电路增益，虽然对比文件2是用在一条线路上，但其给出了在变换器的一条线路上对应位置设置反馈二极管和开关电容以提高电压增益的技术启示，因此，本领域技术人员有动机想到将对比文件2中提高电压增益的技术手段应用到对比文件1的交错并联DC-DC变压器中以提高电压增益，相应的，由于对比文件1是双支路交错并联变换器，本领域技术人员自然会想到在两个支路中分别设置反馈二极管和开关电容。对于区别技术特征（3），降低器件数量，节省电路成本是本领域的常规需求，针对对比文件1交错并联DC-DC变压器本身的电路结构对称性以及工作特点，本领域技术人员为了降低器件数量，节省电路成本容易想到采用一个箝位电容替换第一、第二箝位电容这两个电容，这种改变是不需要付出创造性劳动的，作出这种改变并不能使得技术方案具备创造性。“提升功率密度，实现箝位电容上的零电压纹波，带来更好的箝位效果，提高输出电压质量”的技术效果，是进行了上述改变后，整体技术方案随之具有的相应技术效果。
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07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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