一种基于三电平的单级PFC电路设计
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基于上述假设，在阶段1[t0，t1]：开关管S3和S4导通。Boost电感(Lin)储存能量，电感电流线性增加。流经开关管的电流是谐振电路和boost电感电流之和。谐振电路两端电压VAB为-Vbus／2；
阶段2[t1，t2]：开关管S4关断，箝位二极管Dc2将其电压箝位于Vbus／2。Boost电感电流将流经上方一对开关管并对其体电容放电。此时，VAB为零；
阶段3[t2，t3]：开关管S3关断(由于其体电容被放电，S3将零电压关断)，电感电流继续对中间储能电容充电，S1、S2体电容放电，待其完全放电后，其体二极管导通。此时，VAB电压为Vbus／2。
阶段4[t3，t4]：开关管S1和S2同时零电压导通。Boost电感电流和谐振电路电流同时流经S1、S2。此时VAB电压不变，仍为Vbus／2；
阶段5[t4，t5]：开关管S1关断，电压被箝位二极管Dc1箝位于Vbus／2。谐振电流流经S2和Dc1，此时VAB的电压降为零；
阶段6[t5，t6]：开关管S2关断，谐振电流方向反转，并对S3、S4体电容放电；完全放电后，其体二极管导通。直到下一个周期开始，S3、S4将零电压导通。
2 控制策略及稳态分析
2．1 控制策略
本文中的变换器由多个开关管构成。其控制变量也不止一个。因此，在设计时，可以同时采用谐振电路的开关频率和boost电路的占空比两个控制变量来分别达到控制输出电压和直流母线电压的目的。本文分别选取boost电路的占空比来获得需要的直流母线电压。采用这种控制方式的优点是，无论负载如何变化，都能得到所需要的直流母线电压。
2．2 boost模式
本文设定的boost电路工作在DCM状态下，这样，当boost电感充电时，电感电流将从零开始线性增加，其电流峰值为：
因此，在一个周期内，其平均电流为：
由于直流母线电压的大小可根据不同的交流输入电压峰值而变化，其可表示为：
因此，当输入交流电压的范围是90Vms～265Vms时，其直流母线电压的大小为350～650V。
3 仿真结果
仿真时，假设经过上述分析所设计的一个单级PFC电路的具体电路参数为：输出电压48 V，功率2．3 kW，Vin=90～265Vms，Lr=7μH，Cs=10nF，Cp=15 nF，N1／N2=4，Lin=0．95 μH，储能电容Cbl=Cb2=4700μF。
若图3所示为其输入电压和输入电流的波形，且此时的交流输入电压Vin为265Vms。那么，图4所示即为负载变化情况下的功率因数及直流母线电压的仿真图。由图4可见，在不同的负载情况下，直流母线电压基本维持在650 V左右；同时，该变换器也拥有较高的输入功率因数。
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