发明创造名称：一种高集成磁元件
外观设计名称：
决定号：201910
决定日：2020-01-20
委内编号：1F278326
优先权日：
申请（专利）号：201711276046.6
申请日：2017-12-06
复审请求人：深圳威迈斯电源有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李婧
合议组组长：陆水如
参审员：史永生
国际分类号：H01F27/24；H01F27/28；H01F38/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，但是该区别技术特征是本领域的公知常识，则该项权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201711276046.6，名称为“一种高集成磁元件”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为深圳威迈斯电源有限公司。本申请的申请日为2017年12月06日，公开日为2018年06月01日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月22日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性，驳回决定引用的对比文件为：
对比文件1：US2013/0201728A1，公开日为2013年08月08日。
驳回决定的具体理由为：权利要求1请求保护一种高集成磁元件，对比文件1公开了一种集成了变压器和电感器的磁性元件，该权利要求与对比文件1的区别在于：本申请的第一磁芯的横截面为F字形，第二磁芯的横截面为F字形或未I字形；变压器线圈的外侧包覆一层铜皮次级绕组；初级绕组和次级绕组交错缠绕在第一磁芯和/或第二磁芯上。上述部分区别技术特征是本领域技术人员进行的常规选择，部分区别技术特征被对比文件1的另一实施例公开。因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识获得该权利要求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，该权利要求请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
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项；申请日2017年12月06日提交的说明书第1-25段、说明书附图图1-10、说明书摘要、摘要附图 。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高集成磁元件，其特征在于：具有至少带有一个凹槽的第一磁芯（10）和第二磁芯（11），两块磁芯相向合拢，合拢后的凹槽至少形成贯通的第一孔洞（2）和第二孔洞（3），其中围拢所述第一孔洞的侧壁断开，在第一孔洞的侧壁上绕制电感线圈（5）；围拢所述第二孔洞的侧壁连续闭合，在第二孔洞的侧壁上绕制变压器线圈（8）；所述第一磁芯（10）的横截面为F字形，所述第二磁芯（11）的横截面为F字形或为I字形，所述电感线圈（5）绕制在第一磁芯F字形下端的柄部，所述变压器线圈（8）绕制在F字形上部的凹槽内；所述变压器线圈（5）的外侧包覆一层铜皮层（6），该铜皮层为变压器一个次级绕组；所述变压器线圈（5）至少包括一个初级绕组（5a）和一个次级绕组（5b），所述初级绕组和次级绕组交错缠绕在第一磁芯（10）和/或第二磁芯（11）上。”
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，同时修改了权利要求书第1-6项，将原始申请中的权利要求7、8的附加技术特征补充至权利要求1中，同时将说明书内容也补充至权利要求1，删除原始申请中的权利要求9。复审请求人认为：（1）复审请求人认同“围拢所述第二孔洞的侧壁连续闭合”的技术特征是本领域的公知常识；（2）具有铜皮层作为次级绕组的技术特征，有效的降低了集成磁性原件的温度，铜皮层作为一个新的绕组，有效利用了空间，形成第二路输出电压的拓展；（3）对比文件1中并未公开本申请初次级绕组的缠绕方式。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种高集成磁元件，其特征在于：具有至少带有一个凹槽的第一磁芯（10）和第二磁芯（11），两块磁芯相向合拢，合拢后的凹槽至少形成贯通的第一孔洞（2）和第二孔洞（3），其中，围拢所述第一孔洞的侧壁断开一段形成气隙（4），在第一孔洞的侧壁上绕制电感线圈（5）；围拢所述第二孔洞的侧壁连续闭合，在第二孔洞的侧壁上绕制变压器线圈（8）,所述变压器线圈（8）的外侧包覆一层铜皮层（6），该铜皮层为变压器一个次级绕组，所述变压器线圈（5）至少包括一个初级绕组（5a）和一个次级绕组（5b），所述初级绕组和次级绕组交错缠绕在第一磁芯（10）和/或第二磁芯（11）上，即1根初级绕组（5a）和1根次级绕组（5b）并排，然后绕制在磁芯上。
