CN102594317B

CN102594317B - 具有电压极性转换的功率开关

Info

Publication number: CN102594317B
Application number: CN201110009067.8A
Authority: CN
Inventors: 曹先国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-01-10
Also published as: CN102594317A

Abstract

本发明提供一种具有电压极性转换的功率开关，用于大电流功率开关转化电压极性的开关电路。特别地，它采用两套开关电路结构，一套开关电路实现常规的功率开关电路功能，即导通或截止大电流、交换电流导通方向、交换负载电压正负极；另外一套开关电路实现开关中的负载电压维持与采样开关功能，用于控制电路的正确判断和控制，这样避免了连接大功率负载的功率开关在交换电流导通方向或者电压正负极时产生大电流毛刺或者大电流短路现象，保护了电路中的器件，使控制电路正确判断和控制，保障了功率开关电路的正常工作。

Description

具有电压极性转换的功率开关

技术领域

本发明涉及用于大电流功率开关转化电压极性的开关电路。特别地，它涉及一种将功率开关、电压维持与采样开关功能集成在一起的具有电压极性转换的功率开关。

背景技术

众所周知，连接大功率负载的功率开关在交换电流导通方向或者电压正负极时，会产生大电流毛刺或者大电流短路现象，这会导致电路中的器件工作发生异常，有时甚至烧毁器件，同时容易使控制电路发生误判。比如说在逆变电焊机中或者万能可充电池充电器中，都存在这种现象。

发明内容：

本发明就是为了解决前述问题而提出的，本发明提出了一种具有电压极性转换的功率开关，它分为功率开关电路和电压维持与采样开关电路两部分，将功率开关、电压维持与采样开关功能集成在一起，实现一种比较安全、比较理想的具有电压极性转换的功率开关。

本发明提出的一种具有电压极性转换的功率开关，包括：

功率开关管电路和电压维持与采样开关电路两部分，其中功率开关管电路包括：

第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1，它的源极与节点A1相连，它的漏极与节点Vo+相连，它的栅极与控制信号VC1相连；

第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2，它的源极与节点A1相连，它的漏极与节点Vo-相连，它的栅极与控制信号VC2相连；

第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3，它的源极与节点B1相连，它的漏极与节点Vo+相连，并且与所述第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1的漏极相连，它的栅极与控制信号VC3相连；和

第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，它的源极与节点B1相连，它的漏极与节点Vo-相连，并且与所述第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，它的栅极与控制信号VC4相连；

其中电压维持与采样开关电路包括：

第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5，它的源极与节点A2相连，它的漏极与节点Vo+相连，并且与所述第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1的漏极相连，同时与所述第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3的漏极相连，它的栅极与控制信号VC5相连；

第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6，它的源极与节点A2相连，它的漏极与节点Vo-相连，并且与所述第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，同时与所述第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的漏极相连，它的栅极与控制信号VC6相连；

第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点Vo+相连，并且与所述第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1的漏极相连，同时与所述第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3的漏极相连，同时与所述第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5的漏极相连，它的栅极与控制信号VC7相连；和

