单相全桥变流器是一种经典的电力电子变换器。因其具备成本低、体积小以及电压利用率高的优点,广泛应用于光伏并网、不间断电源等领域,在推动可再生分布式能源逐步替代集中式化石能源战略中起着重要的作用。而脉宽调制（PWM）技术是单相全桥变流器工作的关键性技术,PWM在对参考波形逼近的过程中,往往会带来开关损耗、电流纹波以及电磁干扰等负面影响,为了减小PWM的副作用,提高调制的性能,本文以单相全桥拓扑为研究对象,对可用于单相全桥拓扑的PWM技术进行了研究,研究的主要内容如下:首先结合单相全桥逆变器的工作原理,提出了一种实现方便的统一PWM调制法,在这种统一调制法下,一些已经被提出的PWM调制可以视为这种统一调制法的特殊情况。接着比较了几种常用PWM调制带来的开关损耗和开关损耗的分配情况,得到了恒定开关频率下开关损耗最小的条件,并基于统一调制法设计了一种能在任意功率因数下保证开关损耗在四个开关管均分的调制方法。然后基于对调制波的研究,提出一种新型双模式调制,使单相全桥拓扑能够同时输出电压不同的一路交流电和一路直流电,或者同时输出三路电压不同的直流电,丰富了单相全桥拓扑的应用场景。其次基于调制影响交流侧电流纹波的原理,建立了连续调制和不连续调制的电流纹波预测模型、电流纹波有效值模型和开关损耗模型。然后基于电流纹波预测模型,运用泛函分析、拉格朗日乘子法和数值分析等数学工具,提出了一种充分利用电流纹波上限的恒纹波调制和一种开关损耗性能良好的模型预测变频调制,接着对比了传统恒频率调制、恒纹波调制和模型预测变频调制在不同调制系数和不同功率因数角工况下的开关损耗性能和EMI性能。最后,对主电路的元件参数进行了设计和选型,设计了LC滤波器参数、完成了直流侧电容、滤波电感电容的选型以及主功率模块的选取等,搭建了一台试验样机。通过仿真和实验,对本文提出的统一调制法、双模式调制法进行了验证,对电流纹波预测模型和模型预测变频调制进行了理论推导和实验验证,最后对传统恒频率调制和模型预测变频调制的开关损耗性能以及谐波性能进行了实验对比。结果表明统一调制法和双模式调制法在开环条件下输出波形良好并且能够稳定运行,模型预测变频调制的损耗性能和EMI性能优于传统恒频率调制。