单相PWM整流器有着高功率因数、低谐波含量以及能量可以双向流动等优点，被广泛应用于UPS电源和可再生能源供电系统等诸多场景之中。作为双向AC-DC变换器，单相PWM整流器需满足两个关键性能指标：一是交流侧的输入电流谐波含量需要满足入网标准，二是直流侧输出电压满足后级负载或变换器的直流供电要求。本文在此背景下对单相PWM整流器的调制策略和直流母线上的无电解电容方案展开研究。
　　本文内容主要由两个部分组成：第一部分首先分析了单相PWM整流器的工作模态，通过THD和损耗计算在所有可能的调制方式中得到最优的一类调制方式。接着具体分析了传统的单极性调制（UPWM）所存在的过零点失真问题，并针对该问题提出了一种双调制波SPWM调制策略，该方法不仅有效地解决了过零点失真问题，并且很好地保留了传统UPWM的THD和损耗小的优点。最终通过仿真和实验结果验证了所提出的调制方式的有效性。
　　第二部分基于功率解耦的思路提出了采用升压型有源电容变换器来平衡单相PWM整流器直流母线纹波能量，阐述了有源电容变换器的工作原理，减小直流母线所需的电容容值，进而克服了由于电解电容使用寿命短、热稳定性差等缺陷对于功率变换器的限制。有源电容变换器的主电路拓扑结构是在同步Boost变换器的输入端口并联一个小容值电容，详细分析了有源电容变换器的工作模态并对主电路参数进行定量设计。有源电容变换采用双环控制策略，根据设计要求给出了电流内环和电压外环的控制器设计方法。最终通过仿真和实验结果验证该方案的可行性以及参数设计的准确性。