随着碳中和理念越来越深入人心,碳减排成为了未来的长期战略方向。为了实现低碳运输方式,以节能、环保为主要特点的电动汽车正逐步替代燃油车成为了新型的交通运输工具。然而,电动汽车的充电技术仍是电动汽车发展的瓶颈之一,故对电动汽车充电技术的分析和研究具有重要的科学意义。传统的隔离型电动汽车充电系统电网侧结构一般由两级变换器组成。其中,前一级变换器除了需要把工频交流电转变为直流电以外,还需要对电网输入端进行功率因数校正;后一级变换器则把直流电转换为高频交流电。一般而言,变换器级数越多,则开关管数量越多,控制越复杂,成本越高。因此,本文拟针对单级桥式APFC进行分析和研究,并提出基于单级桥式APFC的电动汽车充电系统。单级桥式APFC与经典全桥变换器类似,均由四个开关管组成。单级桥式APFC是一个单级的AC-AC变换器,且同时能对输入端进行功率因数校正,但其输出的是低高频混合的交流电。基于此,本文设计了合适的补偿网络参数,使其既可以对低高频交流电进行分离,又可以进行谐振补偿,提高能量传输效率。单级桥式APFC的另一个弊端是在输出端含有低频纹波,本文通过引入输入电压前馈控制的buck变换器以减小工频二次纹波,且同时控制电池的充电电流。本文完成了对该充电拓扑结构的APFC工作原理分析、电路工作模态分析,并对单级桥式APFC结构建立了小信号模型,进行环路补偿设计。同时对谐振网络的电压增益情况进行分析研究,模拟了全充电过程的PSIM仿真,并搭建了硬件平台与实验样机验证,仿真及实验结果验证了本文所提出的充电拓扑结构的可行性。