AC/DC变换器是交流电网和直流负载之间能量传输的关键接口,广泛用于电动汽车充电、储能、通信、智能电网和数据中心供电等场合。由于直流负载电压的多样性以及相关谐波电流标准的限制,AC/DC变换器需要具备灵活的直流输出侧电压调节能力和交流网侧高功率因数。此外,AC/DC变换器还应该在全运行范围内具有高效率。为了满足上述要求,本文研究了基于三端口整流器和输出叠加结构的新型高效率AC/DC变换器。本文首先研究了基于三端口整流器和输出叠加结构的AC/DC变换器的系统结构。通过在传统整流器中额外引入功率通路,形成了具有一个交流输入端和两个直流输出端的三端口整流器,根据三端口整流器和后级DC/DC变换器的不同连接方式,形成了输出端电流叠加和电压叠加两种结构,分别分析了两种结构中各端口电压、电流的控制策略。文中首先以输出端电流叠加结构变换器为例,详细分析变换器的工作原理、特性及其调制和控制方法。理论分析表明,大部分网侧输入功率仅需整流器单级变换即可传输给直流负载,等效减少了系统功率变换级数、并大幅减轻了后级直流变换器的电压电流应力和功率损耗,实验结果验证了理论分析的正确性。本文进一步研究了输出端电压叠加结构AC/DC变换器的工作原理、工作特性及其控制方法。采用变模式控制策略实现了输入功率在两个直流端口之间的按需分配,基于电感伏秒平衡原理的模式切换策略实现了不同工作模式之间的平滑切换。直流侧电压调节直接由整流器完成,保证了后级隔离变换器始终工作在最优工作点附近。文中详细分析了变换器关键参数设计方法和控制环路模型,并搭建了2kW的实验样机进行了深入的实验研究。实验结果表明了理论分析的正确性和本文所研究方案的有效性。