太阳能热水器由于节能的优点深受广大用户喜爱,但传统太阳能热水器普遍存在集热管脆弱易爆裂、管道老化易漏水、维修难度大、安装范围局限只满足部分用户等问题。光伏产业的快速发展为太阳能热水器带来了新的机遇,光伏电热水器由此诞生。光伏电热水器具有传统太阳能热水器环保节能的特点,同时在阴雨天气下亦可配合“谷电”进行互补加热,因其不存在传统太阳能热水器的缺点,并且安装灵活方便、维护安全简易、使用寿命较长等优点突出,如今越来越受到人们的重视。本文针对光伏电热水器的DC/DC变换器展开了研究,分析了不同类型DC/DC变换器在光伏电热水器中的优缺点,提出了非隔离式升降压DC/DC变换器最适合光伏电热水器,并选择其中最合适的Cuk电路进行了详细的分析与实验。首先,分析了所选变换器的等效模型,求出了控制—输出的关系公式和输入—输出的关系公式,为下文的参数设计以及最大功率点跟踪优化提供了理论基础;其次,通过公式推导,对变换器的电感器、开关管、二极管、电容以及负载参数进行了设计;最后,通过将光伏电池模型与所研究非隔离式升降压变换器模型结合分析,提出了一种改进的最大功率点跟踪控制方法,并基于dsPIC30F2020单片机,完成了控制程序的设计。本文使用MATLAB软件对主电路与最大功率点跟踪进行了仿真,并搭建了一台最大功率为540W的试验样机,并对其进行了实验验证。仿真与实验结果均表明,将非隔离式升降压变换器运用到光伏电热水器系统上不但能够实现光能的最大利用,还具有高传递效率,控制简单等优点,非常适合在光伏电热水器上推广使用。