CN103036466B - 切换式电源装置和使用其的逆变器、转换器、空气调节器、太阳能控制器、以及机动车 - Google Patents

切换式电源装置和使用其的逆变器、转换器、空气调节器、太阳能控制器、以及机动车 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种切换式电源装置，该切换式电源装置配备有：高耐受电压第一晶体管，其第一电极连接到第一节点；低耐受电压第二晶体管，其第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，以及其第二电极连接到第二节点；以及驱动电路。所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在所述第二和第一电极之间的寄生二极管。在电流要从所述第一节点流动到所述第二节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，并且在电流要从所述第二节点流动到所述第一节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管而关断所述第二晶体管。

Description

切换式电源装置和使用其的逆变器、转换器、空气调节器、太阳能控制器、以及机动车
此非临时申请在 35 U.S.C. § 119(a) 下要求于2011年9月30日在日本提交的专利申请第2011－217216号和于2012年6月27日在日本提交的专利申请第2012－144566号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及切换式电源装置，并且特别涉及切换损耗小的切换式电源装置以及涉及使用该切换式电源装置的逆变器、转换器、空气调节器、太阳能控制器、以及机动车。
背景技术
在过去，已经存在把MOS晶体管寄生二极管用作逆变器中的续流二极管的情况。在这样的情况中，当电流沿着正向方向流动回到寄生二极管，并且在反向方向上把电源电压施加到该寄生二极管时，恢复电流（反向恢复电流）流动到寄生二极管，这产生大的切换损耗。
 日本特开专利申请7－264876公开了通过下列方式防止恢复电流的流动的方法：在正向方向上在高压侧的节点和MOS晶体管的漏极之间连接防回流二极管，以及在正向方向上在MOS晶体管的源极和高压侧的节点之间连接续流二极管。
 日本特开专利申请2010－29019公开了通过下列方式防止恢复电流的流动的方法：在高压侧的节点和低压侧的节点之间串联地连接两个MOS晶体管，和在正向方向上在低压侧的节点和高压侧的节点之间连接高耐受电压续流二极管。
然而，在日本特开专利申请7－264876中遇到的问题是在防回流二极管中产生了传导损耗。在日本特开专利申请2010－29019中遇到的问题是成本高，这是由于需要装备两个MOS晶体管和高耐受电压续流二极管。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供高效率、低成本的切换式电源装置和使用该切换式电源装置的逆变器、转换器、空气调节器、太阳能控制器、以及机动车。
 涉及本发明的切换式电源装置配备有：第一晶体管，其第一电极连接到第一节点；和第二晶体管，其第一电极连接到第一晶体管的第二电极，以及其第二电极连接到第二节点。所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在所述第二和第一电极之间的寄生二极管。所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压。该切换式电源装置还配备有如下的驱动电路：在电流要从所述第一节点流动到所述第二节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，并且在电流要从所述第二节点流动到所述第一节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管而关断所述第二晶体管。因此，基本上不存在电流流动至高耐受电压第一晶体管的寄生二极管，因此高耐受电压第一晶体管的恢复电流小。此外，低耐受电压第二晶体管的恢复电流典型地小于高耐受电压晶体管的恢复电流。因此，可以减小该恢复电流，并且可以达到较高效率的切换式电源装置。此外，由于不需要配备单独的高耐受电压续流二极管，所以可以达到较低成本的切换式电源装置。
涉及本发明的另一切换式电源装置配备有；第一晶体管，其第一电极连接到第一节点；和第二晶体管，其第一电极连接到第一晶体管的第二电极，以及其第二电极连接到第二节点。所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在所述第二和第一电极之间的寄生二极管。所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压。该切换式电源装置还配备有如下的驱动电路：在电流要从所述第一节点流动到所述第二节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，以及在电流要从所述第二节点流动到所述第一节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，以及当电流已经开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，以及在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。在此情况中，执行同步整流，因此可以进一步增加效率。
 在优选实践中，所述驱动电路向所述第一晶体管的控制电极施加比通过把所述第一晶体管的阈值电压加到所述第二节点的电压而获得的电压大的电压，并且接通所述第一晶体管。在此情况中，能够基本上消除第一晶体管的第一电极和第二电极之间的电压差，因此，这使得以下成为可能：流动到第一晶体管的寄生二极管的电流得以减小，以最大程度地发挥减小高耐受电压第一晶体管的恢复电流的效果。
此外，在优选实践中，驱动电路包括：电容器，连接在第一晶体管的控制电极和第二节点之间；和二极管，其阴极连接到第一晶体管的控制电极，其阳极接受比第一晶体管的阈值电压大的电压。在此情况中，即使在当切换式电源装置工作时第二节点的电压波动的情况下，由于通过电容器的电容耦合的原因，能够将充分接通第一晶体管的电位继续施加给第一晶体管的控制电极，因此能够可靠地减小第一晶体管的恢复电流。
  此外，在优选实践中，当所述切换式电源装置工作时所述驱动电路接通所述第一晶体管，以及当所述切换式电源装置停用时所述驱动电路关断所述第一晶体管。在此情况中，由于当切换式电源装置停用时第一晶体管处于关断，所以能够提高安全性。
