Rechtsprechung / BPatG / 2024
BPatG Beschluss vom 09.12.2024 – 19 W (pat) 29/23
19. Senat · ECLI:DE:BPatG:2024:091224B19Wpat29.23.0
BUNDESPATENTGERICHT
19 W (pat) 29/23 _______________________
(Aktenzeichen)
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Patentanmeldung 10 2015 102 789.5
…
hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts am
9. Dezember 2024 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dipl.-Ing. Musiol,
des Richters Dipl.-Ing. Müller, der Richterin Dorn sowie der Richterin Dipl.-Ing. Hackl
beschlossen:
Der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H02M des Deutschen Patent- und
Markenamts vom 14. Juli 2023 wird aufgehoben und das Patent 10 2015 102 789
wie folgt erteilt:
ECLI:DE:BPatG:2024:091224B19Wpat29.23.0
Bezeichnung:
Tal-zu-Tal-Schalten im quasi-resonanten Modus für Treiber
Anmeldetag:
26. Februar 2015 unter Inanspruchnahme der Prioritäten
- US 61/945013 vom 26.02.2014
- US 14/569099 vom 12.12.2014
- US 14/569044 vom 12.12.2014
Patentansprüche:
Patentansprüche 1 bis 17 vom 15. Dezember 2021, beim DPMA eingegangen am
selben Tag
Beschreibung:
Beschreibungsseiten 1 bis 9, 11, 12, 14 bis 21 und 23 bis 51 vom 3. Dezember
2024, beim BPatG eingegangen am selben Tag
Beschreibungsseiten 10, 13 und 22, dem BPatG überreicht in der mündlichen
Verhandlung am 9. Dezember 2024
Zeichnungen:
Figuren 1 bis 5 vom 21. April 2015, beim DPMA eingegangen am 22. April 2015.
G r ü n d e
I.
Die Anmeldung vom 26. Februar 2016 mit dem Titel „Tal-zu-Tal-Schalten im quasiresonanten Modus für Treiber“, welche die im Tenor genannten Prioritäten
beansprucht, wird beim Deutschen Patent- und Markenamt (DPMA) unter dem
Aktenzeichen 10 2015 102 789.5 geführt. Die Übersetzung der ursprünglich
englischsprachigen Anmeldeunterlagen wurde mit Eingabe vom 21. April 2015,
beim DPMA eingegangen am 22. April 2015, eingereicht.
Die Prüfungsstelle für Klasse H02M des DPMA hat die Anmeldung mit Beschluss
vom 14. Juli 2023 zurückgewiesen und zur Begründung auf den Prüfungsbescheid
vom 26. Januar 2023 verwiesen, aus dem sich – in Zusammenschau mit früheren
Vorbescheiden – sinngemäß ergibt, dass die Gegenstände der mit Schriftsatz vom
15. Dezember 2021 eingereichten Patentansprüche 1 bis 17 aus dem Stand der
Technik bekannt und somit nicht neu seien.
Gegen diesen Beschluss richtet sich die am 11. August 2023 eingelegte
Beschwerde der Anmelderin.
Der Bevollmächtigte der Anmelderin beantragt,
den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H02M des Deutschen Patent-
und Markenamts vom 14. Juli 2023 aufzuheben und das nachgesuchte
Patent auf der Grundlage folgender Unterlagen zu erteilen:
Patentansprüche:
Patentansprüche 1 bis 17 vom 15. Dezember 2021, beim DPMA
eingegangen am selben Tag
Beschreibung:
Beschreibungsseiten 1 bis 9, 11, 12 und 14 bis 51 vom 3. Dezember 2024,
beim BPatG eingegangen am selben Tag
Beschreibungsseiten 10, 13 und 22, dem BPatG überreicht
in der
mündlichen Verhandlung am 9. Dezember 2024
Zeichnungen:
Figuren 1 bis 5 vom 21. April 2015, beim DPMA eingegangen am
22. April 2015.
Die einander nebengeordneten geltenden Patentansprüche 1, 6 und 12 vom
15. Dezember 2021 lauten wie folgt:
1. Verfahren zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung, wobei
das Verfahren aufweist:
Festlegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung an
einem Knoten des Schalters (T0) gehört, zu einer zweiten Zeit, die zu einem
zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört, angepasst wird;
wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, graduelles Anpassen der Einschaltzeit des
Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit, wobei das graduelle
Anpassen der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen oder Verringern einer
Schaltperiode ausgehend von einer Schaltperiode, die zu der ersten Zeit führt,
bis zu einer Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit führt, umfasst, so dass die
Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu Spannungen
außerhalb eines Spannungstals in der oszillierenden Spannung an dem
Knoten des Schalters (T0) gehören;
graduelles Anpassen von einem oder mehr Schalterbetriebsparametern
für den Schalter (T0), um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit auf
die zweite Zeit
im Wesentlichen konstant zu halten und einen
durchschnittlichen Betrag eines an die Last
fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
6.
Treibersystem zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung,
wobei das System aufweist:
einen Transformator, der eine Primärseite aufweist, die eine erste
Wicklung (16) aufweist, und eine Sekundärseite, die eine zweite Wicklung (18)
aufweist, wobei die Last (13) mit der zweiten Wicklung (18) verbunden ist;
einen Schalter (T0), der mit der ersten Wicklung (16) gekoppelt ist; und
einen Treiber (12), der mit dem Schalter (T0) gekoppelt ist und der dazu
ausgebildet ist:
festzulegen, ob eine Einschaltzeit des Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung an
einem Knoten des Schalters (T0) gehört, zu einer zweiten Zeit festzulegen, die
zu einem zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört,
angepasst wird;
wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, die Einschaltzeit des Schalters von der ersten
Zeit auf die zweite Zeit graduell anzupassen, wobei das graduelle Anpassen
der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen oder Verringern einer Schaltperiode
ausgehend von einer Schaltperiode, die zu der ersten Zeit führt, bis zu einer
Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit
mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu Spannungen außerhalb eines
Spannungstals in der oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters
gehören; und
einen oder mehr Schalterbetriebsparameter für den Schalter (T0)
graduell anzupassen, um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit des Schalters (T0) von
der ersten Zeit auf die zweite Zeit näherungsweise konstant zu halten und
einen durchschnittlichen Betrag eines an die Last fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
12. Treiber zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung, wobei
der Treiber (12) aufweist:
einen Controller (24), der dazu ausgebildet ist:
festzulegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung an
einem Knoten des Schalters (T0) gehört zu einer zweiten Zeit, die zu einem
zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört, angepasst wird;
die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite
Zeit graduell anzupassen, wobei das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das
graduelle Erhöhen oder Verringern einer Schaltperiode ausgehend von einer
Schaltperiode, die zu der ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die zu
der zweiten Zeit
führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit mehrere
Zwischenzeiten annimmt, die zu Spannungen außerhalb eines Spannungstals
in der oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters gehören (T0),
und
einen oder mehr Schalterbetriebsparameter für den Schalter (T0)
graduell anzupassen, um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit des Schalters (T0) von
der ersten Zeit auf die zweite Zeit näherungsweise konstant zu halten und
einen durchschnittlichen Betrag eines an die Last fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
Im Prüfungsverfahren vor dem DPMA sind folgende Druckschriften genannt
worden:
D1 US 2002/0085394 A1,
D2 US 6 341 073 B1.
