单相功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器的瞬时输入功率呈二倍工频脉动,输出功率为恒定的直流功率。瞬时输入功率和输出功率之间的不平衡导致PFC变换器的输出电压/电流中存在二倍工频纹波分量。二倍工频纹波分量导致后级的DC/DC变换器变换效率降低,LED发生频闪现象,电池内部发热等。通常采用大容量的电解电容来滤除二倍工频纹波分量,但是电解电容的体积较大,易损坏,是影响系统功率密度、寿命和可靠性的主要元件。因此,抑制单相PFC变换器的输出二倍工频纹波,减小电解电容的使用具有重要的意义。基于串联补偿结构的准单级AC/DC变换器是通过在PFC变换器的输出端串联一个纹波补偿电路,控制其产生与PFC变换器输出电压等幅度、反相位的二倍工频纹波来补偿纹波,进而在负载侧获得恒定的直流电压。由于大部分输入功率经过PFC变换器直接传输到负载侧,只有小部分功率经过PFC变换器和纹波补偿电路两级传输,实现了最小冗余功率传输。因此,基于串联补偿结构的准单级AC/DC变换器具有高效率、高功率因数、低输出纹波等优点。纹波补偿电路的控制是决定输出二倍工频纹波抑制效果的关键因素,本文以基于串联补偿结构的准单级AC/DC变换器为研究对象,致力于研究显著减小输出二倍工频纹波的控制方法。本文建立了基于串联补偿结构的准单级AC/DC变换器的等效交流小信号模型。在此基础上,提出了纹波补偿电路的输出阻抗模型。首次从频域角度揭示了输出二倍工频纹波的抑制机理。纹波补偿电路的输出阻抗在二倍工频处的幅值决定准单级AC/DC变换器输出二倍工频纹波的大小,输出阻抗幅值越大,输出二倍工频纹波越小。本文研究了传统电压型控制纹波补偿电路的输出阻抗,分析了电路参数、电路寄生参数和控制电路参数对输出阻抗的影响。以信号流图为工具,系统讨论了闭环输出阻抗的调节方法。研究结果表明,与传统电压型控制相比,基于信号流图提出的输入电压前馈控制,提升了输出二倍工频纹波的抑制效果。为了进一步减小输出二倍工频纹波,本文提出基于虚拟阻抗的二倍工频纹波抑制方法。分析并比较了在电感支路和电容支路引入虚拟阻抗时的闭环输出阻抗,发现在电感支路串联虚拟阻抗可以有效增加闭环输出阻抗。本文采用平均电感电流控制来实现电感支路串联虚拟阻抗,分析并给出了虚拟阻抗幅值的设计依据。研究结果表明,本论文所提出的基于虚拟阻抗的平均电流控制,可以有效降低输出二倍工频纹波,并且验证了本文所提出的输出阻抗模型可以有效估算不同控制参数,不同负载类型下的输出二倍工频纹波抑制效果。本文提出了基于音频敏感度的二倍工频纹波抑制方法,采用音频敏感度来衡量输出二倍工频纹波的抑制效果。音频敏感度在二倍工频处的幅值越小,说明输出二倍工频纹波的抑制效果越好。本文在音频敏感度模型的基础上,提出在控制环路中引入准比例谐振补偿器,通过设计其谐振频率在二倍工频处,极大的减小了闭环音频敏感度在二倍工频处的幅值。分析了考虑数字控制延时情况下,引入准比例谐振补偿器后控制环路的稳定性问题,并给出了准比例谐振补偿器的设计依据。提出了带准比例谐振补偿器的输入电压前馈控制,进一步减小了闭环音频敏感度在二倍工频处的幅值。研究结果表明,基于音频敏感度模型提出的带准比例谐振补偿器的输入电压前馈控制可以获得很好的二倍工频纹波抑制效果,并且由于准比例谐振补偿器谐振频率设计的灵活性,本论文提出的控制在不同输入频率时均获得较好的纹波抑制效果。为了验证模型理论分析的正确性以及控制方法的有效性,搭建了相应的仿真电路和实验样机平台,并给出了相关的仿真和实验结果。仿真及实验结果很好的验证了理论分析的正确性,所制作的准单级AC/DC变换器实现了高效率,高功率因数,无电解电容,并且获得很好的纹波抑制效果。