此外，在优选实践中，驱动电路包括：电容器，其连接在第一晶体管的控制电极和第二节点之间；二极管，其阴极连接到第一晶体管的控制电极；以及第三晶体管，其第一电极接受比第一晶体管的阈值电压大的电压，并且其第二电极连接到二极管的阳极；以及当该切换式电源装置工作时，接通第三晶体管和接通第一晶体管，或者当该切换式电源装置停用时，关断第三晶体管和关断第一晶体管。在此情况中，即使在当驱动电路工作时第二节点的电压波动的情况下，由于通过电容器的电容耦合的原因，能将充分接通第一晶体管的电位继续施加给第一晶体管的控制电极。另一方面，当切换式电源装置停用时，第三晶体管关断，由此高电压停止施加到第一晶体管的控制电极，并且由于通过电容器的电容耦合的原因，第一晶体管的控制电极的电位在接近于第二节点的电位的电平处保持稳定。鉴于此，能够防止第一晶体管由于浪涌等的原因而引起的不适当地接通，因此能够进一步提高安全性。
 此外，在优选实践中，进一步配备有线圈，其用于对电磁能量进行累聚和释放，并且该线圈的一个端子连接到第一节点或第二节点。在此情况中，能实现高效率的逆变器或转换器。
此外，在优选实践中，进一步配备有变压器，其包括初级和次级绕组，并且初级绕组的一个端子连接到第一节点或第二节点。在此情况中，能实现高效率的逆变器或转换器。
 此外，在优选实践中，还配备有齐纳二极管，其阳极连接到所述第二晶体管的第二电极，以及其阴极连接到所述第二晶体管的第一电极。在此情况中，能够防止第一晶体管的第二电极和第二晶体管的第一电极的电位即中间电位，相对于第二节点的电位相当可观地升高。具体而言，能够减小低耐受电压第二晶体管的第一和第二电极之间的电位差。因此，可以提高第二晶体管的可靠性，通过降低第二晶体管的耐受电压可以减小恢复电流，以及甚至可以得到更高效率的切换式电源装置。
涉及本发明的又一切换式电源装置配备有：第一晶体管，其第一电极连接到电源电压线；第二晶体管，其第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，并且其第二电极连接到输出节点；第三晶体管，其第一电极连接到输出节点；第四晶体管，其第一电极连接到第三晶体管的第二电极，并且其第二电极连接到基准电压线。所述第一至第四晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在所述第二和第一电极之间的寄生二极管。所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压。所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压。该切换式电源装置还配备有如下的驱动电路：在电流要从所述电源电压线流动到所述输出节点的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在电流要从所述输出节点流动到所述电源电压线的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且关断所述第二晶体管，在电流要从所述输出节点流动到所述基准电压线的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，以及在电流要从所述基准电压线流动到所述输出节点的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。在此情况中，能够实现高效率的逆变器。
在优选实践中，驱动电路包括：电容器，连接在第一晶体管的控制电极和输出节点之间；和二极管，其阴极连接到第一晶体管的控制电极，以及其阳极连接到第三晶体管的控制电极。所述二极管的阳极接受比所述第一和第三晶体管的阈值电压中的每一个高的电压。在此情况中，第一和第三晶体管接通，降低了流动到第一和第三晶体管的寄生二极管的电流，并且可以减小高耐受电压第一和第三晶体管的恢复电流。此外，即使在当切换式电源装置工作时输出节点的电压波动的情况下，由于通过电容器的电容耦合的原因，能将充分接通第一晶体管的电位继续施加给第一晶体管的控制电极，因此能够可靠地减小第一晶体管的恢复电流。
涉及本发明的转换器配备有前面提及的切换式电源装置，并且被适配为对DC电压进行递升或递降。
 涉及本发明的逆变器配备有前面提及的切换式电源装置，并且被适配为把DC功率转换为AC功率。
  涉及本发明的空气调节器配备有前面提及的切换式电源装置。
  涉及本发明的太阳能控制器配备有前面提及的切换式电源装置。
   涉及本发明的机动车配备有前面提及的切换式电源装置。
附图说明
图1是表示基于本发明的第一实施例的逆变器的结构的电路框图；
     图2是表示使用了图1中示出的逆变器的递升斩波器的结构的电路框图；
     图3是用于说明图1中示出的逆变器的效果的时序图；
     图4是用于说明图1中示出的逆变器的效果的另一时序图；
     图5是表示基于本发明的第二实施例的双向斩波器的结构的电路框图；
     图6是表示基于本发明的第三实施例的三相电动机控制逆变器的结构的电路框图；
     图7是表示从图6中示出的三相电动机控制逆变器流动到电动机的电流的时序图；
     图8是表示基于本发明的第四实施例的推挽DC/DC转换器的结构的电路框图；
     图9是表示空气调节器的简化结构示例的图；
     图10A和图10B是表示太阳能控制器的简化结构示例的图；
     图11是表示机动车的简化结构示例的图。
具体实施方式
 （第一实施例）
如图1中所示，基于本发明的第一实施例的逆变器配备有N沟道MOS晶体管1至10、电容器11和12、二极管13和14、栅极电源15和16、以及栅极驱动器17和18。晶体管1至10分别内置有寄生二极管1a至10a。
    寄生二极管1a至10a的阳极分别连接到对应晶体管1至10的源极，而寄生二极管1a至10a的阴极分别连接到对应晶体管1至10的漏极。
例如，晶体管1、3、5和7中的每一个是源极－漏极耐受电压为600V的高耐受电压晶体管。例如，晶体管2、4、6和8中的每一个是源极－漏极耐受电压为30 V的低耐受电压晶体管。典型地，低耐受电压晶体管2、4、6和8的恢复电流低于高耐受电压晶体管1、3、5和7的恢复电流。低耐受电压晶体管2、4、6和8的寄生二极管2a、4a、6a和8a中的每一个作为续流二极管来工作。
 晶体管的源极－漏极耐受电压随着晶体管的源极和漏极之间的距离增大而增加。当晶体管的沟道的杂质浓度低时，晶体管的源极－漏极耐受电压增加。当寄生二极管内的杂质浓度高时，少数载流子的生命期更短，并且恢复电流更低。由于低耐受电压晶体管2、4、6和8的杂质浓度大于高耐受电压晶体管1、3、5和7的杂质浓度，所以低耐受电压晶体管2、4、6和8的恢复电流低于高耐受电压晶体管1、3、5和7的恢复电流。
     晶体管1和5的漏极都接受电源电压VCC。晶体管2和6的漏极分别连接到晶体管1和5的源极，而晶体管2和6的源极分别连接到输出节点N1和N2。晶体管3和7的漏极分别连接到输出节点N1和N2。晶体管4和8的漏极分别连接到晶体管3和7的源极，而晶体管4和8的源极都连接到接地电压GND线。晶体管1和2构成了左上臂，晶体管3和4构成了左下臂，晶体管5和6构成了右上臂，以及晶体管7和8构成了右下臂。负载19连接在输出节点N1和N2之间。
