随着电力电子设备对功率因素的要求不断提高,高功率因素和低电流谐波分量的PWM整流器在中大功率设备中得到广泛的应用。VIENNA整流器作为一种典型的三电平PWM整流拓扑,相比于两电平整流器具有输入电流谐波分量低和功率器件电压应力小等优点;而相比于其它类型的三电平整流器具有功率器件少、控制电路简单以及无桥臂电压直通等优势。但是,传统控制策略下三电平整流器存在中点电位不平衡的固有问题。因此,对VIENNA整流器控制策略与性能优化的研究具有重要的理论意义和实际价值。首先,本文简要阐述了功率因数校正的背景和意义,介绍了目前功率因数校正拓扑结构和控制策略的研究现状;详细分析了三相VIENNA整流器的工作原理,介绍了单周期控制策略技术,并分析了一种单周期控制的改进调制方式;通过状态空间平均法得出了三相VIENNA整流器在单周期控制策略下的核心控制函数。其次,针对三电平整流器存在中点电位不平衡的问题,分析了中点电位不平衡的根本原因,并采用了一种三次谐波注入式方法对中点电位进行平衡控制。在此方法基础上,提出引入均压环控制的改进中点电位平衡控制方法;基于PSIM仿真软件搭建了加入改进中点电位平衡控制的单周期控制三相VIENNA整流器仿真模型,仿真结果验证了理论的可行性。然后,设计了以数字芯片TMS320F28035为控制核心的VIENNA整流器系统结构。硬件部分介绍了三相升压电感计算、功率器件选型以及数字控制模块的驱动电路、采样调理电路和辅助电源电路的设计;软件部分介绍了软件系统设计与资源配置、数字单周期控制算法以及中点电位平衡控制方法的实现方案。最后,搭建了一台6kW的三相VIENNA整流器实验样机。在单周期控制策略的基础上,采用注入三次谐波零序分量加均压环的改进中点电位平衡控制方法进行了实验。实验结果表明,在加入中点电位平衡控制方法后,VIENNA整流器直流母线中点电位得到了有效的平衡控制,验证了改进中点电位平衡控制方法的有效性。