本发明涉及一种大容量、高升压非隔离型流器，具体是一种自均流模块化大容量高升压整流器。
背景技术：
传统的倍压整流电路，一方面虽可以实现较高的电压输出，但一般只是输入输出增益可调，而器件电流应力高且不可调，所以在大容量应用场合器件选型困难，另一方面常需要多个整流模块并联运行来增加其容量，则存在多个模块之间功率分布不均，系统可靠性差，均流困难等问题。
技术实现要素：
为解决现有整流器在大容量高升压应用场合中的不足，本发明提出一种可自动均流，电压增益高且可调节的大容量非隔离型整流器。
本发明采用如下技术方案：
一种自均流模块化大容量高升压整流器，该变换器包含一个交流输入源，m(须为偶数)个模块，输出二极管d0，滤波电容c0，负载rl；
其中m个模块包括：
模块一包括二极管d12、d13···d1n，电容c12、c13···c1n。电容c12、c13···c1n的另一端相连，然后与电源一端连接在一起，同时与二极管d21的阳极及滤波电容c0、负载rl的另一端相连，二极管d12的阴极与电容c12的一端相连，二极管d13的阴极与电容c13的一端相连，...，以此类推二极管d1n的阴极与电容c1n的一端相连。
模块二包括二极管d21、d22···d2n，电容c21、c22···c2n。电容c21、c22···c2n的另一端相连，然后与电源另一端连接在一起，二极管d21的阴极与电容c21的一端相连，二极管d22的阴极与电容c22的一端相连，...，以此类推二极管d2n的阴极与电容c2n的一端相连。
模块三包括二极管d31、d32···d3n，电容c31、c32···c3n。电容c31、c32···c3n的另一端相连，然后与电源一端连接在一起，二极管d31的阴极与电容c31的一端相连，二极管d32的阴极与电容c32的一端相连，...，以此类推二极管d3n的阴极与电容c3n的一端相连。
...
以此类推，模块m-1包括二极管dm-11、dm-12···dm-1n，电容cm-11、cm-12···cm-1n。电容cm-11、cm-12···cm-1n的另一端相连，然后与电源一端连接在一起，二极管dm-11的阴极与电容cm-11的一端相连，二极管dm-12的阴极与电容cm-12的一端相连，...，以此类推二极管dm-1n的阴极与电容cm-1n的一端相连。
模块m包括二极管dm1、dm2···dmn，电容cm1、cm2···cmn。电容cm1、cm2···cmn的另一端相连，然后与电源的另一端连接在一起，二极管dm1的阴极与电容cm1的一端相连，二极管dm2的阴极与电容cm2的一端相连，...，以此类推二极管dmn的阴极与电容cmn的一端相连。二极管dmn的阴极与电容cmn的一端之间的节点与二极管d0的阳极相连。
模块与模块以及电源与模块之间的连接关系为：
第一个模块中电容c12的另一端与电源一端之间的节点与第二个模块中二极管d21的阳极相连，第一个模块中二极管d12阴极与c12一端之间的节点接模块二中二极管d22的阳极，第一个模块中二极管d13阴极与c13一端之间的节点接模块二中二极管d23的阳极，...，以此类推，第一个模块中二极管d1n的阴极与电容c1n一端之间的节点接模块二中二极管d2n的阳极。
第二个模块中二极管d21阴极与c21一端之间的节点接模块三中二极管d31的阳极，第二个模块中二极管d22阴极与c22一端之间的节点接模块三中二极管d32阳极，...，以此类推，第二个模块中二极管d2n阴极与c2n一端之间的节点接模块三中二极管d3n阳极。
以此类推，第m-1个模块中二极管dm-11阴极与电容cm-11一端之间的节点接模块m中二极管dm1的阳极，第m-1个模块中二极管dm-12阴极与电容cm-12一端之间的节点接模块m中二极管dm2的阳极，...，以此类推，第m-1个模块中二极管dm-1n的阴极与电容cm-1n一端之间的节点接模块m中二极管dmn的阳极。
第m个模块中二极管dm1阴极与电容cm1一端之间的节点接模块一中二极管d12的阳极，第m个模块中二极管dm2阴极与电容cm2一端之间的节点接模块一中二极管d13的阳极，...，以此类推，第m个模块中二极管dmn-1阴极与电容cmn-1一端之间的节点接模块一中二极管d1n的阳极。
负载rl与c0并联，负载rl一端接二极管d0的阴极，另一端接到模块一中电容c12另一端与电源一端之间的节点。二极管d0的阳极与二极管dmn的阴极与电容cmn的一端之间的节点相连。偶数个模块与电源的另一端相连，奇数个模块与电源的一端相连。
本发明一种自均流模块化大容量高升压整流器，技术效果如下：
1、输入输出增益高且可调，开关器件电压电流应力低且可调。其中：
输出电压与输入电压的比值为：
二极管的电压应力为：
m为输入相数，n为模块中的二极管及电容数量。
2、每个模块能够实现自动均流，变压器的功率均分。
3、省去了大型工频变压器，减少系统体积和成本。
附图说明
图1是本发明电路原理总图。
图2是本发明m＝4，n＝2的电路拓扑图。
图3是本发明输入输出电压波形图。
图4是本发明二极管d21、d31、d41、d12的电压波形图。