 二极管13的阴极连接到晶体管1的栅极。晶体管9的源极连接到二极管13的阳极并且连接到晶体管3的栅极。栅极电源15的输出节点连接到晶体管9的漏极。栅极电源15输出DC电压（例如，0.2～50 V），其高于与高耐受电压晶体管1和3（例如，0.1～7 V的阈值电压VTH的增强型晶体管）中的每一个的阈值电压VTH和二极管13的正向递降电压之和相等的电压。
二极管14的阴极连接到晶体管5的栅极。晶体管10的源极连接到二极管14的阳极并且连接到晶体管7的栅极。栅极电源16的输出节点连接到晶体管10的漏极。栅极电源16输出DC电压（例如，0.2～50 V），其高于与高耐受电压晶体管5和7（例如，具有0.1～7 V的阈值电压VTH的增强型晶体管）中的每一个的阈值电压VTH和二极管14的正向递降电压之和相等的电压。
电容器11连接在输出节点N1和晶体管1的栅极之间。电容器12连接在输出节点N2和晶体管5的栅极之间。装备了电容器11以便向晶体管1的栅极施加与输出节点N1的电压和栅极电源15的输出电压的合计相等的电压。装备了电容器12以便向晶体管5的栅极施加与输出节点N2的电压和栅极电源16的输出电压的合计相等的电压。例如，当输出节点N1处于接地电位时，经由晶体管9和二极管13把栅极电源15的输出电位施加到高耐受电压晶体管1的栅极。此后，即使当输出节点N1的电位上升时，由于电容器11的电容耦合的原因，在输出节点N1和高耐受电压晶体管1的栅极之间保持了电位差。类似地，在输出节点N2和高耐受电压晶体管5的栅极之间保持与栅极电源16的输出电压相等的电位差。
晶体管1至4和9的栅极以及输出节点N1连接到栅极驱动器17。晶体管5至8和10的栅极以及输出节点N2连接到栅极驱动器18。栅极驱动器17和18控制晶体管1至10的栅极电压以便对晶体管1至10进行开/关控制，并且把DC电源电压VCC转换为AC电压以及把该电压供应给负载19。
接下来，将说明逆变器的工作。在要向负载19供应AC功率的情况中，晶体管9和10接通，比高耐受电压晶体管1、3、5和7的阈值电压VTH大的DC电压被施加到高耐受电压晶体管1、3、5和7中的每一个的栅极。在此状态下，首先，低耐受电压晶体管2和8接通。在这样做时，高耐受电压晶体管1和7也接通，并且电流从电源电压VCC线经由晶体管1和2、负载19以及晶体管7和8流动到接地电压GND线。在负载19为电感负载的情况中，在负载19中累聚了电磁能量。
接下来，低耐受电压晶体管2和8关断。在负载19为电感负载的情况中，由于在负载19中累聚的电磁能量的原因，电流从接地电压GND线经由寄生二极管4a、晶体管3、负载19、寄生二极管6a和晶体管5流动回到电源电压VCC线。
接下来，同时续流电流消失，低耐受电压晶体管4和6接通。在这样做时，高耐受电压晶体管3和5也接通，并且电流从电源电压VCC线经由晶体管5和6、负载19以及晶体管3和4流动到接地电压GND线。
接下来，低耐受电压晶体管4和6关断。在负载19为电感负载的情况中，由于在负载19中累聚的电磁能量的原因，电流从接地电压GND线经由寄生二极管8a、晶体管7、负载19、寄生二极管2a和晶体管1流动回到电源电压VCC线。随后，以类似方式向负载19供应AC功率。
在要中断AC功率至负载19的供应的情况中，晶体管9和10关断，使晶体管1、3、5和7的栅极至“L”电平，并且晶体管1、3、5和7关断。晶体管2、4、6和8也固定在关断状态。任选地，单个电容器可以连接在晶体管3和4的栅极之间，并且单个电容器可以连接在晶体管7和8的栅极之间。任选地，单个二极管的阴极和阳极可以分别连接到晶体管3和4的栅极，并且分别把单个二极管的阴极和阳极连接到晶体管7和8的栅极。
在此种类的逆变器中，为了调整供应到负载19的功率，存在这样的情况，在所述情况中以交替的方式执行接通左上臂（晶体管1和2）以及接通和关断右下臂（晶体管7和8）的斩波工作以及接通右上臂（晶体管5和6）以及接通和关断左下臂（晶体管3和4）的斩波工作。
相反地，存在这样的情况，在所述情况中以交替的方式执行接通右下臂（晶体管7和8）以及接通和关断左上臂（晶体管1和2）的斩波工作以及接通左下臂（晶体管3和4）以及接通和关断右上臂（晶体管5和6）的斩波工作。
在执行这样的斩波工作的情况中，恢复电流就成为一个问题。图1中所示出的逆变器作为递升斩波器进行工作，同时测量恢复电流和损耗。图2是示出递升斩波器的结构的电流框图。在图2中的递升斩波器中，DC电源20的输出电压（150V）被施加到晶体管5的漏极，并且线圈21连接在输出节点N1和N2之间。输出端子22连接到晶体管1的漏极，以及负载23和电容器24并联连接在输出端子22和接地电压GND线之间。
晶体管9和10接通，并且比高耐受电压晶体管的阈值电压VTH大的DC电压被施加到高耐受电压晶体管1、3、5和7中的每一个的栅极。低耐受电压晶体管2和8关断，低耐受电压晶体管6接通，以及低耐受电压晶体管4接通和关断。也就是说，右上臂接通，以及左下臂接通和关断。
接下来将说明递升斩波器的工作。当晶体管4接通时，电流从DC电源20经由晶体管5和6、线圈21、和晶体管3和4流动到接地电压GND线，并且电磁能量在线圈21中累聚。
此时，在右上臂中，电流从DC电源20朝向输出节点N2（在图2中是向下方向）流动，并且晶体管5和晶体管6都处于接通状态。在左下臂中，电流从输出节点N1朝向接地电压GND线（在图2中是向下方向）流动，并且晶体管3和晶体管4都处于接通状态。
接下来，当晶体管4关断时，电流停止流动至晶体管4，但是电流继续从线圈21流动，由此晶体管3的源极电压上升，因此晶体管3呈关断状态。由于即使在晶体管3和4处于关断之后电流继续从线圈21流动，所以晶体管2的源极电压上升。与晶体管2的源极电压的上升有关，从栅极驱动器17施加给晶体管2的栅极的电压也上升，并且晶体管2保持在关断状态。当晶体管2的源极电压变为大于漏极电压时，续流电流从晶体管2的源极经由寄生二极管2a流动到晶体管2的漏极。
此时，晶体管1的源极电压低于晶体管2的源极电压。此外，由于电容器11的电容耦合的原因，晶体管1的栅极电压保持在比晶体管2的源极电压大出由栅极电源2所生成的电压（例如，12V）的等价体的电压，因此晶体管1进入接通状态。鉴于此，电流流动到晶体管1的沟道，而流动到寄生二极管1a的电流维持为低电平。晶体管3起到电压递降元件的作用，所述电压递降元件用于使晶体管4的源极－漏极电压递降。
此时，电流从DC电源20经由晶体管5和6、线圈21、寄生二极管2a和晶体管1流动到输出端子22，并且线圈21的电磁能量被释放。
此时，在右上臂中，电流从DC电源20朝向输出节点N2（在图2中是向下方向）流动，并且晶体管5和晶体管6都处于接通状态。在左上臂中，电流从输出节点N1朝向输出端子22（图2中的向上方向）流动，晶体管1处于接通状态，而晶体管2处于关断状态。
接下来，当晶体管4接通时，电流流动至晶体管4，晶体管3的源极电压下降，而晶体管3也进入接通状态。鉴于此，晶体管3和4接通，线圈21的电流开始流动到晶体管3和4，并且晶体管2的源极电压下降。当晶体管2的源极电压下降至低于漏极电压时，恢复电流流动到晶体管2，并且同时或者随后，恢复电流流动到晶体管1。此后，一旦晶体管2的源极电压已经充分地下降了，电流就从DC电源20经由晶体管5和6、线圈21、和晶体管3和4流动到接地电压GND线，并且电磁能量在线圈21中累聚。当在50%占空比的情况下以此方式接通和关断晶体管4时，递升斩波器的输出电压Vout大约为300V。