Wegen des Wortlauts der direkt oder
indirekt auf die nebengeordneten
Patentansprüche 1, 6 und 12 rückbezogenen Patentansprüche 2 bis 5, 7 bis 11 und
13 bis 17 sowie weiterer Einzelheiten wird auf die Akte verwiesen.
II.
Die statthafte und auch sonst zulässige Beschwerde ist begründet mit der Folge,
dass das nachgesuchte Patent – unter gleichzeitiger Aufhebung des angefochtenen
Beschlusses – auf der Grundlage der nunmehr geltenden Unterlagen zu erteilen
war. Denn der zweifellos auf dem Gebiet der Technik liegende und gewerblich
anwendbare Gegenstand des geltenden Patentanspruchs 1, der nicht über den
Inhalt der Anmeldung in der ursprünglich eingereichten Fassung hinausgeht
(§ 38 PatG), erweist sich gegenüber dem vorliegenden Stand der Technik als
Gegenstände der geltenden nebengeordneten Patentansprüche 6 und 12 einer
Patenterteilung zugänglich.
1. Die Anmeldung beschäftigt sich mit dem Steuern eines Stroms oder einer
Spannung an einer Last mit einem Treiber (Abs. 0001 der geltenden Beschreibung).
Generell könne ein Treiber dazu verwendet werden, die Menge des durch eine Last
fließenden Stroms zu steuern, um einen Ziel-Durchschnittswert eines die Last
durchfließenden Stroms beizubehalten, oder um einen Ziel-Durchschnittswert einer
Spannung an der Last beizubehalten, wobei der Treiber beispielsweise steuere, wie
lange Strom durch die Last fließe und wie oft Strom durch die Last fließe, um einen
gewünschten durch die Last fließenden Durchschnittsstrom beizubehalten oder um
die gewünschte Durchschnittsspannung an der Last beizubehalten (Abs. 0002).
Es sei bekannt, einen Sperrwandler im quasi-resonanten Betrieb zu betreiben,
wobei ein Schalter des Sperrwandlers zu Beginn einer jeden Ansteuerperiode dann
eingeschaltet werde, wenn eine Spannung über dem Schalter eines von mehreren
lokalen Minima (Täler) erreiche. Hierzu würden während einer Ansteuerperiode des
Schalters, bei der in einem bestimmten der mehreren Täler eingeschaltet worden
sei, verschiedene Parameter ermittelt. Basierend auf diesen Parametern würden
Einschaltdauern und Schaltfrequenzen ermittelt, die auftreten würden, wenn die
Leistungsaufnahme unverändert bliebe, allerdings in einem anderen der mehreren
Tälern eingeschaltet würde. Basierend auf den so ermittelten Einschaltdauern und
Schaltfrequenzen werde dann entschieden, in welchem der Täler in den nächsten
Ansteuerperioden eingeschaltet werden solle (Abs. 0002a).
Zudem sei ein Verfahren bekannt, bei dem eine neue Ansteuerperiode eines
Schalters jeweils dann beginnen solle, wenn ein lokales Minimum (Tal) einer
Spannung über dem Schalter vorliege. In einem Optimierungsprozess, der
beispielsweise beim Hochfahren des Sperrwandlers stattfinden könne, würden
dabei Verlustleistungen ermittelt, die beim Einschalten in den einzelnen Tälern
auftreten könnten, um dann den Schalter jeweils in dem Tal einzuschalten, für das
die minimale Verlustleistung ermittelt worden sei. In dem Optimierungsprozess
werde durch Variieren einer Ausschaltzeit des Schalters zunächst ein erstes der
Täler ermittelt und basierend auf den Messungen, die beim Ermitteln des ersten der
Täler gewonnen wurden, würden dann die Positionen weiterer Täler ermittelt.
Danach werde dasjenige der Täler ermittelt, bei dem die geringsten
Leistungsverluste auftreten würden, um den Sperrwandler basierend auf diesem Tal
zu betreiben (Abs. 0002b).
Weiter ist der Beschreibung zu entnehmen, dass sich der Betrag des Stroms, der
durch die Last fließen solle, ändern können müsse, um einen Zielstrom- oder -
spannungspegel zu erreichen. Beispielsweise könne im Fall eines Leuchtdioden-
Treibers ein Anwender die LEDs dimmen oder heller machen, was eine
Verringerung bzw. Erhöhung des Betrags des Stroms erfordere, der durch die Last
fließen müsse. Eine Änderung des Betrags des Stroms, der durch die Last fließen
müsse, erfordere eine Anpassung der Zeit, zu der der Schalter eingeschaltet werde.
Dies könne dann möglicherweise auf einen Zeitpunkt fallen, zu dem die
oszillierende Spannung einen Spannungspegel außerhalb eines Tals aufweise, und
könne somit zu einem ineffizienten Schalten führen (Abs. 0024).
In der oszillierenden Spannung gebe es jedoch mannigfache Spitzen und Täler. In
einigen Fällen könne es, wenn sich der Zeitpunkt, zu dem der Schalter
einzuschalten sei, ändere, möglich sein, den Schalter in einem nachfolgenden oder
vorhergehenden Tal einzuschalten. In diesem Fall werde die Schalteffizienz
aufrechterhalten oder nur geringfügig beeinflusst, weil der Schalter immer noch in
einem Spannungstal einschalte, wenn auch in einem anderen Spannungstal.
Allerdings verursachten derartige plötzliche Änderungen des Zeitpunkts, zu dem der
Schalter einschalte, einen schrittweisen Sprung des Betrags des Stroms, der durch
die Last fließe, was ein Benutzer bei LEDs als unerwünschtes Flackern
wahrnehmen könne (Abs. 0025 und 0026).
Der Erfindung liege daher die Aufgabe zugrunde, ein optimiertes Verfahren zum
Steuern einer einer Last zugeführten Leistung unter Verwendung eines Schalters,
ein entsprechendes Treibersystem und einen Treiber zur Verfügung zu stellen,
wobei stufenweise Sprünge des Betrags des Stroms, der durch die Last fließe,
vermieden werden sollten; im Kontext einer Beleuchtung bestehe die zu lösende
Aufgabe darin, ein unerwünschtes Flackern von LEDs, wenn diese gedimmt oder
heller gemacht würden, zu vermeiden (Abs. 0002c und Abs. 0026).
2. Gelöst werde diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1,
ein Treibersystem gemäß Patentanspruch 6 und einen Treiber gemäß
Patentanspruch 12.
Der geltende Patentanspruch 1 vom 15. Dezember 2021 lässt sich wie folgt
gliedern:
1.1 Verfahren zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung, wobei
das Verfahren aufweist:
1.2 Festlegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten Zeit,
die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung an
einem Knoten des Schalters (T0) gehört, zu einer zweiten Zeit, die zu
einem zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört,
angepasst wird;
1.3 wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, graduelles Anpassen der Einschaltzeit des
Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit, wobei
1.4 das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen oder
Verringern einer Schaltperiode ausgehend von einer Schaltperiode, die zu
der ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit
führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten
annimmt, die zu Spannungen außerhalb eines Spannungstals in der
oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters (T0) gehören;
1.5 graduelles Anpassen von einem oder mehr Schalterbetriebsparametern
für den Schalter (T0), um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit
auf die zweite Zeit im Wesentlichen konstant zu halten und einen
durchschnittlichen Betrag eines an die Last
fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
3. Vor diesem Hintergrund legt der Senat seiner Entscheidung als zuständigen
Fachmann einen Ingenieur der Fachrichtung Elektrotechnik (Diplom oder Master)
zugrunde, der über eine mehrjährige Berufserfahrung auf dem Gebiet der
Entwicklung von Schaltnetzteilen verfügt.