2. 如权利要求1所述的高集成磁元件，其特征在于：所述第一磁芯（10）和第二磁芯（11）的横截面皆为E字形，所述电感线圈（5）绕制在E字形的一个凹槽内，所述变压器线圈绕制在E字形的另一个凹槽内。
3. 如权利要求1所述的高集成磁元件，其特征在于：所述第一磁芯（10）和第二磁芯（11）的横截面皆为F字形，所述电感线圈（5）绕制在F字形下端的柄部，所述变压器线圈绕制在F字形上部的凹槽内。
4. 如权利要求1所述的高集成磁元件，其特征在于：所述第一磁芯（10）的横截面为E字形，所述第二磁芯（11）的横截面为I字形，所述电感线圈（5）绕制在第一磁芯E字形的一个凹槽内，所述变压器线圈（8）绕制在E字形的另一个凹槽内。
5. 如权利要求1所述的高集成磁元件，其特征在于：所述第一磁芯（10）的横截面为F字形，所述第二磁芯（11）的横截面为I字形，所述电感线圈（5）绕制在第一磁芯F字形下端的柄部，所述变压器线圈（8）绕制在F字形上部的凹槽内。
6. 如权利要求1所述的高集成磁元件，其特征在于：所述第一磁芯（10）和第二磁芯（11）分别具有3个凹槽，两块磁芯带凹槽的面相向合拢，合拢后的凹槽形成贯通的第一孔洞（2）、第二孔洞（3）和第三孔洞（7），第一孔洞的侧壁上绕制电感线圈（5），第二孔洞的侧壁上绕制变压器的初级绕组（8a），第三孔洞的侧壁上绕制变压器的次级绕组。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月12日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：技术特征“围拢第二孔洞的侧壁连续闭合”已被对比文件1公开了（可参考附图8或9），同时这种设置也属于本领域提升抗饱和性能的惯用技术手段。 “变压器线圈的外侧包覆一层铜皮层，该铜皮层为变压器一个次级绕组”，首先，这个铜皮次级绕组是为了输出多路次级绕组，对于变压器而言，多路输出属于常见的设置，这是基于输出电路的个数需求而常规选择的，也就是说当对比文件1的次级绕组面临需要多路输出时是有动机将次级绕组设置为多个的；至于将其中一个次级绕组设置为铜皮或铜箔状结构，铜皮或铜箔绕组属于一种常规的绕组形状，由于其相较于线状绕组具有表面积大的优点，因此具有较好的散热效果，对于电源变压器而言，其次级电压常低于初级电压，根据能量守恒，其次级电流较初级较大，发热现象较为严重，因此常将次级绕组设置为铜箔、铜皮类的片状绕组，这属于常规的提高散热的设置，可参考书籍《开关电源中的磁性元件》，赵修科，辽宁科学技术出版社，“功率变换器设计”，第118-119页；即两个次级绕组是基于多路输出需要的惯用技术手段，铜皮次级绕组时基于散热需要的惯用技术手段。初级绕组和次级绕组双线并绕，这同样属于减少临近效应或漏感的常规设置，这在变压器或电感领域非常常见，可参考书籍《应用于电力电子技术的变压器和电感理论、设计与应用》，（爱尔兰）W.G.Hurley，（德）W.H.Wolfle著，机械工业出版社，“6.5变压器绕组漏感”，2014年10月31日，第144-146页。最后，多路输出、散热的问题和漏感问题，二者之间的结构及效果并无关联性。此外，再次强调，本申请的发明点在于将变压器和电感器功能集成在一起（参见本申请说明书第2段），而并非复审请求人强调的“创新在于利用散热结构来形成新的绕组”。因而坚持原驳回决定。
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：（1）权利要求1请求保护一种高集成磁元件，对比文件1公开了一种集成了变压器和电感器的磁性元件，该权利要求所要求保护的技术方案与该对比文件所公开的技术内容相比，其区别在于：①本申请的围拢第二孔洞的侧壁连续闭合；②变压器线圈外侧包覆一层铜皮层，该铜皮层为一个次级绕组；③初级绕组和次级绕组交错缠绕在第一磁芯和/或第二磁芯上，即1根初级绕组和1根次级绕组并排，然后绕制在磁芯上。根据上述区别技术特征可以确定本申请实际要解决的技术问题是：如何实现减小变压器漏感以及如何实现多绕组次级输出的散热。区别技术特征①是本领域的惯用技术手段；区别技术特征②是在公知常识（参见“开关稳压电源—原理、设计与实用电路”，王水平等，西安电子科技大学出版社，1997年1月，第149页；参见“开关电源理论及设计”，周洁敏，北京航空航天大学出版社，2012年3月，第234页）的基础上，本领域技术人员根据实际需要进行的选择设置；区别技术特征③是本领域的公知常识。由此可见，在对比文件1的基础上结合上述公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。（2）权利要求2、4的附加技术特征被对比文件1公开了；权利要求3、5的附加技术特征是本领域技术人员可以根据实际需求进行相应的选择，其技术效果也是可以预期的；权利要求6的附加技术特征是本领域技术人员可以根据绕组布置方式的不同进行相应磁芯的增减，以及相应孔洞的设置，其技术效果是可以预期的。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：