在递升斩波器的工作期间，测量晶体管3的漏极电压Vd(V)和漏极电流Id(A)。作为比较例，准备了在其中每个臂单独由高耐受电压晶体管构成的常规递升斩波器。在该比较例中使用了与第一实施例中的高耐受电压晶体管等同的高耐受电压晶体管。该比较例的递升斩波器类似于第一实施例进行工作，同时测量左下臂的高耐受电压晶体管的漏极电压Vd(V)和漏极电流Id(A)。
图3是表示测量的结果的图。结果，发现了第一实施例中的恢复电流的电荷量被减小到该比较例中的恢复电流的电荷量的五分之一。在本文中，措辞“恢复电流的减小”严格地指恢复电流的电荷量的减小。在图3中，第一实施例的恢复电流的峰值超过了该比较例中的恢复电流的峰值。然而，在第一实施例中，恢复电流的时间积分，具体而言恢复电流的电荷量压倒性地更小。图4是表示切换期间功率损耗的图。由斜线指示的部分的面积示出了在切换单个时间期间发生的功率损耗。发现了第一实施例中的功率损耗被减小到该比较例中的功率损耗的八分之一。在该比较例中，整个逆变器的损耗为4.1%，而在第一实施例中，整个逆变器的损耗被减小到1.3%。
获得这些结果的理由考虑如下。具体而言，由于来自线圈21的续流电流流动到低耐受电压晶体管2的寄生二极管2a，所以当晶体管4接通时，恢复电流流动到该低耐受电压晶体管2，但是低耐受电压晶体管2的恢复电流典型地小于高耐受电压晶体管的恢复电流。此外，在第一实施例中，来自线圈21的续流电流流动到高耐受电压晶体管1的沟道，流动到寄生二极管1a的电流小，因此高耐受电压晶体管1的恢复电流小。以另一种方式来表达，在左上臂中，由于在电流从输出节点N1朝向输出端子22（图1中的向上方向）流动期间，晶体管1处于接通状态，因此流动到寄生二极管1a的电流小，其结果，高耐受电压晶体管1的恢复电流小。
与此相反，在该比较例中，来自线圈的所有续流电流都流动到左上臂的高耐受电压晶体管的寄生二极管，因此当左下臂已经接通时大的恢复电流流动到高耐受电压晶体管。其结果，基于第一实施例，与仅由高耐受电压晶体管构成的常规逆变器相比，能使恢复电流更小，并且能使功率损耗更小。
如图3中所示出的，在第一实施例中，恢复电流小，因此晶体管3的漏极电压Vd快速地下降；而在该比较例中，恢复电流大，因此左下臂的晶体管的漏极电压Vd的下降被延迟。此外，在第一实施例中，当晶体管3的漏极电压Vd从大约250V下降时，它瞬间停止在180V附近。这是因为第一实施例中的切换速度快，从而由于该电路的寄生电感的原因引起至70V电压递降。
 在第一实施例中，不需要单独地配备高耐受电压续流二极管，并且因此与在日本特开专利申请7－264876和日本特开专利申请2010－29019中公开的现有技术相比，该装置能够以较低的成本来实现。
 低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压优选处于3～200V的范围内。当低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压超过200V时，低耐受电压晶体管2、4、6和8的恢复电流增加。在低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压小于3V的情况中，低耐受电压晶体管2、4、6和8对该电源电路的噪声的容限下降。
 高耐受电压晶体管1、3、5和7的源极和漏极之间的耐受电压优选处于3倍至100倍于低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压的范围内。在高耐受电压晶体管1、3、5和7的源极和漏极之间的耐受电压小于3倍低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压的情况中，高耐受电压晶体管的恢复电流与低耐受电压晶体管的恢复电流之间的差将是小的，并且第一实施例的效果将是小的。在高耐受电压晶体管1、3、5和7的源极和漏极之间的耐受电压大于100倍低耐受电压晶体管2、4、6和8的源极和漏极之间的耐受电压的情况中，低耐受电压晶体管对切换噪声的容限下降。
 在本示例中，把比通过把高耐受电压晶体管1、3、5和7的相应阈值电压加到低耐受电压晶体管2、4、6和8的相应源极电位所获得的电压大的电压施加到高耐受电压晶体管1、3、5和7的栅极。鉴于此，高耐受电压晶体管1、3、5和7的源极和漏极之间的电位差能被相当大地消除。因此，能够最大程度地发挥减小高耐受电压晶体管1、3、5和7的恢复电流的效果。
在本实施例中，电容器11和12分别连接在高耐受电压晶体管1和5的栅极与输出节点N1和N2之间。此外，二极管13和14的阴极分别连接到高耐受电压晶体管1和5的栅极。该配置是藉此把比高耐受电压晶体管1和5的相应阈值电压大的电压施加到二极管13和14的阳极的一个配置。在这样做时，即使在向负载19供应AC功率时输出节点N1和N2的电压波动的情况下，由于通过电容器11和12的电容耦合的原因，充分用来接通高耐受电压晶体管1和5的电位继续被施加到高耐受电压晶体管1和5的栅极，因此高耐受电压晶体管1和5的恢复电流能够被可靠地减小。
此外，在本实施例中，该配置是藉此在没有功率供应到负载19的情况中高耐受电压晶体管1、3、5和7能够被关断的一个配置。因此，即使在栅极驱动器17或18已经故障的情况中，穿越电流流动到晶体管1至4或者晶体管5至8，这防止了火灾或爆炸发生并且增强了安全性。
 在更具体的方面，假设为了把等于或大于耐受晶体管1、3、5和7的阈值电压的电压施加到高耐受电压晶体管1、3、5和7的栅极的目的，晶体管9和10分别被配置在二极管13和14与栅极电源15和16之间。在功率供应到负载19的情况中，把晶体管9和10设置成接通状态，并且供应了足够来接通高耐受电压晶体管1、3、5和7的电压。另一方面，在没有功率供应到负载19的情况中，把晶体管9和10设置成关断状态，并且把高耐受电压晶体管1、3、5和7设置成关断状态，这确保了安全性。
  此外，在没有功率供应到负载19的情况中，通过电容器11的电容耦合，在高耐受电压晶体管1和5的栅极处的电位稳定在接近于输出节点N1和N2的相应电位的电位处。因此，高耐受电压晶体管1和5能够防止由于浪涌等的原因而不适当地接通，因此能够进一步增强安全性。
 通过以如下的方式使用被设计为输出DC电压的栅极电源15、16，可以取消晶体管9和10，即，在AC功率要被供应给负载19的情况中高耐受电压晶体管1、3、5和7接通，而在要停止AC功率到负载19的供应的情况中关断高耐受电压晶体管1、3、5和7。
此外，在已经采用了诸如熔丝、中继器等之类的其他安全性措施的情况中，可接受的是高耐受电压晶体管1、3、5和7要经常处于接通。例如，可以装配一电池（cell）来代替晶体管9和10以及栅极电源，并且可以把该电池的输出电压直接施加给二极管13和14的阳极以及给晶体管3和7的栅极。
尽管本第一实施例已经说明了逆变器和配备有臂的递升斩波器（非绝缘型DC/DC转换器），该臂包括串联连接的高耐受电压晶体管和低耐受电压晶体管，然而存在用于采用所述臂的切换式电源装置的其他可能配置。其他切换式电源装置包括绝缘型DC/DC转换器、功率因子校正（power factor correction，PFC）电路等。
