随着小型化、重量轻、热消耗少、转换效率高的开关电源以及先进控制理论的不断发展,PWM整流已经成为电能转换的关键技术。但目前的开关器件普遍存在导通电压高,关断电流大的问题,产生的开关损耗和电磁干扰会带来很多不利影响。在单相桥式整流结构中加入谐振回路,作为软开关环节,可以减小开关损耗,提高传输效率。因此,研究单相PWM软开关整流技术具有重要的意义。本文详细分析了单相PWM软开关整流器系统在不同开关模式下的电流回路和基本原理,将一个开关周期内的零电流转换过程划分为了十个动态过程,利用数学公式详细描述了十个阶段中各关键元件的变化情况,并得到了相应的数学模型和理论分析的波形。为了使网侧输入运行在单位功率因数,研究了双闭环电压电流控制方法。由于传统的过零点检测法存在过零点跳变,系统响应速度慢,对电压幅值频率波动较为敏感的问题,重点研究了基于虚拟两相(SOGI-SPLL)的单相锁相环,该算法在传统的PLL算法基础上,通过将单相网侧信号经虚拟两相算法处理的方式输出两相垂直的d、q分量,再经过低通滤波器和压控振荡器的处理即可得到与网侧信号同步的参考正弦。研究了单相PWM软开关整流器的驱动波形的生成方法,由于主开关管的占空比呈正弦特性分布,为了提高主开关管和辅助开关管配合动作的准确性,设计了可随网侧信号进行补偿的PWM驱动模块,仿真结果表明,经过补偿模块调节的驱动脉冲可以使辅助管占空比的分布更加合理,使软开关的效果更加良好。研究了电网电压前馈补偿的控制方法,用来抵抗输入电网电压的扰动带来的影响,提高了PI控制器的响应速度。根据以上理论分析设计的参数和得出的结论,利用PSIM仿真环境对PWM软开关整流电路、驱动波形的设计方法以及双闭环电压电流控制系统进行仿真研究,并设计搭建以DSP控制芯片TMS320F28035为核心的实验平台,仿真和测试了谐振电压电流波形,仿真和实验结果一致,设计方法的正确性和研究理论的可行性得到了验证。