淺析電力電子領域的創造性審查

馮昊

【關鍵詞】創造性；電力電子；專利審查

一件可以達到授予專利權標準的專利申請需要具備“三性”，也即新穎性、創造性和實用性。近年來，對于“三性”的審查，是國家知識產權局的專利審查員的專利審查工作的重點?！吨袊鴮＠ā返?2條第3款規定，“創造性，是指與現有技術相比，該發明具有突出的實質性特點和顯著的進步”。要想否認一件專利申請的創造性，可以通過一件對比文件結合本領域公知常識，也可以通過一件對比文件中的不同實施例的結合，更可以將多篇對比文件結合，還可以將多篇對比文件與本領域公知常識結合。因此對于創造性的審查，具有靈活性強、主觀性大的特點，是“三性”審查的重點和難點[1]。

電力電子領域，在最新的國際專利分類表中的分類號為H02M，包括“用于交流和交流之間、交流和直流之間，或直流和直流之間的轉換以及用于電源或類似的供電系統一起使用的設備；直流或交流輸入功率至浪涌輸出功率的轉換；以及它們的控制或調節”。電力電子領域的專利申請，主要保護電路拓撲、電路的控制方法，以及二者的結合。與一般綜合領域不同，電力電子領域對專業知識的要求很高，一個電路元件的位置改變，一個電路元件的增減變化，都會帶來電路整體的變化，如電流流向改變、輸出波形改變等，而即便針對同樣的電路，控制方法更是五花八門。因此電力電子領域向來是專利審查工作中的重難點領域。本文結合實際案例，淺談筆者對如何提高電力電子領域創造性審查效率的理解[2]。

一、案例

（一）案情介紹

本申請請求保護一種電路，權利要求中記載了電路拓撲各個元件的具體連接方式，以及相應的控制方法：“權利要求1. 一種開關電源，其特征在于：具有原邊主開關Q1，經電感Lr與變壓器原邊繞組相串聯，所述原邊主開關管Q1導通期間，直流輸入電壓經電感Lr加到所述變壓器原邊繞組，變壓器存儲能量；在所述原邊主開關管Q1關斷期間，直流輸入電壓與所述變壓器原邊繞組斷開，變壓器在原邊主開關Q1導通期間所存儲的能量通過變壓器的副邊繞組釋放給負載；根據檢測的副邊整流管電流過零點關斷輔助開關管，并根據得到的負載電流值進行自適應降頻，實現變換器全負載范圍效率優化，還可解決副邊整流管電流跌落問題?！闭f明書中也僅是記載了拓撲的連接方式，以及簡單的控制方法，電流流向問題等，并沒有詳細地分析電路的工作過程，以及電路拓撲的實質問題詳細介紹等。說明書附圖僅有一張圖，如圖1所示。

圖1 說明書附圖

（二）分析

本申請的權利要求的撰寫方式是國內電力電子領域專利申請的常見撰寫方式。則通過大量電路元件的堆疊，縮小保護范圍，為專利審查員的檢索，以及專利申請的確權帶來很大的困難。根據本申請的說明書附圖中顯示，本申請具有直流電源VDC、變壓器T，變壓器T的原邊電路具有電感Lr、開關管Q1、Q2，以及電容Ca、Cr，和電阻RS，變壓器的副邊具有開關管Q3、電容C0和電阻RO。如果采用常規的檢索方式，如采用“變壓器、電容、電感、電阻”作為關鍵詞，在國內外的專利庫中檢索，則會產生相當大的噪聲，命中的文件數可能超過10萬篇，這樣的工作量對于專利審查員來說是不可想象的，而且在這樣數量的文件中篩選出有效的對比文件，無疑是一種審查程序的浪費，效率非常低。因此，這就需要具備一定電力電子專業知識的專利審查員，對電路進行整體理解，而自行概括出有效的關鍵詞，并準確地確定數據庫，來進行檢索。

