芯片资料在开关电源领域检索中的作用
傅远 周倩
摘要：芯片资料是电源领域重要的技术资料，许多技术的改进都会体现其中，充分利用该部分资料可以有效地提高检索的效率。本文通过实际案例，对如何使用芯片资料进行检索进行了介绍。
关键词：芯片资料 开关电源 检索
引言
在开关电源领域的专利申请中，由于电路拓扑已经十分成熟，申请人越来越关注电路细节的改进，要求保护的技术方案也越来越多地涉及具体的电路结构，导致在审查时需要浏览大量文献，检索效率低下。而各个芯片公司对电路的改进也往往着眼于细微之处，这些芯片资料和设计文档提供了相当丰富的电路设计，合理利用这部分资料将有助于提高检索的效率。
一、芯片资料和设计文档资料的特点
开关电源电路具有小型化、模块化、集成度高等特点，在设计电路时，各类芯片成为了工程师的首选，著名的芯片公司有TI、PI、Infineon等，各个电源芯片公司的网站上都根据芯片的功能、用途、场合对其进行分类。利用每个芯片都有自己的相关设计文档，十分方便查阅，有的芯片公司甚至有自己的设计软件，可以根据电路类型选择合适的芯片，根据设计目标给出对应的设计文档以供参考，各个芯片公司的产品资料和它们的产品实例包含大量电路结构，熟悉和合理利用这些资料对开关电源类专利申请进行检索，往往可以达到事半功倍的效果。另外，开关电源领域技术发展迅猛，最新的技术一定程度上会体现在芯片资料中，使得这部分数据的技术高度相对较高，对于理解和检索技术方案也有帮助。本文根据不同的案例类型介绍这类资料在提高检索效率方面的作用。
二、芯片资料和设计文档在实际检索中的案例说明
（一）涉及具体芯片
【案例1】 免电池再生电源无线数字传感器
权利要求：5．根据权利要求1所述的免电池再生电源无线数字传感器，其特征在于，所述能源收集管理单元主芯片为LTC3588，当输入能源为机械能和电磁能时，PZ1端与PZ2端为输入端，当输入能源为太阳能时，PZ1端和GND为输入端；当输入电流大于20μA、小于50mA，电压大于400mV、小于20V时即可再生出电能，当主芯片LTC3588收集的能量达到额定数值，Vout端和PGOOD端输出连续的工作电压。
案例分析：权利要求5中具体提及能源收集管理单元主芯片为LTC3588，随后对该芯片的使用方法进行了限定，涉及一些具体的数值范围。针对LTC3588进行了检索，在其公司主页的产品搜索中对其进行搜索，重点浏览结果中和无线传感器相关的资料，得到了一篇文献《Energy Harvester Produces Power from Local Environment, Eliminating Batteries in Wireless Sensors》，该文献给出了将LTC3588芯片应用于现有技术中以达到收集环境中能量的技术启示。
案例启示：当申请文件中提及某具体芯片时，该芯片资料及其应用文档应当作为查阅的重点之一。开关电源是一个成熟的产品，为了占领市场，各芯片公司投入的科研力量十分巨大，从而使得芯片及其外围电路的功能处于同时代的先进行列，对检索起到一定的借鉴作用，例如，针对某专利申请日前后，芯片公司发布的类似电路进行分析，从而对发明的整体电路得出大致的判断；同时，芯片资料和电路也是工程人员设计开关电源电路的重要依据，从中可以得到很多重要的技术启示，有助于理解技术方案，提取关键词，甚至可以直接用作对比文件。
（二）涉及特定功能或控制方式
【案例2】 用于运行开关变换器的方法
权利要求：1．一种用于根据所谓的电流模式调节（1）来运行开关变换器的方法，其中给PWM控制器（1）输送用于确定变换器开关元件（S1）的断开时刻的电流测量信号，其特征在于，借助于比较器（2）将与所述电流测量信号成比例的电压同比较电压相比较，并且在超过所述比较电压的情况下断开所述变换器开关元件（S1），其中PWM控制器的内部齐纳二极管的击穿电压被定义为所述比较电压（2）。
