现代社会中，人们的日常生活、工作学习、休闲娱乐、工业生产等都已离不开市电电源。然而，由于城市配电系统中各类电力电子变流装置、非线性负载的广泛使用及一些大型工业设备的频繁投切等原因，导致了实际的市电电源中存在一些电能质量问题，例如：电压的跌落，谐波的增加、频率的跳变等。与此同时，随着科技的发展，精密仪器的数量将会越来越多，对市电电能质量的要求也越来越苛刻。因此，为了满足精密仪器的需要，必须对市电电压进行电能质量的补偿。本文将带基准电压前馈的双闭环SPWM控制应用到基于高频变压器的单相补偿式交流稳压电源中，不但能有效补偿市电电压的波动，还可以实现对谐波和频率跳变的补偿。本文在原有交流稳压电源基本拓扑基础之上，引入高频变压器，提出一种基于高频变压器的单相补偿式交流稳压电源拓扑，该类电源具有体积小、精度高等优点。详细介绍了移相调压控制算法的基本原理与正负补偿的工作模式。针对双闭环SPWM控制不能实现输出电压无限趋于基准电压以及直流侧电压无规则波动时间长的问题，选取了带基准电压前馈的双闭环SPWM控制算法。并理论验证了带基准电压前馈的双闭环SPWM控制算法的可行性及正负补偿的工作模式。对两种控制算法进行了对比分析，选取了带基准电压前馈的双闭环SPWM控制为后续实验的控制算法。同时，为了提高锁相环的锁相精度，提出了一种改进的单相低通锁相环，并对其进行了程序验证。最后，利用Matlab/Simulink仿真软件对系统进行了仿真，结果表明基于高频变压器的单相补偿式交流稳压电源拓扑结构的正确性，并验证了移相调压控制算法和带基准电压前馈的双闭环SPWM控制算法的有效性和两者间的优缺点；搭建了基于TMS320F2812DSP的实验模型，通过实验模型的开环实验，进一步验证了主电路与控制算法的可行性。