針對本申請，開關管Q1連接變壓器T的原邊繞組的同名端，開關管Q3連接變壓器T的副邊繞組的非同名端，經過分析，這是典型的反激變換器的電路拓撲。電感Lr則是用于實現電路諧振的諧振電感，而開關管Q2的功能則是用來鉗位。因此不同于采用基本電路元件作為關鍵詞，可以采用帶有功能的電路模塊作為關鍵詞，比如采用反激變換器、鉗位電路作為關鍵詞。而根據筆者多年的專利審查經驗，采用關鍵詞檢索時，一定要注意關鍵詞的準確性，多余的詞或字一律刪除，否則會由于寫了多余的詞或字而產生漏檢。比如采用“反激變換器”作為關鍵詞時，最好只采用“反激變換”。因為有些專利申請撰寫時，采用的用語是“反激變換器”，而有些專利申請撰寫時，采用的用語是“反激變換裝置”，還有一些專利申請撰寫時，選擇的用語是“反激變換電路”，等等。如果采用“反激變換器”作為關鍵詞，則會漏檢撰寫方式為“反激變換裝置”或“反激變換電路”，或其他撰寫方式的有效對比文件。因此采用簡練的“反激變換”，則是最準確的關鍵詞。同理，采用“鉗位電路”作為關鍵詞時，則最好只采用“鉗位”。因為有些專利申請撰寫時，采用的用語是“鉗位電路”，有些專利申請撰寫時，采用的用語是“鉗位回路”，而有些專利申請的撰寫方式，則直接采用了鉗位電路的元件，如“鉗位電容”“鉗位電感”。因此如果采用“鉗位電路”作為關鍵詞，則會漏檢相當大比例的對比文件，采用“鉗位”是一種簡練又準確的檢索方式。而同時要注意，“鉗位”還有其他的撰寫形式，如“箝位”，因此采用“‘箝位或‘鉗位”作為關鍵詞，是最準確的形式。同時，還可分析是否存在能進一步縮小檢索范圍的關鍵詞。經過分析，本申請的原邊電路、副邊電路中的開關元件均采用可控開關，因此本申請同時還是有源電路，或進一步還是原邊、副邊都是可控電路的雙有源電路，因此采用“有源電路”作為關鍵詞，也可以有效地縮小瀏覽范圍。與前文同理，采用“有源”作為關鍵詞，比采用“有源電路”作為關鍵詞，更為準確，在此不再贅述。而鑒于本申請還是一種雙有源電路，因此選擇“‘有源或‘雙有源”，是一種準確的關鍵詞選擇方式。而上述的“反激變換”“鉗位”和“有源”，需要考慮如何連接起來，以形成完整的檢索式。經過分析，這些詞都是對本申請的不同的電路模塊的描述，缺一不可，因此這些關鍵詞彼此之間是“與”的關系，而不是“或”的關系。綜上，針對本申請的電路拓撲，完整的檢索式是“反激變換 and （鉗位 or 箝位） and （有源 or 雙有源）”。