在开关电源变压器的设计中，为了实现多路输出，一般变压器都具有一个多次级绕组线圈，这是本领域的公知常识（参见“开关稳压电源—原理、设计与实用电路”，王水平等，西安电子科技大学出版社，1997年1月，第149页）。在此基础上，可以对绕组的导线类型进行选择，本领域常见的绕组有导线（截面为圆形或长方形导线）以及片状导体（如箔状或板状，其中铜箔或铝箔均比较常见），两种形式的绕组各有优缺点，导线具有成本低、匝数多的优势，平面变压器绕组导体采用铜箔（即铜皮层）可增大散热面积，是本领域公知常识（参见“开关电源理论及设计”，周洁敏，北京航空航天大学出版社，2012年3月，第234页）。在上述公知常识的基础上，本领域技术人员可以根据实际需要选择设置多个次级绕组中的任意一个的形状，如考虑散热效果，可使用片状的铜皮层作为次级绕组，其技术手段及其技术效果均为公知常识。绕制开关变压器使得初次级线圈紧密的耦合在一起，可以减小变压器漏感，而将初次级线圈合起来并绕，即所谓的双线并绕，可以使得初次级线间距离最小，漏感减小到最小值是本领域的公知常识。
复审请求人于2019年09月25 日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1中并没有公开散热结构，即便有些电子器件存在散热结构，其散热结构仅用于散热，没有其他作用，本申请的创新在于利用散热结构来形成新的绕组，将导线结构的绕组包裹在内；（2）双线并绕是指的一根初级绕组挨着一根次级绕组，如此缠绕，改善了变压器初级和次级绕组电磁交换效率。
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
1、审查文本的认定
复审请求人在提交复审请求时，提交了权利要求的修改替换页，该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定所依据的审查文本是：2019年04月03日提交的权利要求第1-6项；申请日2017年12月06日提交的说明书第1-25段、说明书附图图1-10、说明书摘要、摘要附图 。
2、具体理由的阐述
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。
如果一项权利要求的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，但是该区别技术特征是本领域的公知常识，则该项权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本次复审决定所引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书中所引用对比文件相同，即：
对比文件1：US2013/0201728A1，公开日为：2013年08月08日。
2.1、权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种高集成磁元件，对比文件1公开了一种集成了变压器和电感器的磁性元件，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第8-21、36-38、64-68段，附图9）：包括带有凹槽的第一磁芯E1和第二磁芯E2，两块磁芯相向合拢，合拢后的凹槽至少形成贯通的第一孔洞（参见附图9中右侧窗口）和第二孔洞（参见附图9中左侧窗口）；围拢第一孔洞的侧壁断开一段形成气隙g2，在第一孔洞的侧壁上绕制电感线圈（附图9中的Lo1和Lo2），围拢第二孔洞的侧壁上绕制有变压器线圈（附图9中的P1、P2和S1、S2），变压器线圈包括第一初级绕组P1、第一次级绕组S1、第二初级绕组P2、第二次级绕组S2、初次级绕组绕制在第一磁芯和第二磁芯上。
该权利要求所要求保护的技术方案与该对比文件所公开的技术内容相比，其区别在于：（1）本申请的围拢第二孔洞的侧壁连续闭合；（2）变压器线圈外侧包覆一层铜皮层，该铜皮层为一个次级绕组；（3）初级绕组和次级绕组交错缠绕在第一磁芯和/或第二磁芯上，即1根初级绕组和1根次级绕组并排，然后绕制在磁芯上。根据上述区别技术特征可以确定本申请实际要解决的技术问题是：如何实现减小变压器漏感以及如何实现多绕组次级输出的散热。
针对区别技术特征（1），变压器作为利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，通常希望尽量减小经空气闭合的磁感应线带来的漏磁问题，因此在绕制变压器线圈的第二孔洞侧壁实现连续闭合属于惯用手段。
