传统的整流滤波型AC-DC功率变换器，输入端功率因数很低，并含有大量的电流谐波。即使是小容量的家电设备，由于大量的使用也会造成对电网严重的谐波污染，其危害性也越来越为人们所关注，进入90年代以来随着国际谐波限制标准的颁布、实施，有源功率因数校正技术日益受到重视，并迅速发展起来。 单级功率因数校正AC-DC变换器，是用一个功率变换电路同时实现功率因数校正和输出电压隔离、稳定等功能，因此它具有结构简单、成本低、效率高等优点，更加符合当代对电子产品小型、轻量、高性能价格比的要求，特别适合中、小功率场合。因此，研制高性能的单级AC-DC变换器电路拓扑，已成为目前国内外研究者非常关注的课题。本文在分析国内外单级AC-DC变换器拓扑结构及发展现状的基础上，结合简化电路结构、提高变换器效率的要求，提出了几种不同结构方式的变换器拓扑。通过理论分析和实验研究，从不同方面解决了目前单级PFC技术中存在的问题。 首先提出一种带抽头电感的单级AC-DC变换器电路，通过改变抽头电感的匝数比，可以调整输入电流波形和储能电容两端的电压，使输入电流主要工作在连续导通(CCM)模式，从而抑制了储能电容两端电压在轻负载情况下的电压上升问题，减小了开关管的电流应力。同时不需要复杂的控制电路，利用高速响应的PWM控制电路，输出电压纹波可得到很好的抑制。实验结果表明，在宽输入电压范围(100V-240V)均满足谐波限制国际标准，实现了较高的变换效率，为开关电源的进一步小型化提供了可能。 单级AC-DC变换器，由于功率因数校正和功率转换融为一体，因此对电路特性的分析相对较困难，目前多数都停留在对电路工作原理和动作过程的分析上，缺乏进一步理论研究的方法和手段。本文将扩展状态平均法的理论，应用到单级AC-DC变换器的分析和研究中，对所提出的带抽头电感的变换器，建立了等效电路模型，并导出反映电路主要特性的状态方程式，利用MATLAB/Simulink建立了求解电路状态微分方程的数学模型，通过仿真实验对电路进行了深入特性分析，为后续的实验研究、优化设计打下了良好的理论基础。也为分析研究单级AC-DC变换器提供了一个实用有效的研究方法和手段。 通常单级AC-DC变换器为了追求结构简单、成本低，开关器件多处于硬开关状态，增加了器件的电压应力和功率损耗。近年来各种软开关技术在单级PFC变换器中得到了广泛的应用，但大多因加入有源吸收辅助电路，使变换器的结构复杂化，本文提出一种结构简单的单级有源箝位软开关AC-DC变换器和简单适用的控制电路，使开关管两端电压箝位在一定数值，实现了零电压开关(ZVS)。同时，功率变换器实现了高功率因数和高效率的性能转换。 目前单级AC-DC变换器串联式拓扑结构的种类比较多，但无论是两级还是单级的串联式拓扑结构，功率由输入传送到输出端，都需要经过两次变换，效率较低。本文在进一步分析并联式结构能够提高效率机理的基础上，提出一种改进型的并联式单级AC-DC变换器电路，可以通过调整上、下并联的两个变换器的能量分配比例，来改善输入电流波形和效率。实验结果证明，变换器的效率有显著的提高，是在中、小功率场合，非常有应用价值的电路拓扑。