4. Einige Merkmale des geltenden Patentanspruchs 1 bedürfen der Erläuterung:
4.1 Patentanspruch 1 ist gemäß Merkmal 1.1 auf ein Verfahren zum Steuern
einer einer Last zugeführten Leistung gerichtet, wobei der Fachmann der
Beschreibung (Abs. 0001) sowie den nebengeordneten Patentansprüchen 6 und 12
entnimmt, dass das Steuern der der Last zugeführten Leistung mit einem Treiber
erfolgt.
Beispielhaft ist in der Beschreibung ausgeführt, der Treiber sei ein Leuchtdioden-
(LED)-Treiber, der eingesetzt werde, um den Betrag des Stroms zu steuern, der
durch die LEDs fließe, die mit dem Treiber 12 verbunden seien, so dass der
durchschnittliche Betrag des Stroms, der durch die LEDs fließe, sich auf einem
Zielstrompegel befinde (Abs. 0018). Dabei wird gemäß Figur 1 die Schaltung mit
einer gleichgerichteten Wechselspannung versorgt, die über einen Sperrwandler 14
der aus LEDs bestehenden Last 13 zugeführt wird (vgl. auch Absatz 0039).
4.2 Gemäß Merkmal 1.2 wird in einem ersten Verfahrensschritt festgelegt, ob
eine Einschaltzeit des Schalters (T0) von einer ersten Zeit, die zu einem ersten
Spannungstal einer oszillierenden Spannung an einem Knoten des Schalters (T0)
gehört, zu einer zweiten Zeit, die zu einem zweiten Spannungstal der oszillierenden
Spannung gehört, angepasst werden soll.
Der Fachmann liest hier mit, dass der Treiber bereits festgelegt hat, dass eine
Änderung des Zeitpunkts erforderlich ist, zu dem der Schalter wieder eingeschaltet
wird, nachdem er ausgeschaltet worden war.
Im Falle eines LED-Treibers ist die Helligkeit der LEDs davon abhängig, wie groß
der Durchschnittslaststrom ist. Dieser ist umso größer, je länger der Anteil der
Einschaltdauer des Schalters T0 ist bzw. je früher der Schalter T0 wieder
eingeschaltet wird.
Daher
reagiert der Treiber nach
fachmännischem Verständnis auf eine
Anforderung, die Helligkeit der LEDs zu verändern, mit einer Veränderung des
(Wieder-)Einschaltzeitpunkts (vgl. auch Abs. 0068, 0078, 0079).
Die als einzustellende Einschaltzeit in Frage kommenden Zeiten, also die erste und
zweite Zeit, die jeweils zu einem Spannungstal in der oszillierenden Spannung
gehören, sind dem Treiber bekannt. Diese wurden basierend auf der ermittelten
Schwingungsperiode Tosc bestimmt, welche wiederum während des Einschaltens,
z.B. wenn das Treibersystem 10 mit der Eingangsquelle verbunden wird, durch die
Einschaltsteuerung 26 des Treibers 12 bestimmt wird (Abs. 0062, 0071, 0072,
0105).
4.3 Merkmal 1.3 legt fest, dass, wenn gemäß Merkmal 1.2 die Einschaltzeit des
Schalters von der ersten Zeit auf die zweite Zeit anzupassen ist, insoweit eine
graduelle Anpassung stattfindet.
Demnach erfolgt die Anpassung nicht sprunghaft von der Zeit eines Spannungstals
an die Zeit eines anderen Spannungstals (Abs. 0086), sondern allmählich in kleinen
Schritten.
4.4
In Merkmal 1.4 wird spezifiziert, dass das graduelle Anpassen entweder ein
graduelles Erhöhen oder ein graduelles Verringern einer Schaltperiode ausgehend
von einer Schaltperiode, die zu der ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die
zu der zweiten Zeit führt, sein kann.
Dabei ist die Formulierung „ausgehend von einer Schaltperiode, die zu der ersten
Zeit führt“ derart auszulegen, dass der Ausgangspunkt die zunächst eingestellte
Schaltperiode ist. Unter einer Schaltperiode versteht der Fachmann im Kontext der
Anmeldung einen Zyklus von einem Einschaltzeitpunkt bis zum nächsten (vgl. Fig.
2).
Figur 2
Dabei wird willentlich
in Kauf genommen, dass die Einschaltzeit
im
Anpassungsverlauf mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu Spannungen
außerhalb eines Spannungstals der oszillierenden Spannung, die an dem
ausgeschalteten Schalter T0 anliegt, gehören (Abs. 0106 bis 0108).
4.5 Gemäß Merkmal
1.5
ist
beansprucht,
einen
oder mehrere
Schalterbetriebsparameter des Schalters T0 graduell anzupassen, um die Leistung,
die der Last 13 zugeführt wird, während des graduellen Anpassens der Einschaltzeit
des Schalters T0 von der ersten Zeit auf die zweite Zeit näherungsweise konstant
zu halten und einen durchschnittlichen Betrag eines an die Last fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen Betrag
einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem Zielspannungspegel zu
halten.
Das graduelle Anpassen der Einschaltzeit auf ein anderes Spannungstal, wie zum
Merkmal 1.4 ausgeführt, bewirkt, dass der Laststrompegel oder der
Lastspannungspegel von dem Ziellaststrompegel oder dem Zielspannungspegel
abweicht, wobei eine Rückkopplungsregelschleife verwendet wird, um die
Schalterbetriebsparameter ebenso graduell anzupassen, um Abweichungen des
Laststrompegels oder des Lastspannungspegels von dem Ziellaststrompegel oder
dem Ziellastspannungspegel zu korrigieren (Abs. 0086).
5. Der nunmehr geltende Antrag
ist zulässig, da die vorgenommenen
Änderungen den Gegenstand der Anmeldung nicht erweitern (§ 38 Satz 2 PatG).
Der Senat legt dabei die mit Eingabe vom 21. April 2015, beim DPMA eingegangen
am 22. April 2015, überreichte deutsche Übersetzung der Anmeldeunterlagen
zugrunde, welche – abgesehen von im einzelnen mitgeteilten Korrekturen
offensichtlicher Unrichtigkeiten
– mit
der
ursprünglich
eingereichten
englischsprachigen Fassung übereinstimmt, was anwaltlich versichert wurde und
woran der Senat im Übrigen keine Zweifel hat.
