摘要：近年来，煤和石油等不可再生的化石燃料大量消耗，引发了严重的能源危机，加剧了环境污染，世界各国针对能源紧张和环境污染的严峻形势，都在寻求新的清洁能源，积极开发安全、可靠的可再生能源来利用。太阳能取之无尽，可以被无限利用，是理想的可再生能源。20世纪70年代后，太阳能光伏发电的发展举世瞩目，在当前的多种多样的发电方式中脱颖而出，成为太阳能利用过程中的重要组成部分。

太阳能发电系统中太阳能独立光伏发电系统应用广泛，通过学习光伏发电的原理和特性，分析几种常用的直流变换器拓扑结构，比较他们的功能和实现途径的优劣，选出合适的DC/DC变换器。通过研究蓄电池的充放电原理和充放电的控制方法，总结出最合适、最高效的充放电方式。研究选择合适的传感器和电路元器件，在先前的理论基础上，总结出由升压BOOST电路和降升压BUCK-BOOST电路综合组成的独立光伏发电系统，并进行相关电路环节的参数计算。控制系统主要立足于单片机AT89C51，本文通过研究选型完成了硬件电路设计和相关的软件设计，可以实现对负载的供电和蓄电池充电。并且将系统进行联调。

关键词：太阳能光伏电源系统，双向变换器，单片机，仿真模型

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

一、太阳能的发展背景-1

（一）太阳能简介-1

（二）太阳能光伏发电系统-1

（三）国内外太阳能光伏发电发展现状-3

二、太阳能独立光伏发电系统基本组成和特性-4

（一）太阳能光伏电池-4

（二）铅酸蓄电池充放电-7

三、本文研究内容-8

第二章 总体方案设计-10

一、课题内容-10

二、方案选择-10

三、方案设计-14

第三章 系统硬件设计-15

一、主电路设计-15

（一）BOOST电路部分：-15

（二）BUCK-BOOST电路部分-17

（三）电流传感器检测电流-18

（四）分压电路测电压-19

（五）调理电路放大滤波和电压跟随-19

二、控制电路设计-21

（一）单片机选型-21

（二）时钟电路-22

（三）复位电路-22

（四）AD转换模块-23

三、驱动模块设计-25

四、显示模块设计-25

第四章 系统软件设计-27

一、开发环境简介-27

二、总控制设计框图-27

三、主程序设计-27

四、驱动程序设计-29

五、AD转换程序设计-31

六、LCD1602液晶显示程序设计-33

第五章 系统调试-35

一、调试环境-35

二、仿真调试-35

三、实物调试-36

（一）实物总体图-36

（二）调试结果-37

（三）小结-37

第六章 总结-38

致谢-39

参考文献-40

附录一：仿真电路图-41

附录二：设计程序-42