    （第二实施例）
图5是表示基于本发明的第二实施例的双向斩波器的结构的电路框图，并且该图是与图2对比的图。在图5中，双向斩波器配备有图2中的晶体管5至8、电容器12、二极管14、栅极电源16、栅极驱动器18和线圈21、二极管30至35、电容器36和37、和输入/输出端子T1和T2。
高耐受电压晶体管5和低耐受电压晶体管6串联地连接在输入/输出端子T2和节点N2之间。高耐受电压晶体管7和低耐受电压晶体管8串联地连接在节点N2和接地电压GND线之间。电容器12连接在晶体管5的栅极和节点N2之间。二极管14的阴极连接到晶体管5的栅极，并且该阳极连接到晶体管7的栅极以及到栅极电源16的输出节点。晶体管5至8的栅极和节点N2连接到栅极驱动器18。
 二极管30和31的阳极相互连接，并且其阴极分别连接到晶体管5的栅极和源极。晶体管30和31优选是齐纳二极管。由于当晶体管5的栅极－源极电压超过预定电压时二极管30和31接通，能够把晶体管5的栅极－源极电压限制为处于或低于预定电压，使该电路能够稳定进行工作。
二极管32的阳极和阴极分别连接到晶体管6的源极和漏极。当晶体管6的源极－漏极电压超过二极管32的阈值电压时，二极管32接通，藉此晶体管6的源极－漏极电压能够被限制为处于或低于二极管32的阈值电压，使该电路能够稳定地进行工作。二极管32的阈值电压被设定为低于晶体管6的源极－漏极耐受电压。为了下面所论述的原因，对于二极管32而言优选采用齐纳二极管。
类似地，二极管33和34的阳极相互连接，并且其阴极分别连接到晶体管7的栅极和源极。二极管33和34优选是齐纳二极管。当晶体管7的栅极－源极电压超过预定电压时，二极管33和34接通，藉此晶体管7的栅极－源极电压能够被限制为处于或低于该预定电压，使该电路能够稳定地进行工作。
二极管35的阳极和阴极分别连接到晶体管8的源极和漏极。当晶体管8的源极－漏极电压超过二极管35的阈值电压时，二极管35接通，藉此晶体管8的源极－漏极电压能够被限制为处于或低于二极管35的阈值电压，使该电路能够稳定地进行工作。二极管35的阈值电压被设定为低于晶体管8的源极－漏极耐受电压。为了下面所论述的原因，对于二极管35而言优选采用齐纳二极管。
 线圈21连接在输入/输出端子T1和节点N2之间。电容器36连接在输入/输出端子T1和接地电压GND线之间。电容器37连接在输入/输出端子T2和接地电压GND线之间。
     接下来，将说明通过该双向斩波器的递升工作。例如在把140V施加到输入/输出端子T1并且把280V输出到输入/输出端子T2的情况中，比高耐受电压晶体管的阈值电压VTH大的DC电压（例如，12V）被施加到高耐受电压晶体管5和7中的每一个的栅极。低耐受电压晶体管6关断，由对应于增压比（ boost ratio）（两倍）的占空比（例如，50%）使低耐受电压晶体管8接通和关断。
当晶体管8接通时，电流从输入/输出端子T1经由线圈21、和晶体管7和8流动到接地电压GND线，并且电磁能量在线圈21中累聚。接下来，当晶体管8关断时，电流从线圈21经由寄生二极管6a和晶体管5流动回到输入/输出端子T2，并且输入/输出端子T2的电压递升。输入/输出端子T2的电压达到280V，其高于输入/输出端子T1的电压（140V）。
 当电流从线圈21经由寄生二极管6a和晶体管5流动回到输入/输出端子T2时，晶体管8接通，据此恢复电流流动到低耐受电压晶体管6的寄生二极管6a。然而，低耐受电压晶体管6的恢复电流小于高耐受电压晶体管的恢复电流。此外，基本上不存在至高耐受电压晶体管5的寄生二极管5a的续流电流的流动，所以高耐受电压晶体管5的恢复电流也小。因此，在递升工作中恢复电流被抑制到低水平。
 当晶体管8接通时，节点N2的电位下降。于是，通过电容器12电容耦合到节点N2的晶体管5的栅极的电位也下降。晶体管6进入关断状态，并且由于晶体管5的源极的电位未改变，所以晶体管5进入关断状态。这样，晶体管5和6都进入关断状态，并且晶体管5的源极和晶体管6的漏极的电位（中间电位）通过由周围寄生电容的原因所引起的电容耦合来确定。为了此原因，由于节点N2的电位继续下落，所以在低耐受电压晶体管6的源极和漏极之间出现大的电压。在二极管32是齐纳二极管的情况下，可以防止节点N2和中间电位的电位差高于固定值。齐纳二极管的反向耐受电压优选小于晶体管6的源极－漏极耐受电压。
 类似地，在二极管35是齐纳二极管的情况下，当晶体管8关断时，可以限制接地电位与晶体管7的源极和晶体管8的漏极的电位（中间电位）之间的差。当晶体管8关断时，中间电位上升。因此，由于晶体管7的源极电位的上升的原因，晶体管7最终进入关断状态。晶体管7和8都进入关断状态，并且中间电位通过由周围寄生电容的原因而引起的电容耦合来确定。为了此原因，由于节点N2的电位继续上升，所以中间电位由于电容耦合的原因也上升，并且在低耐受电压晶体管8的源极和漏极之间出现大的电压。在二极管35是齐纳二极管的情况下，可以防止接地电位和中间电位的电位差高于固定值。齐纳二极管的反向耐受电压优选小于晶体管8的源极－漏极耐受电压。
根据前述，将清楚地知道：通过采用齐纳二极管作为晶体管32、35，其阳极分别连接到低耐受电压晶体管6和8的源极，并且其阴极分别连接到低耐受电压晶体管6和8的漏极，能够提高低耐受电压晶体管6和8的可靠性，通过降低低耐受电压晶体管6和8的耐受电压可以减小恢复电流，以及此外，可以实现高效率的切换式电源装置。
 接下来，将说明通过该双向斩波器的递降工作。例如在把280 V施加到输入/输出端子T2并且140 V从输入/输出端子T1输出的情况中，比高耐受电压晶体管的阈值电压VTH大的DC电压（例如，12V）被施加到高耐受电压晶体管5和7中的每一个的栅极。低耐受电压晶体管8关断，由对应于增压比（ boost ratio）（两倍）的占空比（例如，50%）使低耐受电压晶体管6接通和关断。
当晶体管6接通时，电流从输入/输出端子T2经由晶体管5和6以及线圈21流动到输入/输出端子T1，并且电磁能量在线圈21中累聚。接下来，当晶体管6关断时，电流从接地电压GND线经由寄生二极管8a、晶体管7和线圈21流动回到输入/输出端子T1，并且输入/输出端子T1的电压递降。输入/输出端子T1的电压达到140V，其低于输入/输出端子T2的电压（280V）。
当电流从接地电压GND线经由寄生二极管8a、晶体管7和线圈21流动回到输入/输出端子T1时，晶体管6接通，由此恢复电流流动到低耐受电压晶体管8的寄生二极管8a。然而，低耐受电压晶体管8的恢复电流小于高耐受电压晶体管的恢复电流。此外，基本上不存在至高耐受电压晶体管7的寄生二极管7a的续流电流的流动，因此高耐受电压晶体管7的恢复电流也小。因此，在递降工作中恢复电流被抑制到低水平。
也在递降工作的情况中，通过采用齐纳二极管作为晶体管32、35，可以限制低耐受电压晶体6和8的源极和漏极之间的电压。因此，可以提高低耐受电压晶体管6和8的可靠性，通过降低低耐受电压晶体管6和8的耐受电压可以减小恢复电流，进一步可以实现高效率的切换式电源装置。