5.1 Der geltende Patentanspruch 1 basiert auf dem ursprünglichen
Patentanspruch 19 und weist in gegliederter Fassung gegenüber letzterem folgende
(fett bzw. durchgestrichen hervorgehobene) Änderungen auf:
1.1 Verfahren zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung,
wobei das Verfahren aufweist:
1.2
Ffestlegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung an
einem Knoten des Schalters (T0) gehört, derart angepasst wird oder nicht,
dass ein Durchschnittsbetrag (engl.: "average amount") eines durch die Last
fließenden Stroms oder ein Durchschnittsbetrag (engl.: "average amount")
einer Spannung an der Last näherungsweise gleich einem Ziellaststrompegel
oder einem Zielspannungspegel ist; festlegen zu einer zweiten Zeit, die zu
einem zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört,
angepasst wird;
1.3 wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu
der zweiten Zeit angepasst wird, graduelles Anpassen der Einschaltzeit
des Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit, wobei
1.4
das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen
oder Verringern einer Schaltperiode ausgehend von einer
Schaltperiode, die zu der ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode,
die zu der zweiten Zeit führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit über eine
mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu einer Spannungen außerhalb
eines TSpannungstals in der oszillierenden Spannung an dem Knoten des
Schalters gehörent, basierend auf der Festlegung, die Einschaltzeit
anzupassen;
1.5
graduelles
Anpassen
von
einem
oder
mehr
Schalterbetriebsparametern für den Schalter (T0), um den Betrag von eine
Leistung, die der Last (13) zugeführt wird, während der graduellen
Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit auf die zweite Zeit im
Wesentlichen konstant zu halten und einen durchschnittlichen Betrag
eines an die Last fließenden Stroms näherungsweise auf einem
Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen Betrag einer Spannung
an der Last näherungsweise auf einem Zielspannungspegel zu halten.
Die geänderten Merkmale sind – neben der Hinzufügung von Bezugszeichen – den
folgenden Offenbarungsstellen der deutschen Übersetzung der ursprünglichen
Anmeldeunterlagen zu entnehmen:
Merkmal 1.1
PA 19,
Merkmal 1.2
PA 19, Verschiebung Teilmerkmal, nach Merkmal 1.5, zudem
in Fig. 5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0124,
0125 offenbart,
Merkmal 1.3
PA 19, zudem in Fig. 5 sowie in den diese beschreibenden
Absätzen 0124, 0125 offenbart,
Merkmal 1.4
PA 19, zudem in Fig. 5, sowie in den diese beschreibenden
Absätzen 0125, 0126 offenbart,
(Der Wortlaut „mehrere Zwischenzeiten“ ist zwar in den
ursprünglichen Unterlagen nicht zu finden. Der Sachverhalt als
solcher ergibt sich jedoch dem Fachmann in offensichtlicher
Weise aus Absatz 0108: „Um beispielsweise von N1 nach N2
zu wechseln, kann der Controller 24 die PWM-Einheit 32 dazu
veranlassen, die Schaltzeit graduell von N1 zuzüglich einer
Verzögerung zwischen 0 und Tosc graduell zu erhöhen. Die
ursprüngliche Schaltperiode kann N1 + 0 sein, dann N1 + 0,01,
dann N1 + 0,02, und so weiter, bis die Schaltperiode gleich ist
N1 + Tosc, was gleich ist N2.“)
Merkmal 1.5
PA 19 unter Aufnahme von Merkmalen des PA 20, zudem in
Fig. 5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0125 bis
0127 offenbart.
Die auf Patentanspruch 1 rückbezogenen geltenden Unteransprüche 2 bis 5
stimmen im Wesentlichen mit den ursprünglichen, auf Patentanspruch 19
rückbezogenen Unteransprüchen 21 bis 24 überein, wobei lediglich Bezugszeichen
ergänzt und im Patentanspruch 2 gegenüber dem ursprünglichen (übersetzten)
Patentanspruch 21 aus der Formulierung „während der graduellen Anpassung der
Einschaltzeit von der ersten Zeit auf die zweite Zeit einen Betrag (engl.: "amount")
eines durch den Schalter (T0) fließenden Stroms misst“ die Worte „Betrag (engl.:
"amount") eines“ gestrichen ist. Hierbei handelt es sich um keine unzulässige
Erweiterung i. S. d. § 38 Satz 2 PatG. Denn der Fachmann hat bereits in der
englischsprachigen Fassung des ursprünglichen Patentanspruchs 21 die Worte
„amount of current“ im Sinne von „Stromstärke“ verstanden. Insofern hat er die
Übersetzung in „Betrag des Stromes“ als offensichtlichen Fehler erkannt, da im
deutschen Sprachgebrauch „Messung des Stromes“ synonym, wenn auch
verkürzend, für den zutreffenden Wortlaut „Messung der Stromstärke“ verwendet
wird.
5.2 Der geltende nebengeordnete Patentanspruch 6 basiert auf dem
ursprünglichen Patentanspruch 25 und weist in gegliederter Fassung gegenüber
letzterem folgende (fett bzw. durchgestrichen hervorgehobene) Änderungen auf:
6.1 Treibersystem zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung,
wobei das System aufweist:
einen Transformator, der eine Primärseite aufweist, die eine erste
Wicklung (16) aufweist, und eine Sekundärseite, die eine zweite
Wicklung (18) aufweist, wobei die Last (13) mit der zweiten Wicklung (18)
verbunden ist;
einen Schalter (T0), der mit der ersten Wicklung (16) gekoppelt ist; und
einen Treiber (12), der mit dem Schalter (T0) gekoppelt ist und der dazu
ausgebildet ist:
6.2
festzulegen, ob eine Einschaltzeit des Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung
an einem Knoten des Schalters (T0) gehört, derart angepasst wird oder
nicht, dass ein Durchschnittsbetrag (engl.: "average amount") eines
durch die Last fließenden Stroms oder ein Durchschnittsbetrag (engl.:
"average amount") einer Spannung an der Last näherungsweise gleich
einem Ziellaststrompegel oder einem Zielspannungspegel ist; zu einer
zweiten Zeit festzulegen [sic!], die zu einem zweiten Spannungstal in der
oszillierenden Spannung gehört, angepasst wird;
6.3 wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, die Einschaltzeit des Schalters von der
ersten Zeit auf die zweite Zeit graduell anzupassen, wobei
6.4 das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen
oder Verringern einer Schaltperiode ausgehend von einer
Schaltperiode, die zu der ersten Zeit
führt, bis zu einer
Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit führt, umfasst, so dass die
Einschaltzeit über eine mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu einer
Spannungen außerhalb eines SpannungstTals in der oszillierenden
Spannung an dem Knoten des Schalters gehörten, graduell anzupassen;
6.5 basierend auf der Festlegung, die Einschaltzeit anzupassen, graduell
anzupassen; und einen oder mehr Schalterbetriebsparameter für den
Schalter (T0) graduell anzupassen, um den Betrag von eine Leistung,
die der Last (13) zugeführt wird, während der graduellen Anpassung der
Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit
näherungsweise konstant zu halten und einen durchschnittlichen
Betrag eines an die Last fließenden Stroms näherungsweise auf
einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen Betrag einer
Spannung
an
der
Last
näherungsweise
auf
einem
Zielspannungspegel zu halten.
Die geänderten Merkmale sind – neben der Hinzufügung von Bezugszeichen – den
folgenden Offenbarungsstellen der Übersetzung der Anmeldeunterlagen zu
entnehmen:
Merkmal 6.1
PA25,
Merkmal 6.2
PA25, Verschiebung Teilmerkmal nach Merkmal 6.5, zudem in
Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0124, 0125
offenbart,
Merkmal 6.3
PA25, zudem in Fig.5 sowie in den diese beschreibenden
Absätzen 0124, 0125 offenbart,
Merkmal 6.4
PA25 unter Aufnahme von Merkmalen des PA26, zudem in
Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0125, 0126
offenbart,
Merkmal 6.5
PA25 unter Aufnahme von Merkmalen des PA26, zudem in
Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0125 bis
0127 offenbart.
