作为一种无污染的可再生能源,太阳能的应用前景广阔,因此,能直接将太阳能转换为电能的光伏发电技术受到了高度重视。但由于太阳电池的转换效率较低,光伏发电系统的成本成为其推广应用的瓶颈。最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking,MPPT)用以在变化的外界环境条件下保证太阳电池实现最大功率输出,提高光伏发电系统的效率。论文在深入研究太阳电池特性和光伏发电系统构成基础上,基于MPPT算法中的固定电压法,提出一种太阳电池最大功率点跟踪控制芯片的设计。控制芯片的输入为太阳电池组件,输出为蓄电池,采用模拟电路集成实现,其优势在于以简单的电路实现MPPT功能,从而降低芯片的功耗与面积,提高了芯片的通用性。论文内容主要分为三大部分:第一部分为理论研究,在此通过对太阳电池特性研究,确定了固定电压法作为本论文的最大功率点跟踪的研究对象;还通过固定电压法的效率分析,证实了固定电压法的可行性。第二部分为电路设计部分,包括系统级与电路级设计。系统级设计中给出了论文所采用的特殊的系统结构稳定性分析方法,成功设计出系统的补偿电路,通过仿真证明了系统的稳定性;电路级设计中则以典型的电路结构实现了芯片的各个功能模块。第三部分为芯片的仿真与测试验证,芯片仿真中构建了太阳能电池的电路模型,为光伏发电系统的仿真奠定了基础。芯片测试结果证明了预期的芯片性能已基本实现。本论文中的控制芯片在1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺下设计实现。仿真验证和芯片测试结果表明,在该芯片控制下,太阳电池供电系统能实时跟踪电池的最大功率点,具有低功耗、低成本、高稳定性的特点,可实际应用于小功率发电系统。