大量电力电子负载设备给电网注入了大量谐波。功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）技术有效地解决了电力电子负载带来的谐波污染问题,提高网侧功率因数（Power Factor,PF）,并降低总谐波畸变（Total Harmonic Distortion,THD）。本文针对三电平Boost PFC变换器和预测控制策略开展研究,研究内容包括:首先,分析连续导通模式三电平Boost PFC变换器的电路工作原理,并在不同工作区域建立了电路的数学分析模型,得到不同工作模式下的电感电流纹波公式。在此基础上,通过分析电感电流纹波得到不同工作区域统一的预测控制占空比计算公式。同时,分析了该方法的参数敏感性,并考虑了预测控制单周期延迟现象及其影响。仿真结果表明预测控制具有较好的动静态性能。然后,针对三电平结构带来的电容电压平衡控制问题,本文研究了一种利用电感电流差异信号实现电容电压平衡控制的方法。首先,对所有电容电压不平衡的情况下的电感电流进行分析,得到采样的电感电流与电容电压不平衡的关系,并利用预测控制单周期延迟减少电感电流采样点。在无需分电容电压传感器基础上,仿真验证了带电容电压平衡控制的预测控制策略的正确性,所提电感电流检测方法不仅降低了对系统成本和体积要求,而且减少了电感电流采样点。同时,分析了三电平Boost PFC变换器输入电流过零畸变现象。通过分析断续导通模式下的电感电流,得到了连续导通模式和断续导通模式的占空比计算公式,从而提出在整个输入电压周期内能实现平均电流控制方法,解决PI控制器缓慢的动态响应和导通模式切换引起的电流过零畸变。另外,所提控制策略不需要额外的导通模式检测算法。仿真结果表明带导通模式检测的预测控制方法能够有效地改善PFC变换器过零点电流畸变的情况。最后,构建了基于GaN开关器件和FPGA控制器的三电平Boost PFC变换器小功率实验平台。实验验证了本文研究的预测控制策略控制具有较好的动静态性能、可以实现电容电压平衡,同时解决过零点电流畸变问题。