图5是本发明二极管d21、d31、d41、d12的电流波形图。
图6是本发明电容c21～c42的电压波形图。
图7是本发明四个模块电流的仿真波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，一种自均流模块化大容量高升压整流器，它包含一个交流输入源，4个模块，8个电容c0、c21、c31、c41、c12、c22、c32、c42，8个二极管d0、d21、d31、d41、d12、d22、d32、d42，一个负载rl。其中：
4个模块中：
模块一包括二极管d12，电容c12。电容c12的另一端与电源一端连接在一起，同时与二极管d21的阳极及滤波电容c0、负载rl的另一端相连，二极管d12的阴极与电容c12的一端相连。
模块二包括二极管d21、d22，电容c21、c22。电容c21、c22的另一端相连，然后与电源另一端连接在一起，二极管d21的阴极与电容c21的一端相连，二极管d22的阴极与电容c22的一端相连。
模块三包括二极管d31、d32，电容c31、c32。电容c31、c32的另一端相，连然后与电源一端连接在一起，二极管d31的阴极与电容c31的一端相连，二极管d32的阴极与电容c32的一端相连。
模块四包括二极管d41、d42，电容c41、c42。电容c41、c42的另一端相连，然后与电源一端连接在一起，二极管d41的阴极与电容c41的一端相连，二极管d42的阴极与电容c42的一端相连。二极管d42的阴极与电容c42的一端之间的节点与二极管d0的阳极相连。
模块与模块以及电源与模块之间的连接关系为：
第一个模块中电容c12的另一端与电源一端之间的节点与第二个模块中二极管d21的阳极相连，第一个模块中二极管d12阴极与c12一端之间的节点接模块二中二极管d22的阳极，
第二个模块中二极管d21阴极与c21一端之间的节点接模块三中二极管d31的阳极，第二个模块中二极管d22阴极与c22一端之间的节点接模块三中二极管d32阳极。
第三个模块中二极管d31阴极与电容c31一端之间的节点接模块四中二极管d41的阳极，第三个模块中二极管d32阴极与电容c32一端之间的节点接模块四中二极管d42的阳极。
第四个模块中二极管d41阴极与电容c41一端之间的节点接模块一中二极管d12的阳极。
负载rl与c0并联，负载rl一端接二极管d0的阴极，另一端接到模块一中电容c12另一端与电源一端之间的节点。二极管d0的阳极与二极管d42的阴极与电容c42的一端之间的节点相连。模块一、模块三与电源的一端相连，模块二、模块四与电源的一端相连。
根据交流电源电流方向不同，可以将电路分为两种工作状态：
(1)、当输入交流电处于正半轴时。输入电流通过二极管d21向电容c21充电，通过二极管d22向电容c22充电，电容c12放电；同时输入电流通过二极管d41，向电容c41充电，c31放电，通过二极管d42向电容c42充电，电容c32放电；此时二极管d32、d12、d32、d0均关断。
(2)、当输入交流电处于负半轴时，输入电流通过二极管d231，向电容c31充电，电容c21放电，通过二极管d32向电容c32充电，电容c22放电；同时输入电流通过二极管d12，向电容c12充电，电容c41放电，通过二极管d0向电容c0充电，电容c42放电，同时向负载rl供电；此时二极管d21、d41、d22、d42均关断。
自动均流原理分析:
以图2四个模块为例。当输入交流电处于正半轴时，所有二极管均关断，电容c31、c12、c32放电，电容c21、c41、c22、c42充电，uin电压下降速度远大于电容电压的下降速度。输入电压uin从0开始上升，当uin上升到大于电容c21电压uc21的时候二极管d21导通，电容c21开始充电，电压上升；当uin上升到(uin+uc12)大于uc22的时候二极管d22导通，电容c22开始充电，电压上升。与此同时，uin上升到(uin+uc31)大于uc41时二极管d41导通，电容c41开始充电，电压上升，uin上升到(uin+uc32)大于uc42时二极管d42导通，电容c42开始充电，电压上升。电容c21、c41、c22、c42持续充电，直到uin上升到最大值uinmax，下一时刻二极管d21、d41、d22、d42反向截止，电容c21、c41、c22、c42充电完毕，电容c31、c12、c32放电完毕。当输入交流电处于负半轴时于此类似，不再赘述。
根据电容co安秒平衡原理，输出电流io等于二极管d0流过的电流id0，由于电容c42的存在，流过二极管d42上的电流id42等于id0，以此类推，第一支路上，流过二极管d1上的电流id21等于输出电流io。同理，其他支路流过的电流也都等于输出电流io，本发明实现了自动均流。扩展到n个模块分析过程于此类似。
通过上述分析，可以看出该变换器省去了变压器，实现了自动均流，模块化设计使变换器容量大大增加。
仿真参数：开关频率f＝50hz，输入电压uin为30v，输出电压uo接近240v，功率p＝115.2w。从图内可以看出4个模块电流相等，实现每个模块自动均流。