基于此第二实施例，如在第一实施例中，可以减小恢复电流，并且可以减小功率损耗。此外，由于可以使用MOS晶体管而不是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为高耐受电压晶体管5和7，所以能够减小高耐受电压晶体管的接通状态的功率损耗（传导损耗）。
尽管始终关断未切换的低耐受电压晶体管6（或者8）并且电流流动到寄生二极管6a（或8a），但是并不限于此，并且任选地可以执行同步整流。在同步整流中，一旦电流开始流动到寄生二极管6a（或8a），低耐受电压晶体管6（或者8）就接通，并且只在接通切换式低耐受电压晶体管8（或者6）之前，具体而言，只在电流停止流动到低耐受电压晶体管6（或者8）之前，低耐受电压晶体管6（或者8）关断。在这样做时，可以进一步减小功率损耗。
 尽管本第二实施例已经说明了具备臂的双向斩波器，该臂包括串联连接的高耐受电压晶体管和低耐受电压晶体管，但是存在用于采用所述臂的单向斩波器的其他结构。
（第三实施例）
        图6是表示基于本发明的第三实施例的三相电动机控制逆变器的结构的电路框图。在图6中，逆变器配备有U相驱动器41、V相驱动器42和W相驱动器43。
U相驱动器41包括图1中所示出的逆变器中的晶体管1至4、电容器11、二极管13、栅极电源15以及栅极驱动器17。高耐受电压晶体管1和低耐受电压晶体管2串联地连接在DC电源40和节点N1之间。高耐受电压晶体管3和低耐受电压晶体管4串联地连接在节点N1和接地电压GND线之间。节点N1连接到电动机44的U相端子（U相线圈的端子之一）。
电容器11连接在晶体管1的栅极和节点N1之间。二极管13的阴极连接到晶体管1的栅极，而其阳极连接到晶体管3的栅极以及栅极电源15的输出节点。晶体管1至4的栅极以及节点N1连接到栅极驱动器17。
V相驱动器42等价于在栅极电源15被移除的情况下的U相驱动器41。晶体管1至4的栅极以及V相驱动器42的节点N1连接到栅极驱动器17。二极管13的阳极连接到U相驱动器41的栅极电源15的输出节点。V相驱动器42的节点N1连接到电动机44的V相端子（V相线圈的端子之一）。
V相驱动器43等价于在栅极电源15被移除的情况下的U相驱动器41。晶体管1至4的栅极和V相驱动器43的节点N1连接到栅极驱动器17。二极管13的阳极连接到U相驱动器41的栅极电源15的输出节点。W相驱动器43的节点N1连接到电动机44的W相端子（W相线圈的端子之一）。电动机44的U相线圈、V相线圈和W相线圈的其他端子彼此连接。
在此逆变器中，通过所谓的120度通电方式把功率供应到电动机44以驱动电动机44的转子旋转。在120度通电方式中，采用120度增量来顺序地接通U相驱动器41、V相驱动器42和W相驱动器43的上臂（晶体管1和2）；以及，以相对于其的180度延迟，采用120度增量顺序地接通U相驱动器41、V相驱动器42和W相驱动器43的下臂（晶体管3和4）。在这样做时，把三相AC功率供给电动机44以驱动电动机44的转子旋转。
接下来，说明在电流要从DC电源40经由U相驱动器41的上臂、电动机44和V相驱动器42的下臂流动到接地电压GND线的情况。在此情况中，把大于高耐受电压晶体管1和3的阈值电压的电压（例如，12V）施加到驱动器41和42的高耐受电压晶体管1和3的栅极。U相驱动器41的低耐受电压晶体管4关断，V相驱动器42的低耐受电压晶体管2关断，而V相驱动器42的低耐受电压晶体管4接通。在此状态下，U相驱动器41的低耐受电压晶体管2接通和关断。
当U相驱动器41的低耐受电压晶体管2接通时，电流从DC电源40经由U相驱动器41的晶体管1和2、电动机44的U相线圈和V相线圈以及V相驱动器42的晶体管3和4而流动到接地电压GND线。
接下来，当U相驱动器41的低耐受电压晶体管2关断时，电流继续流动通过电动机的U相线圈和V相线圈。鉴于此，续流电流从接地电压GND线经由U相驱动器41的寄生二极管4a和高耐受晶体管3、电动机44以及V相驱动器42的晶体管3和4流动到接地电压GND线。
 类似地，通过三个驱动器41至44的控制，能给电动机44供应如图7中所示的正弦波状的电流。在图7中，为了图示的简单化，仅示出了U相电流的波形和V相电流的波形，省略了W相电流的波形。
 在此第三实施例中，也与第一和第二实施例一样，恢复电流能够得以减小，功率损耗减小。
 此外，在此第三实施例中，也与第二实施例一样，作为高耐受电压晶体管1和3可以使用MOS晶体管来代替IGBT，由此可以减小高耐受电压晶体管的接通状态的功率损耗（传导损耗）。任选地，可以类似于第二实施例来执行低耐受电压晶体管2和4的同步整流。
（第四实施例）
 图8是表示基于本发明的第四实施例的推挽DC/DC转换器的结构的电路框图。在图8中，转换器配备有：栅极电源50、栅极驱动器51、DC电源52、N沟道MOS晶体管53和54、变压器55、驱动器56和57以及负载58。
栅极电源50输出门电压。变压器55包括初级绕组55a和次级绕组55b。DC电源52的正电极连接到初级绕组55a的中点。晶体管53连接在初级绕组55a的一个端子和DC电源52的负电极之间。晶体管54连接在初级绕组55a的另一个端子和DC电源52的负电极之间。晶体管53和54的栅极连接到栅极驱动器51。栅极驱动器51以交替的方式把栅极电源50的门电压施加给晶体管53和54的栅极。在这样做时，晶体管53和54以交替的方式接通，并且在变压器55的次级绕组55b中生成AC电压。
驱动器56包括图1中所示出的逆变器中的晶体管1至4、电容器11、二极管13、栅极电源15以及栅极驱动器17。高耐受电压晶体管1和低耐受电压晶体管2串联连接在负载58和节点N1之间。高耐受电压晶体管3和低耐受电压晶体管4串联连接在节点N1和接地电压GND线之间。节点N1连接到变压器55的次级绕组55b的一个端子。
电容器11连接在晶体管1的栅极和节点N1之间。二极管13的阴极连接到晶体管1的栅极，而其阳极连接到晶体管3的栅极以及栅极电源15的输出节点。晶体管1至4的栅极以及节点N1连接到栅极驱动器17。
  驱动器57等价于在栅极电源15被移除的情况下的驱动器56。晶体管1至4的栅极和驱动器57的节点N1连接到栅极驱动器17。二极管13的阳极连接到驱动器56的栅极电源15的输出节点。驱动器57的节点N1连接到变压器55的次级绕组55b的另一个端子。
接下来，将说明此转换器的工作。把大于高耐受电压晶体管的阈值电压VTH的DC电压（例如，12V）施加到驱动器56和57的高耐受电压晶体管1和3中的每一个的栅极。驱动器56和57的低耐受电压晶体管2和4关断，并且晶体管53和54以交替的方式接通。
在晶体管54处于关断状态的情况下，当晶体管53接通时，电流从DC电源52流动到变压器55的初级绕组55a以及晶体管53，并且在变压器55的次级绕组55b中感应了正电压。在这样做时，电流从接地电压GND线经由驱动器56的寄生二极管4a和高耐受电压晶体管3、次级绕组55b、驱动器57的寄生二极管2a和高耐受电压晶体管1以及负载58流动到接地电压GND线。依赖于变压器55的匝数比的值的电压被施加到负载58。
