摘要：当今世界的能源结构中的几种化石燃料能源因为其储量日益枯竭以及诱发的一些环境问题，这令许多科学家们将能源发展的目光投向太阳能发电上来。太阳能光伏发电作为太阳能发电的一种重要方式也得到了国际普遍的关注。

本文的软件设计是建立在根据太阳能电池的数学模型建立了以51单片机为基础的仿真模型，分析了双向变换器下太阳能光伏发电系统结构原理与电路设计，研究了铅酸蓄电池充电的控制方法，用Keil编程得到采样四路模拟量的程序，并在设计初期能用电位器进行四路模拟量在LED上面的显示，后期等主电路完成后采样主电路中的四路数据。并用程序编制出BOOST变换器电路和带双向BUCK-BOOST电路各需的占空比，完成了其软件仿真部分。

本文的硬件设计建立在对于四种拓扑结构进行了一些对比研究，并选取了其中的两种拓扑结构来运用到本设计中的仿真电路中。通过仿真软件Proteus对于BUCK变换器电路和带双向BUCK-BOOST变换器电路的逐步仿真，设计出了主电路仿真图并在其基础上采样出太阳能光伏发电系统在运行时的四组数据，最后通过仿真论证了结果的正确性；同时也在Proteus中设计了基于51单片机的带有四组数据显示的辅助电路与采样电路，完成了其硬件仿真部分。

关键字：太阳能光伏发电系统、双向变换器、51单片机

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-4

一、 课题研究背景-4

二、 国内外太阳能光伏发电现状与发展趋势-4

三、 研究意义和目的-6

四、 课题研究内容-6

第二章 太阳能独立光伏发电系统基本组成和特性-7

一、 太阳能独立光伏发电系统概述-7

二、 太阳能电池-7

三、 铅酸蓄电池-11

第三章 带双向变换器的独立光伏发电系统硬件设计-16

一、 太阳能独立光伏发电系统常用的DC/DC变换器及特点-16

二、 主电路设计-19

三、 辅助电路设计-23

四、 采样电路设计-25

五、 驱动电路设计-26

第四章 带双向变换器的独立光伏发电系统软件设计-27

一、 控制系统软件设计-27

二、 采样系统软件设计-29

第五章 带双向变换器的独立光伏发电系统仿真验证-31

一、 仿真软件简介-31

二、 仿真和数据分析-31

第六章 总结与展望-39

致谢-40

参考文献-41

附录-42

附录一：全部硬件图和仿真结果图-42

附录二：全部软件程序-43