AC-DC变换器是交-直流的核心电能转换接口，交流侧的输入电流谐波含量需要满足入网标准，直流侧输出电压满足后级负载或变换器的直流供电要求。单相AC-DC变换器在工频周期内输入-输出平均功率满足平衡，但瞬时功率的不平衡会造成输出电压含有二倍工频纹波分量。工程上通常设计控制回路为低带宽模式，有效滤除反馈的二倍工频分量，进而减小其对输入电流控制精度的影响，如此设计不可避免地限制了系统的动态性能。而高带宽模式的控制回路则会造成参考电流的谐波畸变，严重影响了输入电流控制精度。针对前述环路带宽与电流控制精度所存在的对立矛盾问题，本文从控制策略层面出发，探索新型的电流谐波补偿控制技术，基于谐波误差重构思想补偿抑制参考电流的谐波畸变，实现回路高带宽模式下低谐波输入的控制目标。论文探讨了不同电流控制方式下电流谐波补偿方案的分析与设计，完成的主要工作和结论如下：
　　①论文以电流连续导通模式(Continuous Current Mode, CCM)Boost型功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)变换器为具体研究对象，从谐波循环的角度分析输出电压与输入电流谐波成分的来源，明确系统谐波分量的产生机制及其与控制回路设计的关系，进一步分析电压外环带宽设计对于系统谐波循环过程的影响，以指导其控制回路设计，并为本文的后续研究内容奠定理论基础。
　　②从工频尺度上提出三次电流谐波前馈补偿控制方案。以输入电流的三次谐波为偏差输入，基于比例谐振(Proportional Resonant, PR)补偿器重构出二倍工频分量以抵消电压外环的谐波畸变，解决了现有低通滤波器方案存在的带宽受限问题，提升BoostPFC变换器的动态响应速度。具体给出BoostPFC变换器基于单相旋转坐标变换的控制回路以及所提三次电流谐波前馈补偿支路的设计方案，最后通过数字电路实验平台加以验证。
　　③提出双时间尺度混合电流补偿控制方案，即开关频率尺度上电流纹波补偿和工频尺度上的三次电流谐波补偿。所提控制解决纹波型电流控制的跟踪误差问题，同步补偿了高带宽模式下参考电流的谐波畸变，改善了纹波型电流控制BoostPFC变换器的电流控制精度和系统动态性能。以峰值电流控制BoostPFC变换器为例，具体给出所提双时间尺度混合电流补偿控制的电路设计，最后基于模拟电路实验平台加以验证。
　　④在三次电流谐波补偿的基础之上，进一步提出多谐波维度的电流补偿控制方案，引入输入电流的多次谐波成分构造出多维度的谐波补偿信号，同步补偿参考电流的多次谐波分量，进一步改善输入电流的控制精度。
　　⑤提出Lyapunov模式谐波电流控制方案，构建了Lyapunov谐波电流能量函数，导出了含有多路谐波电流的Lyapunov控制方程，通过Lyapunov谐波电流控制支路实现输入电流各次谐波分量均收敛于零，所提方案解决了BoostPFC变换器环路带宽与电流精度的矛盾问题，此外初步验证了其对两级AC-DC-DC变换器级联系统大信号稳定性的改善作用。