接下来，当晶体管53关断时，电流从DC电源52至变压器55的初级绕组55a的流动被中断，并且电流至次级绕组55b的流动也被中断。此时，流动到驱动器56的寄生二极管4a和驱动器57的寄生二极管2a的电荷以及在该电路的寄生电容中累聚的电荷作为恢复电流流动。
在晶体管53处于关断状态的情况下，当晶体管54接通时，电流从DC电源52流动到变压器55的初级绕组55a以及晶体管54，并且在变压器55的次级绕组55b中感应了负电压。在这样做时，电流从接地电压GND线经由驱动器57的寄生二极管4a和高耐受电压晶体管3、次级绕组55b、驱动器56的寄生二极管2a和高耐受电压晶体管1以及负载58流动到接地电压GND线。依赖于变压器55的匝数比的值的电压被施加到负载58。
接下来，当晶体管54关断时，电流从DC电源52至变压器55的初级绕组55a的流动被中断，并且电流至次级绕组55b的流动也被中断。此时，流动到驱动器57的寄生二极管4a和驱动器56的寄生二极管2a的电荷以及在该电路的寄生电容中累聚的电荷作为恢复电流流动。
在此第四实施例中，基本上不存在电流至高耐受电压晶体管1和3的寄生二极管1a和3a的流动，因此能够大幅地减小恢复电流，并且能够实现高效率的转换器。
     此外，在此第四实施例中，与在第二实施例中一样，可以使用MOS晶体管而不是IGBT作为高耐受电压晶体管1和3，因此能够减小高耐受电压晶体管的接通状态的功率损耗（传导损耗）。任选地，可以类似于第二实施例，来执行低耐受电压晶体管2和4的同步整流。
可能的是，把前面提及的第一至第四实施例的切换式电源装置（逆变器、变换器）用在空气调节器、太阳能控制器、机动车等中。通过在空气调节器、太阳能控制器、机动车等中使用前面提及的第一至第四实施例的切换式电源装置（逆变器、变换器），能够得到高效率的空气调节器、太阳能控制器、机动车等。如在图9中所示出的结构例中，例如，空气调节器配备有：整流/平滑电路101，其用于对从商用AC电源输出的AC电压进行整流和平滑；逆变器102，其用于把从整流/平滑电路101输出的DC电压转换为三相AC电压；以及压缩机三相电动机103，其用于通过从逆变器102输出的三相AC电压来进行驱动旋转。如在图10A所示出的结构例中，例如，太阳能控制器可以配备有：太阳能面板104，其具有多个太阳能电池单元；和转换器105，其用于对从太阳能面板104输出的DC电压进行递升或递降，其中，从转换器105输出的DC电压被供应到DC负载（接受DC电压的负载；包括诸如电池等的储存装置）106。或者，如在图10B所示出的结构例中，例如，太阳能控制器可以配备有：太阳能面板107，其具有多个太阳能电池单元；转换器108，其用于对从太阳能面板107输出的DC电压进行递升或递降；以及逆变器109，其用于把从转换器108输出的DC电压转换为三相AC电压，其中，从逆变器109输出的三相AC电压被供应到AC负载（接受三相AC电压的负载）110。如在图11中所示出的结构例中，例如，机动车可以配备有：电池111；逆变器112，其用于把从电池111输出的DC电压转换为三相AC电压；三相电动机103，其用于通过从逆变器103输出的三相AC电压进行驱动旋转；以及驱动轮114，其链接到三相电动机103的旋转轴。在前面提及的示例中，优选的是，转换器105和108具有用于以使由太阳能面板104和107生成的功率最大化的方式来控制太阳能面板104和107的工作点的最大功率点追踪（MPPT）控制功能。此外，尽管在前面提及的示例中，逆变器102、109和112把DC电压转换为三相AC电压，但是变更为把DC电压转换为单相AC电压的结构也是可能的，其中根据该变更对电动机、AC负载的规格进行变更。
本文所公开的实施例在所有方面仅仅是示例性的并且不应当被解释为是限制性的。本发明的范围通过权利要求书示出，而不是通过前面提及的说明示出，并且意图包括权利要求书的等同物以及落入其范围的所有变更。

Claims (33)

1.一种切换式电源装置，其配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
2.如权利要求1所述的切换式电源装置，
所述驱动电路向所述第一晶体管的控制电极施加比把所述第一晶体管的阈值电压加到所述第二节点的电压后的电压大的电压，并且接通所述第一晶体管。
3.如权利要求2所述的切换式电源装置，
所述驱动电路包括：
电容器，其连接在所述第一晶体管的控制电极和所述第二节点之间；和
二极管，其阴极连接到所述第一晶体管的控制电极，并且其阳极接受比所述第一晶体管的阈值电压大的电压。
4.如权利要求1所述的切换式电源装置，
当所述切换式电源装置工作时，所述驱动电路接通所述第一晶体管，以及当所述切换式电源装置停用时，所述驱动电路关断所述第一晶体管。
5.如权利要求4所述的切换式电源装置，
所述驱动电路包括：
电容器，其连接在所述第一晶体管的控制电极和所述第二节点之间；
二极管，其阴极连接到所述第一晶体管的控制电极；和
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极接受比所述第一晶体管的阈值电压大的电压，第二电极连接到所述二极管的阳极；
当所述切换式电源装置工作时，所述驱动电路接通所述第三晶体管和接通所述第一晶体管，以及当所述切换式电源装置停用时，所述驱动电路关断所述第三晶体管和关断所述第一晶体管。
6.如权利要求1所述的切换式电源装置，其还配备有：
线圈，其用于进行电磁能量的累聚和释放，
所述线圈的一个端子连接到所述第一或第二节点。
7.如权利要求1所述的切换式电源装置，其还配备有：
变压器，其包括初级绕组和次级绕组，
所述初级绕组的一个端子连接到所述第一或第二节点。
8.如权利要求1所述的切换式电源装置，其还配备有：
齐纳二极管，其阳极连接到所述第二晶体管的第二电极，其阴极连接到所述第二晶体管的第一电极。
9.一种切换式电源装置，其配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一晶体管和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
10.如权利要求9所述的切换式电源装置，
所述驱动电路向所述第一晶体管的控制电极施加比把所述第一晶体管的阈值电压加到所述第二节点的电压后的电压大的电压，并且接通所述第一晶体管。
11.如权利要求10所述的切换式电源装置，
所述驱动电路包括：
电容器，其连接在所述第一晶体管的控制电极和所述第二节点之间；和
二极管，其阴极连接到所述第一晶体管的控制电极，并且其阳极接受比所述第一晶体管的阈值电压大的电压。
12.如权利要求9所述的切换式电源装置，
当所述切换式电源装置工作时，所述驱动电路接通所述第一晶体管，以及当所述切换式电源装置停用时，所述驱动电路关断所述第一晶体管。
13.如权利要求12所述的切换式电源装置，
所述驱动电路包括：
电容器，其连接在所述第一晶体管的控制电极和所述第二节点之间；
二极管，其阴极连接到所述第一晶体管的控制电极；和
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极接受比所述第一晶体管的阈值电压大的电压，第二电极连接到所述二极管的阳极；
