并网逆变器和逆变系统-复审决定


发明创造名称:并网逆变器和逆变系统
外观设计名称:
决定号:201364
决定日:2020-01-17
委内编号:1F282576
优先权日:
申请(专利)号:201710783686.X
申请日:2017-01-12
复审请求人:珠海格力电器股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:武瑛
合议组组长:郑丽芬
参审员:汤玚
国际分类号:H02M7/48,H02M7/537,H02J3/38
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现有技术的对比文件相比,存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员在该对比文件的基础上结合本领域的公知常识容易想到的,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201710783686.X,名称为“并网逆变器和逆变系统”的发明专利申请(下称本申请)。本申请为申请号为201710029830.0的分案申请,申请人为珠海格力电器股份有限公司,申请日为2017年01月12日,分案申请递交日为2017年09月01日,公开日为2017年12月22日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2019年03月28日以权利要求1-11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:分案申请递交日2017年09月01日提交的权利要求第1-11项、说明书第1-10页、说明书附图第1-7页、说明书摘要和摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种并网逆变器,其特征在于,包括:
辅助电路,用于提供第一续流路径和第二续流路径,其中,所述辅助电路包括:
带第一体二极管的第一晶体管,源极与并网逆变器的第一端口连接,栅极为控制端;
第一二极管,正极与所述第一晶体管的漏极连接;
带第二体二极管的第二晶体管,漏极与所述第一二极管的负极连接,源极与所述并网逆变器的第二端口连接,栅极为控制端;
第二二极管,正极与所述第二晶体管的漏极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;
其中,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第一二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管构成第一续流路径,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第二二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管形成第二续流路径;
其中,所述第一端口和所述第二端口与电网连接。
2. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,
所述第一体二极管,正极与所述第一晶体管的源极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;
所述第二体二极管,正极与所述第二晶体管的源极连接,负极与所述第二晶体管的漏极连接。
3. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,所述第一端口通过第一电感与所述电网连接,所述第二端口通过第二电感与所述电网连接。
4. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,所述并网逆变器还包括:
第三开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第二晶体管的漏极连接,栅极为控制端;
第四开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第一晶体管的漏极连接,栅极为控制端;
第五开关管,漏极与所述第二晶体管的源极连接,源极与直流电源的负极连接,栅极为控制端;
第六开关管,漏极与所述第一晶体管的源极连接,源极与所述直流电源的负极连接,栅极为控制端。
5. 根据权利要求4所述的并网逆变器,其特征在于,所述并网逆变器还包括:
第五二极管,负极与所述第三开关管的漏极连接,正极与所述第三开关管的源极连接;
第六二极管,负极与所述第四开关管的漏极连接,正极与所述第四开关管的源极连接;
第七二极管,负极与所述第五开关管的漏极连接,正极与所述第五开关管的源极连接;
第八二极管,负极与所述第六开关管的漏极连接,正极与所述第六开关管的源极连接。
6. 根据权利要求5所述的并网逆变器,其特征在于,
在电网电压为正半周的逆变阶段,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管导通,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管截止,由第三开关管、第二晶体管、第二电感、电网Grid、第一电感、第六开关管构成逆变回路;
