直接AC-AC变换器凭借单级转换、效率高和变换器体积小等特点在需要调压和稳压的场合具有明显的优势而被广泛应用。随着直接AC-AC变换器应用系统中负载种类的增加,对直接AC-AC变换器电路的输入电流谐波、调压范围和输入功率因数的要求也逐渐提高。为了进一步提高直接AC-AC变换器电路的性能以满足不同类型负载的需求,研究直接AC-AC变换器电路并探索通过DC-DC变换器电路的拓扑推衍全新的直接AC-AC变换器有着重要的意义。在对偶原理的基础上,本文提出了对连续工作模式下的直流变换器电路进行对偶变换的虚拟回转器对偶电路变换和参数分析方法。该方法通过引入虚拟回转器的回转电阻和描述开关影响的占空比系数及开关周期（频率）系数,实现了在变换器电路层面的电路对偶变换,并且建立了原电路和对偶变换电路之间的参数关系,探索了原变换器电路与对偶变换电路之间的统一性,为直流变换器的对偶变换及变换后获得电路的参数分析提供了解决方案,根据DC-DC变换器的仿真结果验证了方法可行性和有效性。基于虚拟回转器对偶电路变换和参数分析方法,分析了基本电压和电流型DC-DC变换器电路。在此基础上,推衍出新型的DC-DC变换器拓扑。首先,通过引入等效电源和电压与电流型负载转换的概念,分析了基本的升压及升流型DC-DC变换电路和基本的降压及降流型DC-DC变换电路之间的推衍过程,推导了变换器的输入输出表达式之间的关系,揭示了电能变换结构划分的相对性;其次,根据电能变换结构划分的相对性,推衍出衍生型升降电压和电流DC-DC变换器和及双端口输出的DC-DC变换器。结合DC-DC变换器的分析方法及虚拟回转器对偶电路变换和参数分析方法,推导了变换器的电路参数表达式和输入与输出的关系式,并通过仿真进行了验证。根据衍生型升降电压DC-DC变换器电路拓扑结构,推衍出一种新型的高功率因数的升降电压型直接AC-AC变换器电路。在文中推导了变换器的输入输出关系及电路中主要电路元件的参数的表达式。分析了变换器获得高功率因数的原因及其影响因素。通过MATLAB/Simulink仿真和设计试验样机,验证了该直接AC-AC变换器实现升降压变换的能力。结合IEC61000-3-2中C类标准中对电能质量的要求,在保证输入电流的总谐波畸变（Total harmonic distortion,THD）符合标准的情况下,验证了变换器对于阻感负载能够拥有较高的输入功率因数的特点。