当所述切换式电源装置工作时，所述驱动电路接通所述第三晶体管和接通所述第一晶体管，以及当所述切换式电源装置停用时，所述驱动电路关断所述第三晶体管和关断所述第一晶体管。
14.如权利要求9所述的切换式电源装置，其还配备有：
线圈，其用于进行电磁能量的累聚和释放，
所述线圈的一个端子连接到所述第一或第二节点。
15.如权利要求9所述的切换式电源装置，其还配备有：
变压器，其包括初级绕组和次级绕组，
所述初级绕组的一个端子连接到所述第一或第二节点。
16.如权利要求9所述的切换式电源装置，其还配备有：
齐纳二极管，其阳极连接到所述第二晶体管的第二电极，其阴极连接到所述第二晶体管的第一电极。
17.一种切换式电源装置，其配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
18.如权利要求17所述的切换式电源装置，
所述驱动电路包括：
电容器，其连接在所述第一晶体管的控制电极和所述输出节点之间；和
二极管，其阴极连接到所述第一晶体管的控制电极，其阳极连接到所述第三晶体管的控制电极；
所述二极管的阳极接受比所述第一和第三晶体管的各个阈值电压高的电压。
19.一种转换器，其对直流电压进行升压或降压，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
20.一种转换器，其对直流电压进行升压或降压，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
21.一种转换器，其对直流电压进行升压或降压，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个均具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
22.一种逆变器，其把直流电力转换为交流电力，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
23.一种逆变器，其把直流电力转换为交流电力，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
24.一种逆变器，其把直流电力转换为交流电力，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个均具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
25.一种空气调节器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
26.一种空气调节器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
27.一种空气调节器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个均具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
28.一种太阳能控制器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
29.一种太阳能控制器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；和
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
30.一种太阳能控制器，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个均具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
31.一种机动车，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管。
32.一种机动车，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到第一节点；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到第二节点；和
驱动电路；
其中，所述第一和第二晶体管中的每一个具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述第一节点向所述第二节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述第二节点向所述第一节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管，并且，当电流开始从所述第二节点流动到所述第一节点时所述驱动电路接通所述第二晶体管，在电流停止从所述第二节点流动到所述第一节点之前所述驱动电路关断所述第二晶体管。
33.一种机动车，其配备有：
切换式电源装置；
其中，所述切换式电源装置配备有：
第一晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到电源电压线；
第二晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第一晶体管的第二电极，第二电极连接到输出节点；
第三晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述输出节点；
第四晶体管，其具有第一电极、第二电极、以及控制电极，第一电极连接到所述第三晶体管的第二电极，第二电极连接到基准电压线；和
驱动电路；
其中，所述第一至第四晶体管中的每一个均具有在正向方向上连接在第二和第一电极之间的寄生二极管；
其中，所述第一晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第二晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，所述第三晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压高于所述第四晶体管的第一和第二电极之间的耐受电压；
其中，在从所述电源电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一和第二晶体管，在从所述输出节点向所述电源电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第一晶体管并且关断所述第二晶体管，在从所述输出节点向所述基准电压线流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三和第四晶体管，在从所述基准电压线向所述输出节点流动电流的情况中，所述驱动电路接通所述第三晶体管并且关断所述第四晶体管。
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