在电网电压为正半周的电感续流阶段,第三开关管和第六开关管断开,第二晶体管仍保持导通,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管仍保持截止,由电网Grid、第一电感、第一体二极管、第一二极管、第二晶体管、第二电感构成电感续流回路;
在电网电压为负半周的逆变阶段,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管截止,由第四开关管、第一晶体管、第一电感、电网Grid、第二电感、第五开关管构成逆变回路;
在电网电压为负半周的电感续流阶段,第四开关管和第五开关管断开,第一晶体管仍保持导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管仍保持截止,由电网Grid、第二电感、第二体二极管、第二二极管、第一晶体管、第一电感构成电感续流回路。
7. 一种逆变系统,其特征在于,包括:权利要求1至6中任意一项所述的并网逆变器。
8. 根据权利要求7所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
直流电源,所述直流电源的正极与所述并网逆变器的输入端的正极连接,所述直流电源的负极与所述并网逆变器的输入端的负极连接。
9. 根据权利要求8所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
滤波电容,一端与所述直流电源的正极连接,另一端与所述直流电源的负极连接。
10. 根据权利要求8所述的逆变系统,其特征在于,所述直流电源包括:光伏电源、风力电源、以及动力设备电源。
11. 根据权利要求7所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
第一电感,第一端与所述并网逆变器的第一端口连接,第二端与所述电网连接;
第二电感,第一端与所述并网逆变器的第二端口连接,第二端与所述电网连接。”
驳回决定中引用的对比文件如下:
对比文件1:CN203151392U,公告日为:2013年08月21日。
驳回决定指出:权利要求1与对比文件1相比,区别技术特征在于:第一二极管,正极与所述第一晶体管的漏极连接;第二晶体管,漏极与所述第一二极管的负极连接;第二二极管,正极与所述第二晶体管的漏极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;第一续流路径的续流导线和第二续流路径的续流导线分别采用具有单相导通特性的第一二极管和第二二极管来替代。上述区别技术特征可以由对比文件1结合本领域的公知常识获得,因此,权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-6的附加技术特征被对比文件1公开。权利要求7请求保护一种逆变系统,包括权利要求1-6中任一并网逆变器,而对比文件1也公开了逆变系统包括并网逆变器;从属权利要求8-11的附加技术特征或者被对比文件1公开,或者可以由对比文件1结合本领域的公知常识获得。因此,权利要求2-11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05月13日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书的修改替换页,所作修改包括:将权利要求4、5的附加技术特征以及权利要求6的部分附加技术特征并入权利要求1中,修改后的权利要求共9项。复审请求人认为:对比文件1中不涉及辅助电路,也不涉及第一二极管和第二二极管,更不涉及本申请第一续流路径和第二续流路径的构成。第一二极管,正极与第一晶体管的漏极连接;第二二极管,正极与第二晶体管的漏极连接,负极与第一晶体管的漏极连接。本申请续流路径变小,抑制了共模漏电流,提高了逆变器效率和EMC性能,对比文件1不涉及第一二极管和第二二极管,无法实现单向导通,以及抑制共模漏电的效果。现有技术并没有给出技术启示,该技术特征并不是本领域技术人员容易想到的。提出复审请求时新修改的权利要求书内容如下:
“1. 一种并网逆变器,其特征在于,包括:
辅助电路,用于提供第一续流路径和第二续流路径,其中,所述辅助电路包括:
带第一体二极管的第一晶体管,源极与并网逆变器的第一端口连接,栅极为控制端;
第一二极管,正极与所述第一晶体管的漏极连接;
带第二体二极管的第二晶体管,漏极与所述第一二极管的负极连接,源极与所述并网逆变器的第二端口连接,栅极为控制端;
第二二极管,正极与所述第二晶体管的漏极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;
其中,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第一二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管构成第一续流路径,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第二二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管形成第二续流路径;
其中,所述第一端口和所述第二端口与电网连接;
其中,所述并网逆变器还包括:第三开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第二晶体管的漏极连接,栅极为控制端;第四开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第一晶体管的漏极连接,栅极为控制端;第五开关管,漏极与所述第二晶体管的源极连接,源极与直流电源的负极连接,栅极为控制端;第六开关管,漏极与所述第一晶体管的源极连接,源极与所述直流电源的负极连接,栅极为控制端;