第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点Vo-相连，并且与所述第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，同时与所述第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的漏极相连，同时与所述第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6的漏极相连，它的栅极与控制信号VC8相连。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3和第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的宽长比W/L，比所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7和第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的宽长比W/L大，约在1倍至1000000倍之间，过电流能力也强1倍至1000000倍之间。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5与VC7相位相同、VC6与VC8相位相同，并且VC5、VC7的相位与VC6、VC8的相位相反；所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2、VC3、VC4是分别产生的，没有严格的相位关系，但是所述功率开关管电路中的控制信号VC1和VC2不能同时为低电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC3和VC4不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC1为低电平时VC3不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC2为低电平时VC4不能同时为高电平；所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值可以为高电平、低电平，或者正电源和负电源中间的，或者正电源和地中间的某一电压值Vbias1，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为高电平时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2分别截止，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为低电平时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2分别完全导通，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为正电源和负电源中间的，或者正电源和地中间的某一电压值Vbias1时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2流过的电流大小是分别受控制的，可以实现恒流开关功能；同样地，所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值可以分别为高电平、低电平，或者正电源和负电源中间的或者正电源和地中间的某一电压值Vbias2，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为高电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4分别截止，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为低电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4分别完全导通，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为正电源和负电源中间的或者正电源和地中间的某一电压值Vbias2时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4流过的电流大小是分别受控制的，可以实现恒流开关功能。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路用于导通或关断大电流，而所述电压维持与采样开关电路则用于维持与采样所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载上的电压以及相应的电压极性；所述的具有电压极性转换的功率开关的工作原理是：正常工作时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4导通，同时第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3断开，或者所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4断开，而第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3导通；而所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的工作情况，与所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4相同，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，与所述功率开关管电路中的第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3相同，即都是导通的或者都是断开的；非正常工作时，所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的电压极性将发生互换，所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载电流方向发生改变，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3分别在所述控制信号VC1、VC4、VC2、VC3的作用下全部关断，而所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8分别在所述控制信号VC5、VC8的作用下全部关断或全部导通，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7分别在所述控制信号VC6、VC7的作用下全部导通或全部关断，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7的导通与否的情况，与所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的导通与否的情况正好相反。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2可以变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC1与VC2的相位变换成与原来相反的；所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4可以变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC3与VC4的相位变换成与原来相反的；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6可以变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC5与VC6的相位变换成与原来相反的；所述电压维持与采样开关电路中的第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8可以变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC7与VC8的相位变换成与原来相反的。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2可以变换成PNP双极型BJT晶体管或者NPN双极型BJT晶体管，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，可以变换成NPN双极型BJT晶体管或者PNP双极型BJT晶体管，对应的控制信号VC1、VC2、VC3与VC4的工作情况作业界可知的相应变化；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6可以变换成PNP双极型BJT晶体管或者NPN双极型BJT晶体管，所述电压维持与采样开关电路中的第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8可以变换成NPN双极型BJT晶体管或者PNP双极型BJT晶体管，对应的控制信号VC5、VC6、VC7与VC8的工作情况作业界可知的相应变化。

本发明提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，可以变换成IGBT晶体管或者MOSFET晶体管，对应的控制信号VC1、VC2、VC3与VC4的工作情况作业界可知的相应变化；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，可以变换成IGBT晶体管或者MOSFET晶体管，对应的控制信号VC5、VC6、VC7与VC8的工作情况作业界可知的相应变化。

附图说明

参照附图会更好地理解下面公开的本发明，其中：

图1为显示具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图

图2为显示本发明第一实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

图3为显示本发明第二实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

图4为显示本发明第三实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

图5为显示本发明第四实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

图6为显示本发明第五实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

图7为显示本发明第六实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图

具体实施方式

现在考察附图，图2为显示本发明第一实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图。如图2所示，所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2、VC3、VC4没有发生变化，而所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5与VC7直接相连接、控制信号VC6与VC8直接相连接，控制信号VC5与VC6是相互反相的；同时，所述功率开关管电路中的节点B1与所述电压维持与采样开关电路中的节点B2都直接接地，这是万能可充电池充电器的一种应用方案，可充电池作为负载接在所述功率开关管电路中的节点Vo+与所述功率开关管电路中的节点Vo-之间。

图3为显示本发明第二实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图，如图3所示，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2，都变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6，都变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC1、VC2反相，同样地，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5、VC6相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC5、VC6反相，这是逆变电焊机的一种应用方案。

图4为显示本发明第三实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图，如图4所示，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，都变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，都变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管，所述功率开关管电路中的控制信号VC3、VC4相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC3、VC4反相，同样地，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC7、VC8相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC7、VC8反相。

图5为显示本发明第四实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图，如图5所示，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，都变换成N型IGBT晶体管，所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC1、VC2反相；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6，都变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5、VC6相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC5、VC6反相，这是逆变电焊机的一种应用方案。

图6为显示本发明第五实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图，如图6所示，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，都变换成NPN双极型晶体管，所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC1、VC2反相；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，都变换成NPN双极型晶体管，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5、VC6相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC5、VC6反相。

图7为显示本发明第六实施例的具有电压极性转换的功率开关电路图，如图7所示，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，都变换成PNP双极型晶体管，所述功率开关管电路中的控制信号VC3、VC4相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC3、VC4反相；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，都变换成NPN双极型晶体管，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5、VC6相对图1显示的具有电压极性转换的功率开关整体结构电路图的控制信号VC5、VC6反相。