案例分析：从上述独立权利要求1可以看出，其保护的是一种电流模式控制方法，而其进一步限定的技术特征（2）实际上是对电路结构的描述，即，需要检索一种电流模式的PWM控制器，在TI网站上利用Current mode、PWM、Zener等关键词进行检索，得到了电流控制芯片UC3842的一篇应用文档（见图1），公开了PWM控制器的内部齐纳二极管的击穿电压被定义为比较电压这一技术特征[1]，如图1所示，与另外一篇结合可以评述对比文件1的创造性。
图1 UC3842应用文档
案例启示：芯片厂商通常会设计不同的芯片以实现不同的功能，如PFC芯片可以进行功率因数调整，辅助电源芯片可以为主电路提供辅助电源，PWM芯片可以提供驱动信号等，当专利申请涉及特定功能或控制方式，而有具体芯片可以实现该功能或控制方式时，可重点关注此类芯片的资料，命中率较高。
（三）发明点在于对典型电路的微小改进
【案例3】 提高非对称数字用户环路调制解调器传输速率的开关电源
权利要求：
1．一种提高非对称数字用户环路调制解调器传输速率的开关电源，其特征在于，该开关电源包括输入整流电路、输入滤波电感、输入储能电容、箝位电路、变压器和开关电源控制器；所述输入滤波电感和输入储能电容组成滤波单元；电网交流电压依次经过所述输入整流电路、滤波单元、箝位电路为变压器的一次侧高压主绕组供电；所述变压器的输出绕组作为开关电源的输出端；所述开关电源控制器连接变压器的一次侧高压主绕组；在开关电源的箝位电路中增加吸收电阻，该吸收电阻串联在箝位电路中的二极管的阳极或阴极。
2．根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述输入滤波电感包括第一滤波电感和第二滤波电感；所述输入整流电路的输出正端通过所述第一滤波电感连接所述一次侧高压主绕组的上端点；所述输入整流电路的输出负端通过所述第二滤波电感接地。
3．根据权利要求1或2所述的开关电源，其特征在于，所述输入储能电容包括第一储能电容和第二储能电容；所述输入整流电路的输出正端和输出负端之间接有第一储能电容；所述第二储能电容连接在一次侧高压主绕组的上端点和地之间。
案例分析：权利要求1中的电路结构为典型的反激式开关电源，其对现有技术做出贡献的为图2中的标注的1和2，这些改进和限定都是对已有电路结构的细微变化，不容易提取检索要素，需要针对大量的对比文件进行对比，导致效率不高。
图2 案例3中的电路结构
PI公司的电源芯片，有着丰富的芯片系列和设计文档，在本案例中，通过在PI公司首页浏览产品选择指导书，发现LinkSwitch系列芯片与本申请的电路类型类似，在该系列的典型应用中进一步浏览，找到对比文件《AN-44应用指南LinkSwitch-Ⅱ产品系列设计指南》，其中有一种开关电源，在公开了反激式开关电源的基本结构的基础上，还公开了本发明的改进点[2]，从图3中可以看出，其能够很好地对应权利要求1～3。
图3
案例启示：芯片公司在设计芯片时，为了满足不同的设计要求，往往设计不同系列的芯片，如PI公司的TinySwitch系列电源芯片使用简单的开／关控制方式来稳定输出电压，而TopSwitch系列电源芯片适用于集成离线式开关；而针对同一系列的芯片，往往会设计大量的应用电路，对某一芯片的特定电路进行不同参数的测试，这对于发明点在于对现有电路进行微小改进或限定工作参数的发明检索非常有帮助。
三、结语
从上面的分析和案例中可以看到，开关电源领域的发展趋势决定了芯片资料和设计文档在该领域中的重要作用，熟悉和掌握这部分文献有助于提高检索效率，是传统数据库检索方式的重要补充。
参考文献
[1]THE UC3842/3/4/5 SERIES OF CURRENT-MODE PWM IC’S: 1-14.
[2]AN-44应用指南LinkSwitch-Ⅱ产品系列设计指南．POWER INTEGRATIONS: 1-20.