其中,所述并网逆变器还包括:第五二极管,负极与所述第三开关管的漏极连接,正极与所述第三开关管的源极连接;第六二极管,负极与所述第四开关管的漏极连接,正极与所述第四开关管的源极连接;第七二极管,负极与所述第五开关管的漏极连接,正极与所述第五开关管的源极连接;第八二极管,负极与所述第六开关管的漏极连接,正极与所述第六开关管的源极连接;
其中,在电网电压为正半周的电感续流阶段,第三开关管和第六开关管断开,第二晶体管仍保持导通,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管仍保持截止, 由电网Grid、第一电感、第一体二极管、第一二极管、第二晶体管、第二电感构成电感续流回路;在电网电压为负半周的电感续流阶段,第四开关管和第五开关管断开,第一晶体管仍保持导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管仍保持截止,由电网Grid、第二电感、第二体二极管、第二二极管、第一晶体管、第一电感构成电感续流回路;在电网电压为负半周的电感续流阶段,第四开关管和第五开关管断开,第一晶体管仍保持导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管仍保持截止,由电网Grid、第二电感、第二体二极管、第二二极管、第一晶体管、第一电感构成电感续流回路。
2. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,
所述第一体二极管,正极与所述第一晶体管的源极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;
所述第二体二极管,正极与所述第二晶体管的源极连接,负极与所述第二晶体管的漏极连接。
3. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,所述第一端口通过第一电感与所述电网连接,所述第二端口通过第二电感与所述电网连接。
4. 根据权利要求1所述的并网逆变器,其特征在于,
在电网电压为正半周的逆变阶段,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管导通,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管截止,由第三开关管、第二晶体管、第二电感、电网Grid、第一电感、第六开关管构成逆变回路;
在电网电压为负半周的逆变阶段,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管截止,由第四开关管、第一晶体管、第一电感、电网Grid、第二电感、第五开关管构成逆变回路。
5. 一种逆变系统,其特征在于,包括:权利要求1至4中任意一项所述的并网逆变器。
6. 根据权利要求5所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
直流电源,所述直流电源的正极与所述并网逆变器的输入端的正极连接,所述直流电源的负极与所述并网逆变器的输入端的负极连接。
7. 根据权利要求6所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
滤波电容,一端与所述直流电源的正极连接,另一端与所述直流电源的负极 连接。
8. 根据权利要求6所述的逆变系统,其特征在于,所述直流电源包括:光伏电源、风力电源、以及动力设备电源。
9. 根据权利要求5所述的逆变系统,其特征在于,所述逆变系统还包括:
第一电感,第一端与所述并网逆变器的第一端口连接,第二端与所述电网连接;
第二电感,第一端与所述并网逆变器的第二端口连接,第二端与所述电网连接。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年05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02日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-9相对于对比文件1以及本领域的公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。关于复审请求人的意见,合议组认为:对比文件1中同样涉及辅助电路,附图3、5分别为正、负半周的续流路径示意图,晶体管T3和T4的漏极连接,由晶体管T3和晶体管T4的反并联二极管与两电感及滤波器和电网构成正半周续流路径,两晶体管的漏极间的电流沿着一个方向,而由晶体管T4和晶体管T3的反并联二极管与两电感及滤波器和电网构成负半周续流路径,两晶体管的漏极间的电流是沿着相反的方向,即正负半周续流路径都是单向的。该辅助电路由漏极相互连接的两带反并联二极管的晶体管T3和T4构成,同样使续流路径变小,抑制了共模漏电流。权利要求1的辅助电路和对比文件1的辅助电路的区别仅在于两晶体管的漏极之间连接有两反向并联的二极管,分别用于两个方向的续流,由于二极管具有单向导电特性,在两晶体管的漏极之间设置两反向并联的二极管是本领域技术人员容易想到的,从而可以得出上述二极管的连接方式,在续流期间,其中一个二极管导通。
