开关变换器在电源领域的应用十分广泛,但是由于开关器件的非线性特性,而导致输入电流畸变。畸变的输入电流含有大量谐波,会对电网造成严重污染。有源功率因数校正技术对开关变换器的功率因数进行校正,不仅提高了功率因数,减小了输入电流的谐波成份,而且能够有效地降低对电网以及通讯自动化设备的谐波干扰,极大地提高电能的使用效率,创造巨大的经济效益。研究功率因数校正技术对开关变换器的发展具有重要的意义。本文首先介绍了功率因数校正的定义及其发展状况,详细分析了有源功率因数校正电路的基本工作原理。从主电路拓扑结构和控制方法对有源功率因数校正电路进行分析,对比研究三种常见APFC电路主拓扑结构(Buck变换器、Buck-Boost变换器、Boost变换器)各自的优缺点和异同,分析比较功率因数校正电路在电感电流不连续和连续状态下各自的控制方法。Boost PFC电路具有输入电流纹波小,且在输入电压及频率广泛变化范围内能保持较高的输入功率因数等优点,因而在本文中作为主要的拓扑研究对象。平均电流控制电路通常使用乘法器,采用电压环和电流环的双闭环控制方式来实现功率因数校正。本文设计的控制电路在传统平均电流控制的基础上增加了输入电压前馈电路。前馈电路的引入不仅使得输入功率保持恒定不变,而且提升了在输入电压突变时系统的快速响应能力,可以使控制电路的环路增益不会因输入电压的变化而受到影响,易实现在宽输入电压范围内控制回路的正常工作,使电路保持良好的动态响应速度和负载调节特性。在理论分析Boost PFC电路各个状态模式的基础上,建立平均电流控制的MATLAB/SIMULINK数学模型,并在时域范围内对平均电流控制APFC电路进行仿真分析,研究其在输入电压突变、负载突变情况下,系统的动态响应能力。最后完成电路设计,建立PSIM模拟电路模型。通过仿真分析表明APFC控制器能够有效减少输入电流畸变,使得输入电流和输入电压同相位,从而实现功率因数校正的目的。同时,在不同的电感值和输入电压条件下进行仿真实验,并且根据滤波电容的不同ESR值进行分析,以研究系统各项特性。