随着工业的发展,化石能源的存量越来越少,而且伴随着带来很多环境问题,因此寻求一种新能源变得越来越迫切。作为一种取之不经、用之不竭的干净能源,太阳能光伏发电在新能源发展中的地位越来越突出,所以对太阳能光伏发电装置的研究有着很重要的实际意义。本文采用单片机为控制核心,对比研究了光伏供电系统中各个环节模块,并在此基础上分析并设计了太阳能光伏供电模拟系统。该系统不仅可以用于光伏供电系统,通过电路和参数的修改,还可应用于便携式太阳能移动电源,UPS电源以及太阳能电动车等领域。首先本文在查阅了大量相关文献资料后,对太阳能光伏发电的相关文献进行了综述,得到了本文的研究的背景和意义,分析了国内外的研究现状、存在的问题,并最终得到了本文总的系统设计方案以及本文的设计目标。其次,对太阳能光伏发电的原理进行了研究,由太阳能光伏电池的数学模型建立仿真模型,得到仿真结果,并以此对太阳能电池的输出特性进行了分析和总结。再次,对太阳能光伏系统的核心模块进行了研究和设计。对双向DC-DC模块、DC-AC逆变模块、AC-DC功率因数校正模块的拓扑结构进行了对比研究,利用单片机内自带的PWM功能对功率管进行开关控制,使外围电路简单;提出了一种PID算法对PWM进行调节,大大提高了系统的运行速度和精度;从提高系统精度和效率出发,对采样电路、放大电路、控制电路等主要电路以及元器件的选型和参数选择都做了详细的分析与设计;提出了一种基于最大功率传输理论的MPPT技术并设计了最大功率跟踪电路;对软件的主要程序流程做了分析和设计。最后,本文搭建了整机的模拟测试电路,并对电路进行了相关测试,测试结果表明系统各模块的技术指标都很高,验证了理论设计的正确性。