随着新能源技术的应用和发展，人们对于高效储能技术的需求日益增加。锂电池由于能量密度高和使用寿命长等优异性能使其成为很好的电化学储能电源，储能应用对锂电池的生产需求也不断增加。在锂电池制造过程的化成系统中，采用双向AC-DC变换器进行回馈放电可以大大减少电能消耗。如何将这种高性能的双向变换器应用到锂电池的新型化成系统中，成为了电池工业界关注的问题。　　本文对具有双向变换功能的双向AC-DC变换器的数字控制进行研究，采用单相电压型双向AC-DC变换器控制模型，对新型大信号非线性控制技术即单周期控制技术进行了深入的研究。通过查阅了大量的文献，了解了数字电源的发展趋势，单周期控制技术的发展背景以及其应用情况，以及分析了FPGA技术在如今的数字化控制中的优势。本文将单周期控制技术用于到双向AC-DC变换器的控制当中，设计一种基于 FPGA器件的单周期控制器，用 FPGA来完成数字控制部分，实现双向AC-DC变换器高精度的单位功率因数运行。　　论文以双向AC-DC变换器为研究对象，讨论其双极性PWM控制下的工作原理，并采用新型非线性单周期控制作为其控制算法，该控制算法它具有结构简单、控制精度高、响应速度快、控制性能不受电源参数变化影响等优点。然后推导了基于单周期控制的单相VSR的控制规律，分析了系统的稳定条件，并建立了其大信号数学模型和电压环的小信号模型，利用MATLAB/Simulink对系统进行验证理论推导的正确性。进而设计了单相双向AC-DC变换器的主电路硬件电路，给出了详细的基于单周期控制的双向AC-DC变换器的设计方案。　　为了能够实现性能优异、高精度控制的PWM信号，本文采用FPGA器件实现系统的数字控制部分，利用Altera公司的EDA工具QuartusⅡ软件，采用自顶向下的方法对该控制器进行了详细设计。整个控制器运用模块化结构设计，各模块易于移植，整个控制系统便于功能扩展和升级。设计完成后，对各模块和整个系统进行了仿真，仿真和试验结果表明，该方法具有实用价值。