随着社会的进步和发展,人类面临着越来越严峻的环境污染问题以及能源短缺问题,开发利用清洁的可再生能源成为人们关注的焦点。太阳能作为新兴的绿色能源中的一种,具有取之不尽、用之不竭、无污染等优点,因此得到了快速的发展。光伏发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势。目前太阳能电池的价格较高而转化效率较低,为了充分有效的利用太阳能,在光伏发电系统中加入最大功率跟踪显得尤为必要。本文介绍了太阳能电池及其分类,结合太阳能电池的物理模型和数学模型,采用Matlab/Simulink对太阳能电池建模,对太阳能电池的输出特性进行仿真研究,分析不同的外界环境对太阳能电池输出的影响。在太阳能电池表面无阴影和部分阴影情况下,对太阳能电池的输出特性进行试验研究。制作完成小功率升压斩波电路,在太阳能电池表面部分阴影和无阴影的情况下选择登山法和瞬时扫描法进行分析研究,比较了两种算法的优缺点。对太阳能光伏发电系统的主电路和控制方式进行了理论研究,主功率电路采用升压斩波电路和全桥逆变电路。对全桥逆变电路采用SPWM调制方式中的单极性倍频调制。使用三菱公司的智能功率模块PM200DSA060作为系统的主功率开关器件,由于智能功率模块自带短路保护、欠压保护等功能,增加了系统抗干扰能力,同时简化了驱动电路的设计。使用高速光耦HCPL-4506和低速光耦TLP624设计外部驱动隔离电路。采用LC滤波器对逆变器的输出进行滤波。采用Myway公司的开发平台PE-EXPERTII作为该系统的控制核心,该平台是基于TI公司的高数浮点型DSP(TMS320VC33-150MHz)的高速控制系统,可实现多种控制以及多通道PWM输出,通过对功率开关管的控制实现对太阳能电池输出的最大功率点跟踪以及电路的保护,采用PID算法计算控制调制幅值。最后,论文给出了各部分的调试与实验结果,验证了登山法与瞬时扫描法在该系统中的可实现性,改善了系统中存在的部分问题,提高了系统的可靠性。