复审请求人于2019年09月18日提交了意见陈述书及权利要求书的全文修改替换页,所作修改包括:将权利要求2提升为权利要求1,修改后的权利要求共8项。修改后的独立权利要求1内容为:
“1. 一种并网逆变器,其特征在于,包括:
辅助电路,用于提供第一续流路径和第二续流路径,其中,所述辅助电路包括:
带第一体二极管的第一晶体管,源极与并网逆变器的第一端口连接,栅极为控制端;
第一二极管,正极与所述第一晶体管的漏极连接;
带第二体二极管的第二晶体管,漏极与所述第一二极管的负极连接,源极与所述并网逆变器的第二端口连接,栅极为控制端;
第二二极管,正极与所述第二晶体管的漏极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;
其中,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第一二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管构成第一续流路径,所述带第一体二极管的第一晶体管、所述第二二极管以及所述带第二体二极管的第二晶体管形成第二续流路径;
其中,所述第一端口和所述第二端口与电网连接;
其中,所述并网逆变器还包括:第三开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第二晶体管的漏极连接,栅极为控制端;第四开关管,漏极与并网逆变器的输入端连接,源极与所述第一晶体管的漏极连接,栅极为控制端;第五开关管,漏极与所述第二晶体管的源极连接,源极与直流电源的负极连接,栅极为控制端;第六开关管,漏极与所述第一晶体管的源极连接,源极与所述直流电源的负极连接,栅极为控制端;
其中,所述并网逆变器还包括:第五二极管,负极与所述第三开关管的漏极连接,正极与所述第三开关管的源极连接;第六二极管,负极与所述第四开关管的漏极连接,正极与所述第四开关管的源极连接;第七二极管,负极与所述第五开关管的漏极连接,正极与所述第五开关管的源极连接;第八二极管,负极与所述第六开关管的漏极连接,正极与所述第六开关管的源极连接;
其中,在电网电压为正半周的电感续流阶段,第三开关管和第六开关管断开,第二晶体管仍保持导通,第四开关管、第五开关管以及第一晶体管仍保持截止, 由电网Grid、第一电感、第一体二极管、第一二极管、第二晶体管、第二电感构成电感续流回路;在电网电压为负半周的电感续流阶段,第四开关管和第五开关管断开,第一晶体管仍保持导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管仍保持截止,由电网Grid、第二电感、第二体二极管、第二二极管、第一晶体管、第一电感构成电感续流回路;在电网电压为负半周的电感续流阶段,第四开关管和第五开关管断开,第一晶体管仍保持导通,第三开关管、第六开关管以及第二晶体管仍保持截止,由电网Grid、第二电感、第二体二极管、第二二极管、第一晶体管、第一电感构成电感续流回路;
其中,所述第一体二极管,正极与所述第一晶体管的源极连接,负极与所述第一晶体管的漏极连接;所述第二体二极管,正极与所述第二晶体管的源极连接,负极与所述第二晶体管的漏极连接。”
复审请求人认为:对比文件1公开的是高效低漏电流逆变器拓扑如何进行续流,并不涉及本申请的第一和第二二极管,无法实现单向导通以及二极管续流时抑制共模漏电的效果。本领域技术人员不会想到本申请的采用第一二极管和第二二极管实现电感续流。因此,本申请具备创造性。
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09月18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8项权利要求。经审查,所作的修改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:2019年09月18日提交的权利要求第1-8项,分案申请递交日2017年09月01日提交的说明书第1-10页、说明书附图第1-7页、说明书摘要和摘要附图。
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现有技术的对比文件相比,存在区别技术特征,但该区别技术特征是本领域技术人员在该对比文件的基础上结合本领域的公知常识容易想到的,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。
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引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN203151392U,公告日为2013年08月21日。
权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由如下:
