随着新型材料的应用与封装工艺的不断提高，LED（Light Emitting Diode，LED）在光效、寿命、环保等方面与白炽灯、荧光灯等传统照明光源相比优势非常明显，已经在LCD背光源、隧道照明、路灯照明等大功率照明领域得到广泛应用，在不远的将来有可能大规模进入通用照明领域，是极具发展前景的新一代绿色节能照明光源。在大功率LED照明应用中，绝大多数是由电网交流电压直接供电，而LED又需要恒定低压直流驱动，必须采用功率变换装置——LED驱动电源进行匹配。为减少电力谐波污染，LED驱动电源需具备功率因数校正功能；基于人身安全考虑，LED驱动电源要求输入输出电气隔离；为满足光输出总量的要求，LED驱动电源需对多串LED进行恒流驱动，因此需实现多路恒流输出。根据LED驱动电源的上述功能要求，本论文提出了一种由高频AC/AC变换模块和高频AC/DC变换模块构成的模块化多路输出LED驱动电源，一个高频AC/DC变换模块对一串LED进行恒流驱动。由于便于实现模块化设计，因此可以缩短研发周期、降低开发成本、提高维护性、推动标准化，具有较好的应用前景。由于高频AC/DC变换模块已经有相关文献对其进行了全面深入研究，因此本论文的主要研究对象是高频AC/AC变换模块。在总结、归纳现有两级、准单级高频AC/AC变换器的基础上，根据LED驱动电源负载变化范围小的特点，借鉴单级PFC（Power Factor Correction，PFC）的研究电路和分析方法，研究单级高频AC/AC变换器，从而提高效率及可靠性，降低成本。论文的主要研究内容及取得的研究成果如下：首先，为了简化高频AC/AC变换器的电路结构、降低成本、提高可靠性，本文在现有两级AC/AC变换器的基础上，通过详细的拓扑推演，推导出了单级高频AC/AC变换器。接着本文将单级高频AC/AC变换器拆分为功率因数校正单元和高频DC/AC变换单元，并对各单元进行了详细的原理分析，通过对功率因数校正单元原理分析发现，在满足一定的条件下，输入侧自动实现功率因数大于0.9的性能要求；通过对高频DC/AC变换单元原理分析发现，通过合理的参数设置，可以实现低谐波的高频交流电压输出。其次，本文在原理分析的基础上，对其参数设计方法进行了详细阐述。为了防止电网侧的谐波污染，本文设计了输入滤波器参数；为了满足性能要求，对主电路参数进行了详细设计；通过电压电流应力分析以及软开关工作范围研究确定了元器件的选取方法。在此基础上，根据实际的性能指标，确定了真实元器件的型号以及电感、高频变压器的详细设计过程。为了实现其稳定工作，对单级高频AC/AC变换器的闭环回路进行了补偿器设计和控制驱动设计。最后，对单级高频AC/AC变换器进行了闭环仿真，仿真结果验证了理论设计的正确性。最后，本论文对单级高频AC/AC变换器进行了实验验证，实验结果表明其能够实现功率因数校正功能、稳定高频交流电输出以及软开关技术，达到了设计要求；对所提出的模块化多路恒流输出LED驱动电源进行了联机实验，实验结果表明其具有很好的恒流输出能力，并具备良好的动态性能；实验结果验证了理论分析的正确性。