功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）技术可以提高开关电源的功率因数,减小对电网造成的谐波污染,因此得到了广泛研究和应用。隔离型单级PFC变换器,相较于传统两级式PFC变换器,通过单级变换器即可实现功率因数校正、低电压输出和电气隔离,具有器件少、结构简单、效率高等优点。而反激PFC变换器,作为一种典型的隔离型单级PFC变换器,在实际应用中常受到功率等级的限制。因此,本文提出了一种可用于更高功率等级的新型无桥隔离型Buck-Boost PFC变换器,对其不同的工作模式进行了详细的分析研究,并给出了相应的设计方法。首先,本文对级联型Buck-Boost变换器、双向开关型无桥PFC变换器和推挽变换器进行分析。在此基础上,提出了一种无桥隔离型Buck-Boost PFC变换器,对其在电感电流连续（Continuous Conduction Mode,CCM）Buck-Boost模式、电感电流断续（Discontinuous Conduction Mode,DCM）Buck-Boost模式及CCM Buck模式的基本工作原理进行分析,并利用状态空间平均方法,对其进行建模研究,得到直流稳态增益表达式和功率级的控制-输出传递函数,以便后续章节的分析与设计。其次,详细分析了无桥隔离型Buck-Boost PFC变换器在DCM Buck-Boost工作模式时的控制策略,推导其稳态特性关系,并给出关键的工作波形。研究了一种有源钳位方法,较好的解决DCM模式存在的励磁电感放电的问题。为指导样机设计,详细分析了主电路各主要器件的设计和选型方法,设计了精确的数字控制环路补偿器。通过仿真分析和实验验证了理论分析的正确性。再次,为了使无桥隔离型Buck-Boost PFC变换器适用于更高的功率等级,对其CCM工作模式进行详细的分析研究。从单周期控制的原理出发,推导出适用于CCM Buck-Boost工作模式的单周期控制方法一,基于单周期控制方程搭建了模拟控制框图。结合控制框图,分析了变换器的工作过程。为指导环路设计,借鉴峰值电流型控制的思想,将单周期控制的电流环与原功率级合并等效为新的功率级,对其建立了基于工频的低频小信号电路模型。给出了变换器的主电路和数字控制系统的详细设计过程。最后,为进一步提高变换器的效率,让其工作于CCM Buck+Buck-Boost模式,即分段工作于Buck模式和Buck-Boost模式,推导出单周期控制方法二,该控制方法可消除变换器在模式切换时的输入电流畸变。对该工作模式进行了与CCM Buck-Boost模式相似的分析和设计。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。