2.1权利要求1请求保护一种并网逆变器,对比文件1公开了一种并网逆变器(参见说明书第[0006]-[0026]段,附图1-5),母线电容C与一直流电源(PV)并联,所述第一、第三、第五受控开关(T1、T3、T5)依次串联,同时并联在所述母线电容C的两端,所述第二受控开关(T2)与所述第一受控开关(T1)并联,所述第四、第六受控开关(T4、T6)串联连接,同时并联在第三、第五受控开关(T3、T5)的两端;所述第三受控开关(T3)连接第五受控开关(T5)的一脚,还与所述第一滤波电感L1相连,所述第一滤波电感L1连接所述滤波器的一脚,所述滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接第四受控开关(T4)与第六受控开关(T6)相连的一脚。在T1、T6有源开通时,电流按图2中箭头示意方向沿虚线流动,由PV的正极流出,经过T1、T3、第一滤波电感L1、EMC滤波器、电网、第二滤波电感L2、T6,流回PV负极;无源续流时,T1、T6关闭,电感中的储能按图3中箭头示意的方向沿虚线,流经T4、T3续流。在T2、T5有源开通时,电流按图4中箭头示意方向沿虚线流动,电流由PV的正极流出,经过T2、T4、第二滤波电感L2、EMC滤波器、电网、第一滤波电感L1、T5,流回PV负极;无源续流时,T2、T5关闭,电感中的储能按图5中箭头示意的方向沿虚线,流过T3、T4续流。辅助电路用于提供双向续流路径,包括带第一体二极管的晶体管T3(相当于第二晶体管)和带第二体二极管的晶体管T4(相当于第一晶体管),源极分别与并网逆变器的两端口连接,栅极为控制端,两晶体管T3和T4的漏极连接,晶体管T3的体二极管正极与晶体管T3的源极连接,负极与晶体管T3的漏极连接,晶体管T4的体二极管正极与晶体管T4的源极连接,负极与晶体管T4的漏极连接。权利要求1和对比文件1的区别技术特征在于:双向续流路径中分别提供一单向二极管,即第一二极管和第二二极管,第一二极管正极与第一晶体管的漏极连接,负极与第二晶体管的漏极连接,第二二极管的正极与第二晶体管的漏极连接,负极与第一晶体管的漏极连接,即两二极管反向并联在两晶体管之间以和两晶体管提供第一和第二续流路径。基于上述区别技术特征可以确定权利要求1实际要解决的技术问题是:形成两方向相反的单向续流路径。在对比文件1的基础上,采用具有单向导通特性的第一二极管和第二二极管分别和两晶体管构成一续流路径是本领域的惯用手段,相应的各二极管反向并联在两晶体管之间,其连接方式是本领域技术人员容易想到的。因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员是显而易见的,权利要求1不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
2.2权利要求2引用权利要求1,其附加技术特征在对比文件1中公开(参见附图1-5):两端口分别通过第一和第二电感L1和L2与电网连接。在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2不具备创造性。
2.3权利要求3引用权利要求1,对比文件1公开了:在电网电压为正半周阶段,晶体管T1、T3和T6导通,T2、T4和T5截止,由T1、T3、第一和第二电感L1和L2和EMC滤波器、电网、T6构成逆变回路,在电网电压为负半周阶段,晶体管T2、T4和T5导通,T1、T3和T6截止,由T2、T4、第一和第二电感L1和L2和EMC滤波器、电网、T5构成逆变回路;本领域技术人员可根据需要设置或取消EMC滤波器,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3不具备创造性。
2.4权利要求4请求保护一种逆变系统,引用权利要求1-3中任一项,对比文件1公开了一种逆变器系统,包括并网逆变器,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求4不具备创造性。
2.5权利要求5引用权利要求4,权利要求6引用权利要求5,对比文件1公开了逆变器系统包括直流电源PV,直流电源PV的正极与并网逆变器的输入端的正极连接,PV的负极与并网逆变器的输入端的负极连接,母线电容C(相当于滤波电容)一端与直流电源PV的正极连接,另一端与PV的负极连接。在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5-6不具备创造性。
2.6权利要求7引用权利要求5,对比文件1中直流电源包括光伏电源、风力电源。根据应用需要本领域技术人员可以设置直流电源为动力设备电源。在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求7不具备创造性。
2.7权利要求8引用权利要求4,其附加技术特征在对比文件1中公开(附图1):逆变系统包括第一和第二电感L1和L2,两电感的第一端分别与并网逆变器的第一和第二端口连接,第二端与电网连接。在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求8不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人提交的意见陈述,合议组认为:对比文件1公开了逆变器续流拓扑,同样抑制了共模漏电流。如前面评述,对比文件1中两晶体管T3和T4的漏极连接,正负半周续流路径都是单向的,续流电流方向相反。由于二极管具有单向导电特性,在两晶体管的漏极之间设置两反向并联的二极管是本领域技术人员容易想到的。因此,复审请求人陈述的理由没有说服力,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28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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