传统的开关电源所使用的是二极管整流桥接大容量电容作为前级,由于大电容的存在使得从交流输入侧汲取的电流为非正弦。而非正弦的输入电流在能量的传输过程中会产生很多不期望的谐波电流,这些谐波电流的存在使得交流电网侧的电能质量下降,同时还使后级用电设备的可靠性降低,造成潜在的隐患。为了能够保证安全的用电环境,需要在开关电源中加入功率因数校正环节。传统的方案通常存在着母线电压应力大、电路结构复杂、工作频率不能太高等缺点。为了能够解决这些问题,本文提出一种单级谐振式PFC(Power Factor Correction,PFC)变换器。本文所提的单级PFC变换器基于LLC谐振变换器实现,通过输出电压外环补偿控制实现输出电压的稳压调节,同时将外环的输出与输入电压波形相乘构成输入电流基准,利用输入电流内环补偿控制实现输入功率因数校正。本文所提的变换器没有前级的Boost,不存在母线电压应力大的问题;采用单级式电路结构,电路简单成本低;且保留了LLC的软开关特性,能够实现高频化从而减小系统的开关损耗,有利于系统的进一步优化设计。本文首先通过对LLC谐振变换器的增益特性分析,确定了LLC谐振变换器能够作为PFC电路的理论基础。然后通过对该单级PFC进行模态分析,通过基波分量模型进行稳态分析,并通过小信号模型建立分析了电路的动态特性。接着分析了参数优化设计步骤并通过仿真验证其正确性。最后对所提的单级PFC变换器各个模块进行了设计,其中包括磁性元件的设计及功率元件的选型、DSP控制系统的设计、驱动电路的设计、采样调理电路的设计、保护电路的设计等,并制作了一台原理样机,验证了本文所提变换器理论分析的正确性。