Die auf Patentanspruch 6 rückbezogenen geltenden Unteransprüche 7 bis 11
stimmen im Wesentlichen mit den ursprünglichen, auf Patentanspruch 25
rückbezogenen Unteransprüchen 27 bis 31 überein, wobei die – offensichtlich
unrichtige – Patentkategorie korrigiert wurde und zudem Bezugszeichen ergänzt
wurden. Hinsichtlich der im Patentanspruch 8 gegenüber dem ursprünglichen
(übersetzten) Patentanspruch 28 vorgenommenen Änderungen (Streichung der
Worte „Betrag (engl.: "amount") eines“) gelten die obigen Ausführungen zu
Patentanspruch 2 unter Punkt 5.1 entsprechend, so dass es sich auch insoweit um
keine unzulässige Erweiterung handelt.
5.3 Der geltende nebengeordnete Patentanspruch 12 basiert auf dem
ursprünglichen Patentanspruch 32 und weist in gegliederter Fassung gegenüber
letzterem folgende (fett bzw. durchgestrichen hervorgehobene) Änderungen auf:
12.1 Treiber zum Steuern einer einer Last (13) zugeführten Leistung, wobei
der Treiber (12) aufweist:
einen Controller (24), der dazu ausgebildet ist:
12.2 festzulegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden
Spannung an einem Knoten des Schalters (T0) gehört, so angepasst
wird oder nicht, dass ein Durchschnittsbetrag (engl.: "average amount")
eines durch die Last fließenden Stroms oder ein Durchschnittsbetrag
(engl.: "average amount") einer Spannung an der Last näherungsweise
gleich einem Ziellaststrompegel oder einem Zielspannungspegel ist; zu
einer zweiten Zeit, die zu einem zweiten Spannungstal in der
oszillierenden Spannung gehört, angepasst wird;
eine zweite Zeit festzulegen, die zu einem zweiten Spannungstal in der
oszillierenden Spannung gehört;
12.3 die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite
Zeit graduell anzupassen, wobei das graduelle Anpassen der
Einschaltzeit das graduelle Erhöhen oder Verringern einer
Schaltperiode ausgehend von einer Schaltperiode, die zu der
ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit
führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit über eine mehrere
Zwischenzeiten annimmt, die zu einer Spannungen außerhalb eines
SpannungstTals in der oszillierenden Spannung an dem Knoten des
Schalters
(T0) gehörten, basierend auf der Festlegung, die
Einschaltzeit anzupassen, graduell anzupassen; und
12.4 einen oder mehr Schalterbetriebsparameter für den Schalter (T0)
graduell anzupassen, um den Betrag von eine Leistung, die der Last
(13) zugeführt wird, während der graduellen Anpassung der
Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit
näherungsweise konstant zu halten und einen durchschnittlichen
Betrag eines an die Last fließenden Stroms näherungsweise auf
einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen Betrag einer
Spannung
an
der
Last
näherungsweise
auf
einem
Zielspannungspegel zu halten.
Die geänderten Merkmale sind – neben der Hinzufügung von Bezugszeichen – den
folgenden Offenbarungsstellen der Übersetzung der Anmeldeunterlagen zu
entnehmen:
Merkmal 12.1
PA32,
Merkmal 12.2
PA32, Verschiebung Teilmerkmal nach Merkmal 12.4, zudem
in Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0124,
0125 offenbart,
Merkmal 12.3
PA32 unter Aufnahme von Merkmalen des PA33, zudem in
Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0125, 0126
offenbart,
Merkmal 12.4
PA32 unter Aufnahme von Merkmalen des PA33, zudem in
Fig.5 sowie in den diese beschreibenden Absätzen 0125 bis
0127 offenbart.
Die auf Patentanspruch 12 rückbezogenen geltenden Unteransprüche 13 bis 17
entsprechen
im Wesentlichen den ursprünglichen, auf Patentanspruch 32
rückbezogenen Unteransprüchen 34 bis 38, wobei Bezugszeichen ergänzt wurden.
Hinsichtlich der im Patentanspruch 13 gegenüber dem ursprünglichen (übersetzten)
Patentanspruch 34 vorgenommenen Änderungen (Streichung der Worte „Betrag
(engl.: "amount") eines“) gelten die obigen Ausführungen zu Patentanspruch 2 unter
Punkt 5.1 entsprechend, so dass es sich auch insoweit um keine unzulässige
Erweiterung handelt.
5.4 Die geltenden Beschreibungsseiten 1 bis 9, 11, 12, 14 bis 21 und 23 bis 51
vom 3. Dezember 2024 wurden gegenüber den ursprünglichen (übersetzten)
Unterlagen wie folgt angepasst:
Abs. 0002a-0002c Aufnahme des ermittelten Stands der Technik und Anpassung
der Aufgabe an das geltende Patentbegehren,
Abs. 0049
Korrektur Übersetzungsfehler, Offenbarung siehe Fig.2,
Abs. 0057
Korrektur Übersetzungsfehler, Offenbarung siehe Fig.2,
Abs. 0061
Korrektur Übersetzungsfehler,
Abs. 0062
Korrektur „wenn der Schalter ausgeschaltet wird“ in „wenn der
Schalter ausgeschaltet ist“ gemäß der Offenbarung in den
ursprünglichen englischsprachigen Anmeldeunterlagen,
Abs. 0063
Korrektur „Toff“ in „toff“ basierend auf den ursprünglichen
englischsprachigen Anmeldeunterlagen,
Abs. 0091
Gleichung 2 und 3, Korrektur eines offensichtlichen Fehlers
nach Umformung der Gleichung, Entnahme Klammern,
Abs. 0094
Gleichung 6, Korrektur 1+Tosc/T2/2 in 1-Tosc/T2/2,
Korrektur eines offensichtlichen Fehlers, siehe Gleichung 3
Abs. 0091,
Abs. 0101
Gleichung 8 und 9, Korrektur eines offensichtlichen Fehlers
nach Umformung der Gleichungen, Entnahme Klammern,
Abs. 0101
Gleichung 9, Korrektur
Ipk1 = Ipk2*sqrt((T2+Tosc)/T2) = Ipk2*sqrt(1+Tosc/T2) in
Ipk1 = Ipk2*sqrt((T2-Tosc)/T2) = Ipk2*sqrt(1-Tosc/T2),
Korrektur eines offensichtlichen Fehlers, siehe Gleichungen
Abs. 0091,
Abs. 0102
Gleichung 11, Korrektur
Ipkl = Ipk2*(1+Tosc/T2/2) = Ipk2*(T2+Tosc/2)/T2 in
Ipkl = Ipk2*(1-Tosc/T2/2) = Ipk2*(T2-Tosc/2)/T2,
Korrektur eines offensichtlichen Fehlers, siehe Gleichungen
Abs. 0091.
5.5 Die geltenden Beschreibungsseiten 10, 13 und 22 vom 9. Dezember 2024
enthalten die folgenden Änderungen:
S.10 Abs. 0022
Korrektur “bei ausgeschaltetem Schalter X
ist”
in “bei
ausgeschaltetem Schalter Y
ist”, basierend auf den
ursprünglichen englischsprachigen Anmeldeunterlagen,
S.13 Abs. 0031
Korrektur “nach der Laufzeit der Abschaltdauer” in “nach der
Laufzeit der Einschaltdauer” basierend auf den ursprünglichen
englischsprachigen Anmeldeunterlagen,
S.22 Abs. 0054
Korrektur Satzstellung der Übersetzung basierend auf den
ursprünglichen englischsprachigen Anmeldeunterlagen,
Nach alledem geht die geltende Beschreibung in zulässiger Weise auf die
ursprünglichen Unterlagen zurück.