而本申請“權利要求1”中的其他部分，涉及電路的電流流向問題和控制方法。如“所述原邊主開關管Q1導通期間，直流輸入電壓經電感Lr加到所述變壓器原邊繞組，變壓器存儲能量；在所述原邊主開關管Q1關斷期間，直流輸入電壓與所述變壓器原邊繞組斷開，變壓器在原邊主開關Q1導通期間所存儲的能量通過變壓器的副邊繞組釋放給負載”，這部分是需要考慮的，權利要求中的每一個特征都需要考慮，而這句話不需要進行專門的檢索。分析本申請的電路，開關管Q1導通期間所存儲的能量，通過變壓器的副邊繞組釋放給負載，這是開關管Q1和變壓器的連接方式，所以自然能實現的電能儲存釋放過程，只要檢索到了與本申請相同的開關管和變壓器的連接方式，其自然就能實現該過程?！皺嗬?”中另外記載的“根據檢測的副邊整流管電流過零點關斷輔助開關管，并根據得到的負載電流值進行自適應降頻，實現變換器全負載范圍效率優化，還可解決副邊整流管電流跌落問題”，這句話應一分為二。前部分“根據檢測的副邊整流管電流過零點關斷輔助開關管，并根據得到的負載電流值進行自適應降頻”，交代了電路的控制方法。關斷副邊輔助開關管的時刻，是在檢測到副邊整流管電流過零時來操作的，這是一個重要的控制步驟。而在檢索時，不可能將這么長一句話作為整句的關鍵詞來進行檢索，需要從中提取有效的關鍵詞，而經過分析，這一句中最有用的關鍵詞，就是“過零點”，類似于前文，不同的專利申請往往會采用不同的撰寫形式，“過零點”“過零時刻”，都是常見的撰寫形式，因此采用“過零”作為關鍵詞則更為準確。而根據得到的負載電流值進行自適應降頻，我們也可從中提取出準確的關鍵詞“降頻”。而上述記載中的后半部分，“實現變換器全負載范圍效率優化，還可解決副邊整流管電流跌落問題”，仔細分析，這一句話中并不包含具體的電路元件，而只記載了電路拓撲能夠實現的功能與能達到的效果，這樣的記載，在專利申請撰寫中被稱為功能性限定，而功能性限定的語句是不需要考慮的，因為只要能檢索到相應的電路拓撲和控制方法，這樣的功能是自然而然能夠實現的。綜上所述，本申請的控制方法的檢索式為“過零 and 降頻”。因此針對本申請的“權利要求1”，有效的檢索要素為：反激變換、鉗位、有源、過零，以及降頻。在啟動檢索時，可以采用全要素檢索，也可采用部分要素檢索。部分要素檢索，即是在這5個關鍵詞中選擇幾個，作為檢索要素，其他要素則可作為瀏覽時需要注意的要素即可。具體操作，審查員可以通過所選擇的要素所命中的對比文件的數量來定，一般來說，幾百篇的瀏覽量是比較合適的瀏覽數量。

接下來還有一個很重要的步驟，就是對數據庫的選擇。對一件專利進行檢索時，要在中文專利庫、外文專利庫，同時還要在非專利庫中進行選擇，因此根據經驗選擇一個準確的數據庫，即相當于走對了路，是能夠相當大程度地提高檢索效率的。一般來說，若是比較簡單的機械結構，則一般在國內專利庫中檢索即可，期刊文件和外文專利庫中命中的概率并不大。而針對電力電子領域對于復雜的電路拓撲以及控制方法的保護，則一定不要遺漏非專利文件、國外專利庫，以及國外期刊文件的檢索。針對本申請，本申請涉及具體的電路拓撲，以及相應的控制方法。像這樣質量很高的申請，一定要注意在非專利中的檢索，即國內的專業期刊、論文，國外的期刊網站，如IEEE期刊。一般來說，可先在國內專利庫中進行檢索，以初步確定檢索思路。在國內的專利庫中檢索時，也要注意申請人為高校的申請，防止漏檢。

二、分析和討論

電力電子領域的專利審查，除了關鍵詞的概括之外，還有一個難點，就是多篇對比文件結合在一起時的結合啟示。根據2010版《專利審查指南》，判斷發明專利相對于現有技術是否顯而易見，這具有三個步驟，即“三步法”。而在“三步法”的第（3）步中，要從最接近的現有技術和發明實際解決的技術問題出發，判斷要求保護的發明專利對本領域的技術人員來說是否顯而易見，判斷過程中，要確定的是現有技術整體上是否存在某種技術啟示，即現有技術中是否給出將上述區別技術特征應用到最接近的現有技術以解決其存在的技術問題的啟示，這種啟示會使本領域的技術人員在面對所述技術問題時，有動機改進最接近的現有技術并獲得要求保護的發明，如果現有技術存在這種技術啟示，則發明是顯而易見的，不具有突出的實質性特點。而對于兩篇對比文件是否具有結合啟示而加以結合，則有很強的技術性和主觀性。