针对区别技术特征（2），在开关电源变压器的设计中，为了实现多路输出，一般变压器都具有一个多次级绕组线圈，这是本领域的公知常识（参见“开关稳压电源—原理、设计与实用电路”，王水平等，西安电子科技大学出版社，1997年1月，第149页）。在此基础上，可以对绕组的导线类型进行选择，本领域常见的绕组有导线（截面为圆形或长方形导线）以及片状导体（如箔状或板状，其中铜箔或铝箔均比较常见），两种形式的绕组各有优缺点，导线具有成本低、匝数多的优势，应用于开关电源的平面变压器绕组导体采用铜箔（即铜皮层）可增大散热面积，是本领域公知常识（参见“开关电源理论及设计”，周洁敏，北京航空航天大学出版社，2012年3月，第234页）。在上述公知常识的基础上，本领域技术人员可以根据实际需要选择设置多个次级绕组中的任意一个的形状，如考虑散热效果，可使用片状的铜皮层作为次级绕组，其技术手段及其技术效果均为公知常识。
针对区别技术特征（3），绕制开关变压器使得初次级线圈紧密的耦合在一起，可以减小变压器漏感，而将初次级线圈合起来并绕，即所谓的双线并绕，可以使得初次级线间距离最小，漏感减小到最小值是本领域的公知常识。
由此可见，在对比文件1的基础上结合上述公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
2.2、权利要求2、4不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求2、4是从属权利要求，对比文件1公开了（参见附图8、9）：第一磁芯E1和第二磁芯E2的横截面皆为E字形，电感线圈（附图9中的Lo1和Lo2）绕制在E字形的一个凹槽内，变压器线圈（附图9中的P1、P2和S1、S2）绕制在E字形的另一个凹槽内。
第一磁芯E的横截面皆为E字形，第二磁芯I的截面为I字型，电感线圈（附图8中的Lo）绕制在E字形的一个凹槽内，变压器线圈（附图8中的P和S）绕制在E字形的另一个凹槽内。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，上述权利要求不具备创造性。
2.3、权利要求3、5不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求3、5是从属权利要求，EE、EI、FI、FF组合磁芯，均为常见的磁芯组合结构，本领域技术人员可以根据实际需求进行相应的选择，其技术效果是可以预期的。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，上述权利要求不具备创造性。
2.4、权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求6是从属权利要求，本领域技术人员可以根据绕组布置方式的不同进行相应磁芯的增减，以及相应孔洞的设置，其技术效果是可以预期的。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该权利要求不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为：（1）各个对比文件中并没有公开散热结构，即便有些电子器件存在散热结构，其散热结构仅用于散热，没有其它作用，本申请的创新在于利用散热结构来形成新的绕组，将导线结构的绕组包裹在内；（2）双线并绕是指的一根初级绕组挨着一根次级绕组，如此缠绕，改善了变压器初级和次级绕组电磁交换效率。
对此，合议组认为：
（1）在开关电源变压器的设计中，为了实现多路输出，一般变压器都具有一个多次级绕组线圈，这是本领域的公知常识（参见“开关稳压电源—原理、设计与实用电路”，王水平等，西安电子科技大学出版社，1997年1月，第149页）。在此基础上，可以对绕组的导线类型进行选择，本领域常见的绕组有导线（截面为圆形或长方形导线）以及片状导体（如箔状或板状，其中铜箔或铝箔均比较常见），两种形式的绕组各有优缺点，导线具有成本低、匝数多的优势，平面变压器绕组导体采用铜箔（即铜皮层）可增大散热面积，是本领域公知常识（参见“开关电源理论及设计”，周洁敏，北京航空航天大学出版社，2012年3月，第234页）。在上述公知常识的基础上，变压器可以具有多路输出，可以包含多个次级绕组，在此基础上可以对绕组的形式进行选择，根据上述公知常识中各绕组的优缺点，如果其中一路输出电压对电压级别有需求，那么就应该选择可以提供匝数多的绕线绕组，若另一路输出对电压级别要求不高，则绕线绕组和箔式绕组均可选择，进一步考虑到散热效果，本领域技术人员容易想到采用箔式绕组例如铜箔作为绕组，其位置只能位于另一次级绕组的内侧或外侧，显然设置在外侧更有助于散热。这些选择的动机，如电压等级、成本、散热及其技术效果都是可以预期的。
（2）绕制开关变压器使得初次级线圈紧密的耦合在一起，可以减小变压器漏感，而将初次级线圈合起来并绕，即本申请所声称的一根初级绕组挨着一根次级绕组（双线并绕），可以使得初次级线间距离最小，漏感减小到最小值是本领域的公知常识。
综上所述，合议组对于复审请求人的意见陈述不予认同。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年01月22 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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