随着电力电子全控型功率器件的不断发展，单相脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)变换器的应用也越来越广泛。单相PWM变换器具有高效率，高功率因数的特点。并且稳定性强，性能优良，通常应用于动态电压恢复装置(Dynamic Voltage Restorer, DVR)，电力机车牵引系统，电动汽车充电器以及光伏并网逆变器等电力变换系统的方方面面。但其交直流侧瞬时功率不平衡，使得直流母线电压和功率存在二倍频纹波分量，不利于负载供电和系统运行。为了滤除直流母线电压的二倍频纹波分量，工业上通常采用无源滤波的方法，主要包括直流母线平波电容和LC谐振回路等。但是无源功率解耦需要选取较大的电容和电感参数，降低了系统的功率密度和可靠性。
　　为此，本文旨在设计具备有源功率解耦功能的单相PWM变换器。首先，本文对比现有的功率解耦回路，选取了宽解耦电容电压选择范围的buck-boost型功率解耦回路，并对其关键参数进行设计。基于此解耦回路，本文进一步提出了三种改进的有源功率解耦控制策略。第一种控制策略对二倍频纹波电流进行估算，引入直流母线电压纹波进行相位补偿。第二种控制策略直接控制直流侧电流，实现直流母线电流的二倍频纹波抑制。第三种控制策略从功率平衡角度出发，对解耦回路的有功功率进行控制。随后本文对三种控制策略以及现有的控制策略展开仿真对比。仿真结果表明，前两种控制策略均具备良好的动稳态性能。第三种控制策略考虑到采样的复杂度，稳态性能不如前两种控制策略，但是可以实现对四倍频纹波功率的有效抑制。
　　最后，为了验证所提控制方法的有效性，本文对实验系统的软件部分和硬件部分进行设计，并搭建了一台额定功率为550W的实验样机。实验结果表明，所设计的单相PWM变换器直流母线电压纹波得到了有效的抑制，系统的动稳态特性良好。