根據筆者的經驗，電力電子領域的結合啟示通常是不好把握的，通常需要極為明顯，才可認為具有結合啟示，否則不能輕易將兩篇對比文件結合起來。哪怕只是一個電容位置的改變，也能引起電路功能的根本性改變，不能因為僅僅檢索到另一篇與本申請具有相同電容位置的專利申請，輕易地與對比文件1結合，而否定本申請的權利要求的創造性。對于控制方法的結合啟示，則應更為慎重，同樣的可控電路，不同的控制方法，則可輸出完全不同的波形。而控制方法的步驟前后順序都是有根據的，有時前后順序的改變也能得到不同的控制方式，得到不同的輸出波形，除非審查員能夠判斷，該控制方法前后順序的改變并不影響最后的輸出形式，則可判斷該順序的調整不影響創造性的評述。那么如何判斷兩篇對比文件是否具有能夠結合的結合啟示呢？根據筆者多年的審查經驗，例如檢索到了對比文件1，與本專利申請的大電路模塊均相同，只是沒有記載其中一個或幾個電路模塊的具體拓撲，或是其中一個或幾個電路模塊的拓撲與本申請不同。比如本申請的整流電路為全橋電路，或本申請的濾波電路為電感、電容組成的LC電路，而本申請的整流電路為半橋電路，濾波電路為電感、電容、電阻構成的LCR電路，在本領域中，整流電路是全橋電路、半橋電路，或是其他形式的整流電路，都是整流電路的常見選擇，濾波電路是電感、電容組成的LC電路，或是電感、電容、電阻構成的LCR電路，或是其他形式的濾波電路，如LCL電路等形式，均是濾波電路的常見選擇。在這種情況下，審查員可再檢索一篇專利申請，整流電路由半橋電路構成，濾波電路為由電感、電容組成的LC電路，則可與對比文件1結合，將對比文件1中的整流電路和濾波電路，替換成對比文件2中的形式，從而否定本申請的創造性。這種情況下還有其他的評述方式，可采用對比文件1與本領域公知常識的結合，對于整流電路、濾波電路的選擇都是本領域的常規設計，是本領域的公知常識，因此本領域技術人員有動機將對比文件1與本領域公知常識結合來否定本申請的創造性[3]。而有的時候，將一篇對比文件與本領域公知常識結合，往往會比將一篇對比文件與另一篇對比文件結合更加具有說服力，而具體是將一篇對比文件與本領域公知常識結合，還是將兩篇對比文件結合，這樣的操作方式的選擇與撰寫方式則需要多年的審查經驗，具體要根據個案的差異來把握。

總結

檢索關鍵詞的選取是電力電子領域專利審查的重難點，在選取關鍵詞時，除非實在判斷不出電路中模塊的劃分，而采用具體電路元件的名稱作為關鍵詞，或是元件的連接方式，如采用具體的電路元件的名稱，以及具體的連接方式，如串聯、并聯等作為關鍵詞。一般情況下，都是對電路拓撲進行分析，將其拆分成一個個具體的電路模塊，采用特定的電路模塊名稱，能更為準確地鎖定有效的對比文件。本領域常見的電路模塊，如整流、逆變、反激變換、正激變換、濾波、斬波、鉗位、buck、boost、變壓、采樣、零電壓、零電流、數模、軟開關等等，這些都可以排除干擾項，準確地定位到具有相同拓撲的對比文件。其次就是對于多篇對比文件結合啟示的把握，除非具有明確的結合啟示，如電路模塊功能相同，僅是模塊內部的拓撲不同，諸如此類，具備明顯的結合啟示，才可將多篇對比文件結合，從而否定本申請的創造性[4]。