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如今能源短缺和环境污染已然变成了当今社会需应对的最主要问题。太阳能作为一种可再生的、绿色无污染的新型能源,拥有巨大的开发潜力和应用价值,得到了各国的广泛关注。但温度、太阳光照等环境因素会严重影响光伏电池的能量输出和利用率,因此,研究具有最大功率点跟踪功能的光伏充放电控制器具有非常重要的意义。分析光伏电池输出特性,以Isc,Uoc,Im,Uoc为参数建立光伏电池在均匀光照条件下的仿真模型,通过仿真曲线和实际测量曲线相比较,误差为4.2%,证明了该模型的有效性。在Matlab上搭建在部分阴影环境下的模型,仿真研究光伏阵列在复杂环境下的输出特性。根据光伏充放电控制器的主要功能,完成系统各个模块的电路设计。主要包括MCU电路、电源电路、电压基准电路、DC/DC电路、MOSFET驱动电路、电压电流采集电路以及输入滤波电路等硬件电路的设计。其中选用Freescale系列高性能芯片MC9S12XET256作为系统的MCU,DC/DC电路由四个MOSFET构成的全桥电路,高频变压器和输出滤波电路构成。设计改进的MPPT算法。依据光伏电池的输出特性,研究常用的MPPT算法的工作原理和优缺点。针对均匀光照条件设计一种利用表达式S（k）将电导增量法和PID控制法相结合的改进型MPPT控制算法。在Matlab上进行仿真并与电导增量法和PID控制法相对比,验证该算法的优势。在阴影条件下光伏电池输出曲线呈现多峰值的特点,为防止系统陷入局部最大值,设计一种先进行部分扫描获取全局峰值的位置,然后依据上面改进控制法进一步精确跟踪的多峰值MPPT算法,并在不同环境下进行仿真分析,表明此算法在复杂环境下也具有良好的跟踪性能。软件部分,采用C语言完成系统软件的设计和开发。主要包括A/D采样程序、带有MPPT控制算法的蓄电池充放电控制程序、PWM程序以及故障显示程序等程序模块。搭建系统测试平台,进行测试。结果表明:本文设计的光伏系统充放电控制器的发电功率能够提高了6.8W,跟踪速度为170ms,实现了对光伏电池最大功率点的跟踪。