5.6 Die geltenden Figuren stimmen mit der ursprünglich eingereichten Fassung
überein.
6. Der Gegenstand des geltenden Patentanspruchs 1 ist gegenüber dem
vorliegenden Stand der Technik neu (§ 3 PatG) und beruht diesem gegenüber auch
auf einer erfinderischen Tätigkeit (§ 4 PatG).
6.1 Keine der im Verfahren befindlichen Druckschriften nimmt den Gegenstand
des Patentanspruchs 1 neuheitsschädlich vorweg.
Die von der Prüfungsstelle entgegengehaltenen Druckschriften D1 und D2
beschäftigen sich allgemein mit Gleichstromversorgungen für elektronische Geräte,
insbesondere mit verbesserten Verfahren für einen effizienten Betrieb eines
Schaltnetzteils.
6.1.1 Die Druckschrift D1 (= US 2002/0085394 A1) bezieht sich im Allgemeinen
auf Stromversorgungen für elektronische Geräte und insbesondere auf ein
Verfahren zum Steuern eines sanften Schaltens eines Schalters eines
Sperrwandlers. Allgemein sei bekannt, dass ein MOSFET-Schalter in einem der
Täler einer Drain-Spannung des MOSFET-Schalters von einem AUS-Zustand in
einen EIN-Zustand überführt werden könne, wobei die Auswahl des Tales im
Hinblick auf eine vom Sperrwandler an eine Last übertragene Ausgangsleistung
erfolge (Abs. 0002, 0004).
Ziel sei eine Verbesserung eines Steuerverfahrens zum sanften Schalten eines
Schalters eines Sperrwandlers, wobei berücksichtigt werden solle, dass zwei oder
mehr Täler der Drainspannung VD1 akzeptablen Schaltfrequenzen für die
Drainspannung VD1 entsprechen können. Darüber hinaus sollen weitere
Leistungsparameter des Sperrwandlers, wie beispielsweise ein effizienter Betrieb,
berücksichtigt werden
(Abs. 0006). Es wird hierzu eine
reflektierte
Sekundärspannung des Sperrwandlers als Funktion der Abtastung der Drain-
Spannung bestimmt sowie ein Durchschnittswert eines Eingangsstroms des
Sperrwandlers für ein erstes Schalttal der Drain-Spannung während einer ersten
Schaltzeitperiode. Basierend
darauf
erfolgt
ein Vorhersagen
einer
Einschaltzeitspanne einer zweiten Schaltzeitspanne für den Schalter für jedes Tal
der Drain-Spannung, wobei die zweite Schaltzeitspanne auf die erste
Schaltzeitspanne folgt. Die Schaltfrequenz wird für jedes Tal der Drain-Spannung
während der zweiten Schaltzeitspanne vorhergesagt und geprüft, ob die jeweiligen
Schaltfrequenzen akzeptabel sind. Eine Schaltfrequenz gilt dabei als akzeptabel,
wenn sie innerhalb der Spezifikation des Schaltfrequenzbereichs liegt. Wenn mehr
als eine Schaltfrequenz als akzeptabel erachtet wird, werden ein oder mehrere
Leistungsparameter auf jede der akzeptierten Schaltfrequenzen angewendet und
für jede akzeptierte Schaltfrequenz eine Eingangsleistung PIN berechnet. Die
Schaltfrequenz mit der niedrigsten Eingangsleistung PIN wird als Schaltfrequenz für
nachfolgende Schaltzeiträume ausgewählt, solange die Last Z konstant bleibt
(Fig.5, Abs. 0028-0041).
Gemäß D1 werden basierend auf der Messung eines ersten Schaltzeitraumes
Berechnungen zur Ermittlung von möglichen Schaltfrequenzen und eine
Leistungsbestimmung für jede akzeptierte Schaltfrequenz ausgeführt, wobei eine
optimale Schaltfrequenz und damit eine Einschaltzeit ermittelt und für den folgenden
Schaltzeitraum angewendet wird. Wird eine zum ersten Schaltzeitraum
verschiedene Schaltfrequenz bzw. Einschaltzeit festgestellt, erfolgt ein Übergang
von einer ersten Einschaltzeit auf eine zweite Einschaltzeit unmittelbar für den
nächsten Schaltzeitraum, was einer sprunghaften Anpassung gleichkommt.
D1 zeigt somit keine graduelle Anpassung, bei der die Einschaltzeit von einer ersten
Einschaltzeit auf eine zweite Einschaltzeit unter Anwendung von Zwischenzeiten
angepasst wird, die zu einer Spannung außerhalb eines Spannungstals in der
oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters gehören. Vielmehr werden
mehrere mögliche Einschaltzeiten, welche zu einem ersten und mindestens zweiten
Spannungstal gehören, bestimmt und nachfolgend die Einschaltzeit mit der
niedrigsten Eingangsleistungsanforderung unmittelbar als nächste Einschaltzeit
gewählt, das heißt sprunghaft angepasst.
Aus der D1 ist hinsichtlich des geltenden Patentanspruchs 1 lediglich Folgendes
bekannt:
1.1 Verfahren zum Steuern einer, einer Last (13) zugeführten Leistung,
wobei das Verfahren aufweist:
1.2 Festlegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung
an einem Knoten des Schalters (T0) gehört, zu einer zweiten Zeit, die zu
einem zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört,
angepasst wird;
1.3 wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, graduelles Anpassen der Einschaltzeit des
Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit, wobei
1.4 das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das Erhöhen oder Verringern
einer Schaltperiode ausgehend von einer Schaltperiode, die zu der
ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die zu der zweiten Zeit führt,
umfasst, so dass die Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten annimmt, die
zu Spannungen außerhalb eines Spannungstals in der oszillierenden
Spannung an dem Knoten des Schalters (T0) gehören;
1.5 graduelles Anpassen von einem oder mehr Schalterbetriebsparametern
für den Schalter (T0), um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit
auf die zweite Zeit im Wesentlichen konstant zu halten und einen
durchschnittlichen Betrag eines an die Last
fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
Somit ist das Verfahren gemäß geltendem Patentanspruch 1 gegenüber der Lehre
der D1 neu.
6.1.2 Die Druckschrift D2
(= US 6341073 B1)
behandelt
resonante
Schaltleistungsübertragungsgeräte und insbesondere verbesserte Verfahren zur
Analyse und zum Betrieb eines Schaltnetzteils für einen effizienten Betrieb über
einen weiten Leistungsabgabebereich (Sp.1 Z.7-10). Dabei soll der Nachteil der
bisher angewendeten Strategie, den Schalter im ersten Tal des Abschaltübergangs
zu aktivieren, um den Speicher wieder aufzuladen und die Ladezeit abhängig von
der Last anzupassen, welche zu übermäßigen Verlusten aufgrund von
Schaltineffizienzen führt, überwunden werden (Sp.1 Z.62 – Sp.2 Z.5).
Gemäß D2 soll eine digitale Steuerung für eine Stromversorgung bereitgestellt
werden, um auf einen Wirkungsgrad zu schließen und die Stromversorgung,
beispielsweise das Schalten des MOSFET, basierend auf dieser Variablen zu
steuern. Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung einer Steuerung für eine
Resonanzmodus-Stromversorgung, die in der Lage ist, einen gewünschten
Schwingungszyklus oder einen Teil eines Zyklus auszuwählen, z. B. ein lokales
Minimum ausgewählter Ordnung der gedämpften Schwingung nach einem
Schaltübergang in einer quasi-resonanten Steuerung, um einen Schaltübergang zu
bewirken (Sp.6 Z.11-21).
