传统的AC/DC电能变换器,普遍采用二极管不控整流或相控整流方式,随着这类电力电子装置在电网中运行数量的增加,注入电网的谐波污染越来越大,导致电网的功率因数下降,谐波污染日益严重,电能的有效利用率降低。因此,节约能源、降低成本、减少污染,成为当今世界研究的热点。能馈型PWM整流器具有直流侧电压恒定、单位功率因数运行、能量可以双向流动等特性,真正意义上实现了绿色电能变换、节能减排的效果,因此,受到了国内外学者的广泛关注。本文针对半桥PWM整流电路拓扑,就一些实际问题展开研究,对优化工程设计具有一定的指导意义。首先,论文对能馈型半桥PWM整流器工作于整流和能量回馈两种状态的工作原理进行了系统的分析,并对全数字化的平均电流PFC控制方案和一种具有抗饱和特性的改进型PI算法进行了介绍,引入了半周期调制方法,消除了半桥拓扑的开关死区,并用SABER工具对该算法进行仿真验证。然后,对于半桥类拓扑普遍存在的直流侧电容不均压问题,深入分析了其产生的原因及电压不平衡对电容纹波的影响,设计了附加均压环式控制方式和双电压环式控制方式两种均压控制方案,很好的解决了这一问题。最后,本文采用TI公司生产的TMS320F2812型号的DSP作为主控芯片,详细给出了主电路参数设计,及数字控制系统主要的硬件设计、部分软件设计以及程序流程图设计,完成了一套平均电流控制的具有数字PFC,无谐波污染,能量可以双向流动的实验装置,并以此样机为平台进行了实验,实验结果验证了理论分析的正确。