本发明提供一种用于大电流功率开关转化电压极性的开关电路。特别地，它采用两套开关电路结构，一套开关电路实现常规的功率开关电路功能，即导通或截止大电流、交换电流导通方向、交换负载电压正负极；另外一套开关电路实现开关中的负载电压维持与采样开关功能，用于控制电路的正确判断和控制，这样避免了连接大功率负载的功率开关在交换电流导通方向或者电压正负极时产生大电流毛刺或者大电流短路现象，保护了电路中的器件，使控制电路正确判断和控制，保障了功率开关电路的正常工作。

Claims

1.一种具有电压极性转换的功率开关，包括：

其中电压维持与采样开关电路包括：

第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点Vo+相连，并且与所述第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1的漏极相连，同时与所述第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3的漏极相连，同时与所述第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5的漏极相连，它的栅极与控制信号VC7相连；和第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点Vo-相连，并且与所述第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，同时与所述第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的漏极相连，同时与所述第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6的漏极相连，它的栅极与控制信号VC8相连。

2.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3和第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的宽长比W/L，比所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7和第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的宽长比W/L大，约在1倍至1000000倍之间，过电流能力也强1倍至1000000倍之间。

3.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5与VC7相位相同、VC6与VC8相位相同，并且VC5、VC7的相位与VC6、VC8的相位相反；所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2、VC3、VC4是分别产生的，没有严格的相位关系，但是所述功率开关管电路中的控制信号VC1和VC2不能同时为低电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC3和VC4不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC1为低电平时VC3不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC2为低电平时VC4不能同时为高电平；所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值可以为高电平、低电平，或者正电源和负电源中间的，或者正电源和地中间的某一电压值Vbias1，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为高电平时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2分别截止，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为低电平时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2分别完全导通，当所述功率开关管电路中的控制信号VC1或VC2的电压值分别为正电源和负电源中间的，或者正电源和地中间的某一电压值Vbias1时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1或者第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2流过的电流大小是分别受控制的，可以实现恒流开关功能；同样地，所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值可以分别为高电平、低电平，或者正电源和负电源中间的或者正电源和地中间的某一电压值Vbias2，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为高电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4分别截止，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为低电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4分别完全导通，当所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值分别为正电源和负电源中间的或者正电源和地中间的某一电压值Vbias2时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4流过的电流大小是分别受控制的，可以实现恒流开关功能。

4.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路用于导通或关断大电流，而所述电压维持与采样开关电路则用于维持与采样所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载上的电压以及相应的电压极性；所述的具有电压极性转换的功率开关的工作原理是：正常工作时，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4导通，同时第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3断开，或者所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4断开，而第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3导通；而所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的工作情况，与所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4相同，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，与所述功率开关管电路中的第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3相同，即都是导通的或者都是断开的；非正常工作时，所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的电压极性将发生互换，所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载电流方向发生改变，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3分别在所述控制信号VC1、VC4、VC2、VC3的作用下全部关断，而所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8分别在所述控制信号VC5、VC8的作用下全部关断或全部导通，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7分别在所述控制信号VC6、VC7的作用下全部导通或全部关断，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7的导通与否的情况，与所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的导通与否的情况正好相反。

5.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2可以变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC1与VC2的相位变换成与原来相反的；所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4可以变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC3与VC4的相位变换成与原来相反的；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6可以变换成N型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC5与VC6的相位变换成与原来相反的；所述电压维持与采样开关电路中的第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8可以变换成P型金属氧化物硅MOS晶体管，对应的控制信号VC7与VC8的相位变换成与原来相反的。

6.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2可以变换成PNP双极型BJT晶体管或者NPN双极型BJT晶体管，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，可以变换成NPN双极型BJT晶体管或者PNP双极型BJT晶体管，对应的控制信号VC1、VC2、VC3与VC4的工作情况作业界可知的相应变化；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6可以变换成PNP双极型BJT晶体管或者NPN双极型BJT晶体管，所述电压维持与采样开关电路中的第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8可以变换成NPN双极型BJT晶体管或者PNP双极型BJT晶体管，对应的控制信号VC5、VC6、VC7与VC8的工作情况作业界可知的相应变化。

7.根据权利要求1所述的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一P型金属氧化物硅MOS晶体管M1、第二P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，可以变换成IGBT晶体管或者MOSFET晶体管，对应的控制信号VC1、VC2、VC3与VC4的工作情况作业界可知的相应变化；同样地，所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，可以变换成IGBT晶体管或者MOSFET晶体管，对应的控制信号VC5、VC6、VC7与VC8的工作情况作业界可知的相应变化。