Hierzu wird ein Software-Steuerungsschema eingesetzt um die Dauer von Toff
adaptiv anzupassen bis der Minimalwert eines abgeleiteten Leistungsverlusts
erreicht ist. Dieser Optimierungsprozess kann beispielsweise beim Einschalten und
immer dann durchgeführt werden, wenn sich die Netzspannung oder die
Lastbedingungen ändern. Der Mikrocontroller 101 leitet die durch das Schalten
verbrauchte Leistung aus der Drain-Spannung Vd und bekannten statischen und
dynamischen Parametern der Schaltung ab. Der Zeitpunkt des Schaltübergangs in
Bezug auf die Schwingung des Schaltkreises – nachdem die Diode aufgehört hat
zu leiten – wird im Verlauf aufeinanderfolgender Betriebszyklen schrittweise variiert,
wodurch die während des Schaltens verbrauchte Leistung dem relativen Zeitpunkt
zugeordnet wird. Nachdem die Zuordnung abgeschlossen ist, steuert der
Mikrocontroller 101 den Schalter des MOSFET Q 115 kontinuierlich, um ihn zum
optimalen
Zeitpunkt
zu
schließen
und
so
die
geringstmöglichen
Schaltleistungsverluste zu erzielen (Sp.7 Z.18-52).
Gemäß D2 werden digitale Steuerungstechniken eingesetzt, um es dem QRC
(Quasi-Resonant Converter) zu ermöglichen, selektiv bei jedem der lokalen Minima
der Drain-Spannung einzuschalten, einschließlich des ersten Tals, des zweiten Tals
oder aller Täler höherer Ordnung. Die Entscheidung, welches Tal ausgewählt wird,
basiert beispielsweise auf berechneten Ergebnissen zum
tatsächlichen
Schaltleistungsverlust (Sp.8 Z.9-16). Die Drain-Spannung des Leistungs-MOSFET
wird mit einem schnellen Analog-Digital-Wandler abgetastet und diese abgetasteten
Datenpunkte werden zur Analyse in einen Mikrocontroller eingespeist. Das
Steuerprogramm kann dann ermitteln, wo sich die lokalen Minima befinden, und
somit die Periode der Resonanzschwingung bestimmen (Sp.8 Z.26-31). Hierfür ist
ein Suchalgorithmus beschrieben, um basierend auf einem Scanning der Drain-
Spannung lokale Minima zu finden, wobei die Einschaltzeit schrittweise erhöht und
die Ausschaltzeit entsprechend angepasst wird. Basierend auf gemessenen Werten
kann die Eingangsspannung Vdc sowie die reflektierte Ausgangsspannung Vr
berechnet werden, ebenso wie der Schaltleistungsverlust. Zudem kann die Zeit
bestimmt werden, die die Drain-Spannung benötigt, um von ihrem flachen Teil auf
ihren niedrigsten Punkt zu fallen. Dies ist die Zeitkonstante des Resonanzkreises,
welche in diesem Fall aus der tatsächlichen Wellenform bestimmt wird (Sp.8 Z.32 –
Sp.9 Z.8).
Figur 4 der D2, welche ein Flussdiagramm für eine digitale Steuerung zum
Erkennen eines ersten Tals in einer Wellenform darstellt, zeigt dabei ein graduelles
Erhöhen der Einschaltzeit, welches dem Finden des ersten Spannungstals dient.
Figur 5, welche ein Flussdiagramm für eine digitale Steuerung zum Schätzen der
Lage des N+1ten Tals ausgehend von der Lage des Nten Tals in einer Wellenform
zeigt, führt hingegen von einer graduellen Anpassung weg. Vielmehr wird basierend
auf gesammelten
Informationen die Lage eines N+1ten Spannungstals
angenommen und in dieses direkt gewechselt. Dazu wird die Ausschaltzeit
angepasst, um im zweiten Spannungstal zu landen, was einen sprunghaften
Wechsel darstellt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 5 dient der Algorithmus dem
Finden des minimalen Leistungsverlustes, wobei zunächst ein Leistungsverlust für
das N+1ten Tal bestimmt wird. Wenn dieser niedriger ist als der Wert für das Nte
Tal, geht man davon aus, sich in die richtige Richtung zu bewegen. In ähnlicher
Weise kann zu einem dritten oder höheren Tal gesprungen und ein Leistungsverlust
berechnet werden. Somit wird detektiert, welches Tal den niedrigsten
Schaltleistungsverlust ergibt, und dieses kann gewählt werden. Dass dabei ein
sprunghafter Wechsel zwischen den Tälern ausgeführt wird, ist insbesondere auch
Anspruch 6 sowie den Figuren 7E und 7F zu entnehmen, welche von einem Sprung,
zum Beispiel „Jump to second valley and search for local minimum“ bzw. „Jump to
third valley and search for local minimum“ sprechen.
Die D2 zeigt einen optimierten Suchalgorithmus zur Detektion des Spannungstales
mit dem niedrigsten Schaltleistungsverlust. Dabei wird zum Auffinden eines
Spannungstals ein graduelles Erhöhen einer Einschaltzeit ausgeführt, was jedoch
nicht dem Übergang von einem bereits bekannten Spannungstal in ein weiteres
zuvor ausgewähltes Spannungstal dient.
Somit sind der D2 lediglich folgende Merkmale des Patentanspruchs 1 zu
entnehmen:
1.1 Verfahren zum Steuern einer, einer Last (13) zugeführten Leistung,
wobei das Verfahren aufweist:
1.2 Festlegen, ob eine Einschaltzeit eines Schalters (T0) von einer ersten
Zeit, die zu einem ersten Spannungstal in einer oszillierenden Spannung
an einem Knoten des Schalters (T0) gehört, zu einer zweiten Zeit, die zu
einem zweiten Spannungstal in der oszillierenden Spannung gehört,
angepasst wird;
1.3 wenn die Einschaltzeit des Schalters (T0) von der ersten Zeit zu der
zweiten Zeit angepasst wird, graduelles Anpassen der Einschaltzeit des
Schalters (T0) von der ersten Zeit auf die zweite Zeit, wobei
1.4 das graduelle Anpassen der Einschaltzeit das graduelle Erhöhen oder
Verringern einer Schaltperiode ausgehend von einer Schaltperiode, die
zu der ersten Zeit führt, bis zu einer Schaltperiode, die zu der zweiten
Zeit führt, umfasst, so dass die Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten
annimmt, die zu Spannungen außerhalb eines Spannungstals in der
oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters (T0) gehören;
1.5 graduelles Anpassen von einem oder mehr Schalterbetriebsparametern
für den Schalter (T0), um eine Leistung, die der Last (13) zugeführt wird,
während der graduellen Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit
auf die zweite Zeit im Wesentlichen konstant zu halten und einen
durchschnittlichen Betrag eines an die Last
fließenden Stroms
näherungsweise auf einem Zielstrompegel oder einen durchschnittlichen
Betrag einer Spannung an der Last näherungsweise auf einem
Zielspannungspegel zu halten.
Mithin ist das Verfahren gemäß geltendem Patentanspruch 1 gegenüber der Lehre
der D2 neu.
