随着科技的发展,人类对能源的的需求量越来越大。化石能源逐渐枯竭、传统燃油车对环境的污染受到越来越多人的重视。电动汽车使用的电能可以通过可再生能源获得,于是受到全世界的广泛关注和推广。电动汽车车载充电机(On BoardCharger,简称OBC)将电网交流电转化为直流电给电动汽车充电,其性能对于电动汽车和电网有着非常重要的影响。OBC接入电网首先考虑的就是功率因数,高功率因数对于电能的高效利用和电网质量的改善具有重要意义,因此研究OBC功率因数校正技术十分必要。然而随着功能需求的增加,还要求OBC可以将电动汽车电池电能逆变为交流电提供给交流用电器使用,因此研究双向OBC具有很强的工程应用价值和实际市场前景。本文在广泛阅读了相关文献以及研究成果基础上,针对电动汽车双向OBC应用,研究其前级双向AC-DC电路。本文对常见功率因数校正电路和逆变电路的拓扑及工作原理、控制方式等进行介绍和对比。研究双向OBC的电路前级——单相双向全桥变换器。电路拓扑为全桥结构,交流侧接差模电感,直流侧接输出滤波电容。正向充电工作时,电路拓扑等效为无桥PFC进行整流,实现功率因数校正;反向工作时,电路拓扑等效为单相电压型全桥逆变器,采用单极性倍频调制方式,将电动汽车电池的直流电逆变为交流电。本文对单相双向全桥变换器正反向两种工作状态的工作原理进行深入的分析,对主电路的参数进行优化设计。通过精确电路建模,计算电路的传递函数。对比研究不同调制策略和控制方案,基于电路精确模型,设计控制环路补偿参数。通过Simulink仿真,验证了电路参数设计和控制方案的合理性。最后根据设计的参数,制作了一台3.3kW的实验样机。样机采用英飞凌高性能控制器TC233实现全数字控制,电路具有结构简单、元器件少、适应性强、容易拓展等优点。实验测试了不同输入条件、不同负载的电路性能,实验数据进一步证明了电路方案的可行性。本文研究为电动汽车双向OBC的前级电路设计提供了解决方案。