有源功率因数校正（APFC）变换器常用于消除电力电子设备产生的网侧谐波,提高功率因数,以此保证电网电能质量,其中单级PFC变换器具有结构简单、功率半导体器件数量少、体积小、功率密度高等特点,适用于中小功率场合。而基于Sepic变换器的典型单级无桥PFC变换器存在器件应力较大、升降压模式下输入电流畸变导致的输出电压调节范围小、变压器漏感导致的双向开关管电压尖峰大等缺点,严重制约了该变换器的应用与推广。基于此背景,提出一种具有宽输出电压调节范围与低电压应力的单级无桥PFC变换器,对其进行如下方面的研究。针对基于Sepic变换器的典型单级无桥PFC变换器开关管电压应力较大的问题,首先提出一种基于双绕组加分裂电容结构的单级无桥PFC变换器,该结构可在不增加功率半导体器件电流应力的前提下,有效减小其电压应力。并对所提变换器的PFC实现机理、中点电压自平衡特性、器件应力等相关特性进行详细分析。最后采用PLECS仿真软件搭建仿真平台,对该部分理论分析的正确性进行验证。针对变换器工作于升降压模式下输入电流畸变的问题,首先对变换器输入电流畸变产生机理进行分析,提出一种输入电流畸变抑制方法,并结合变换器工作特性,提出一种工频开关管的优化控制策略,从而有效消除变换器工作于升降压模式下的输入电流畸变,改善了变换器输入电流THD与PF,并拓宽了其输出电压调节范围。此外,通过对变换器建模,分析其具体输出电压调节范围。最后通过PLECS仿真软件搭建仿真平台,对该部分理论分析的正确性进行验证。针对变压器漏感导致双向开关管电压尖峰较大的问题,首先对开关管电压尖峰产生机理与影响因素进行分析,并采用一种基于辅助环节的有源钳位电压尖峰抑制方法。该方法在实现双向开关管电压尖峰抑制的同时,还可将吸收的漏感能量传递至负载侧,从而可提高变换器效率、改善输出电压二倍工频纹波。此外,给出了两种适用于不同场景的钳位电压闭环控制策略,并对两种控制策略下输出电压二倍工频纹波的改善情况进行了详细分析与对比。最后通过PLECS仿真软件搭建仿真平台,对该部分理论分析的正确性进行验证。基于上述理论分析,设计并搭建一台交流有效值110～220V输入、直流48/160V输出、峰值功率160W的实验样机,对所研究内容进行实验验证。所得实验结果与理论、仿真结果均保持一致。