6.2 Der Gegenstand des geltenden Patenanspruchs 1 beruht gegenüber dem
vorliegenden Stand der Technik auch auf einer erfinderischen Tätigkeit, da er dem
Fachmann ausgehend sowohl von der Druckschrift D1 als auch von der Druckschrift
D2 – weder einzeln noch
in Kombination untereinander bzw. mit dem
fachmännischen Wissen – nicht nahegelegt wird.
So zeigt D1 keine graduelle Anpassung der Einschaltzeit derart, dass die
Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu Spannungen außerhalb
eines Spannungstals in der oszillierenden Spannung an dem Knoten des Schalters
gehören, wie gemäß den Merkmalen 1.3 und 1.4 beansprucht. Demzufolge ist der
D1 kein graduelles Anpassen von einem oder mehr Schalterbetriebsparametern für
den Schalter, um eine Leistung, die der Last zugeführt wird, während der graduellen
Anpassung der Einschaltzeit von der ersten Zeit auf die zweite Zeit - über mehrere
Zwischenzeiten hinweg - im Wesentlichen konstant zu halten, gemäß Merkmal 1.5
zu entnehmen. Der Fachmann wird auch nicht angeregt, dies in Erwägung zu
ziehen, da der D1 hinsichtlich der Anwendung der sprunghaften Anpassung der
Einschaltzeit keinerlei Nachteile, welche sich dadurch ergeben könnten, zu
entnehmen sind.
Die D2 zeigt ein graduelles Anpassen einer Einschaltzeit, insbesondere ein
graduelles Erhöhen von einer anfänglichen Schaltperiode zu einer zweiten
Schaltperiode, wobei die Einschaltzeit mehrere Zwischenzeiten annimmt, die zu
Spannungen außerhalb eines Spannungstals in der oszillierenden Spannung an
dem Knoten des Schalters gehören, als Teil eines optimierten Suchalgorithmus zur
Detektion eines Spannungstales mit dem niedrigsten Schaltleistungsverlust. Dabei
ist in der D2 ein erstes Spannungstal zunächst nicht bekannt, sondern soll mittels
des graduellen Anpassens der Einschaltzeit ermittelt werden. Hierzu wird
schrittweise die Einschaltzeit erhöht, während die Drain-Spannung ermittelt wird,
um das vorherige lokale Minimum 202 zu finden. Nachfolgend wird die Ausschaltzeit
so angepasst, dass die neue Periode irgendwo im vorherigen Tal 203 landet, wie in
Figur 7B gezeigt. Jeder vorgeschlagene Betriebspunkt wird getestet, um
festzustellen, ob es sich um das erste Tal 204 handelt. Innerhalb weniger Iterationen
bringt der Suchalgorithmus die Ausschaltzeit in die Nähe des ersten Tals 221, wie
in Figur 7C gezeigt. Wenn das erste Tal erreicht ist, können Informationen aus der
Drain-Wellenform 205 gesammelt werden, wie in Figur 7D gezeigt. Auf Grundlage
der gesammelten Informationen können dann Vermutungen angestellt werden, wo
sich das zweite Tal 222 befindet. Die Ausschaltzeit wird nun angepasst, um im
vermuteten zweiten Tal zu landen. Dieser Formulierung entnimmt der Fachmann,
dass hier in das vermutete Spannungstal gesprungen wird. Nachfolgend kann dann
durch eine graduelle Anpassung der reale Minimalpunkt (das „Tal“) bestimmt
werden.
Somit zeigt die D2 eine von der Erfindung abweichende Anwendung des graduellen
Anpassens, wobei diese nach der dortigen Lehre zur Ermittlung der Spannungstäler
an sich, insbesondere zur Ermittlung des ersten Spannungstales angewendet wird.
Die D2 zeigt zudem keinen vollständigen Übergang von einem ersten zu einem
zweiten vermuteten Spannungstal unter Anwendung eines graduellen Anpassens
der Einschaltzeit, vielmehr wird zunächst in das vermutete zweite Spannungstal
gesprungen und erst nachfolgend mittels eines graduellen Anpassens der
Einschaltzeit das lokale Minimum gesucht (Sp.8 Z.32 – Sp.9 Z.14).
Der Fachmann wird durch die Ausführungen der D2 auch nicht angeregt, das
graduelle Anpassen der Einschaltzeit für einen Wechsel von einem ersten zu einem
zweiten Spannungstal, wie mit den Merkmalen 1.2 bis 1.4 des Patentanspruchs 1
beansprucht, vorzusehen.
Weder der Druckschrift D1 noch der Druckschrift D2 ist somit ein Hinweis auf die
Möglichkeit zu entnehmen, ein Verfahren, das die Merkmale 1.1 bis 1.5 umfasst,
auszuführen.
Es ist auch nicht erkennbar, welchen Anlass der Fachmann aufgrund seines
Fachwissens haben sollte, die aus den Druckschriften D1 und D2 bekannten
Verfahren entsprechend auszugestalten.
7. Die vorstehenden Ausführungen zu dem beanspruchten Verfahren gemäß
Patentanspruch 1 gelten in entsprechender Weise auch für das Treibersystem
gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 6 sowie für den Treiber gemäß dem
nebengeordneten Patentanspruch 12.
8. Da auch die übrigen geltenden Unterlagen nunmehr die an sie zu stellenden
Anforderungen erfüllen, war das Patent – unter gleichzeitiger Aufhebung des
angefochtenen Beschlusses – antragsgemäß zu erteilen.
Rechtsmittelbelehrung
Gegen diesen Beschluss steht den an dem Beschwerdeverfahren Beteiligten das
Rechtsmittel der Rechtsbeschwerde zu (§ 99 Abs. 2, § 100 Abs. 1, § 101 Abs. 1 PatG).
Nachdem der Beschwerdesenat in dem Beschluss die Einlegung der Rechtsbeschwerde
nicht zugelassen hat,
ist die Rechtsbeschwerde nur statthaft, wenn einer der
nachfolgenden Verfahrensmängel durch substanziierten Vortrag gerügt wird (§ 100 Abs. 3
PatG):
1.
2.
3.
4.
Das beschließende Gericht war nicht vorschriftsmäßig besetzt.
Bei dem Beschluss hat ein Richter mitgewirkt, der von der Ausübung des
Richteramtes kraft Gesetzes ausgeschlossen oder wegen Besorgnis der
Befangenheit mit Erfolg abgelehnt war.
Einem Beteiligten war das rechtliche Gehör versagt.
Ein Beteiligter war im Verfahren nicht nach Vorschrift des Gesetzes
vertreten, sofern er nicht der Führung des Verfahrens ausdrücklich oder
stillschweigend zugestimmt hat.
5.
Der Beschluss ist aufgrund einer mündlichen Verhandlung ergangen, bei
der die Vorschriften über die Öffentlichkeit des Verfahrens verletzt worden
sind.
6.
Der Beschluss ist nicht mit Gründen versehen.
Die Rechtsbeschwerde ist von einer beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwältin
oder von einem beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt innerhalb eines
Monats nach Zustellung dieses Beschlusses beim Bundesgerichtshof, Herrenstraße 45 a,
76133 Karlsruhe, einzulegen (§ 102 Abs. 1, Abs. 5 Satz 1 PatG).
Musiol
Müller
Dorn
Hackl
Bundespatentgericht
(Aktenzeichen)
Verkündet am
9. Dezember 2024
…