实现光伏电池的最大功率点追踪,提高光伏电池的利用率一直是光伏发电领域的研究热点,本课题以实现两级式光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT),提升电能传输效率为出发点展开数学模型建立、软开关电路实现、电流控制算法优化等方面的具体研究工作。首先,研究了光伏电池阵列的工程等效数学模型,对光伏电池阵列的工作特性进行了数学分析与验证。建立了两级式光伏发电系统的数学模型,并进行了整个系统电路的结构分析。对Boost直流变换器进行了深入分析,并对一些直流变换器的控制算法进行了分析和评价。其次,介绍了软开关的基本工作原理,讨论了将软开关技术用于前级直流Boost电路的可行性,研究了对其实施零电压开通(ZVT)技术的实现方式,分析了软开关辅助电路的参数设计依据。设计了软开关辅助电路的驱动方式,并对其工作模式进行了描述与分析。通过理论分析以及仿真与物理实验验证了软开关的工作原理,以及对减小开关损耗、减小电磁干扰、提升能量传输效率等方面的作用。另外,探讨了基于一种基于模型分析与状态预测的电流内环控制器设计与分析方法,对其工作机理进行了细致的数学推导,并针对其易诱发次谐波的问题给出了优化措施。基于Matlab/Simulink建立了系统整体仿真平台并对每一部分进行了具体的仿真实验分析与存在问题的优化措施讨论。搭建了硬件实验平台对理论分析与仿真结果进行物理实验验证,实验平台包括以Infineon 162FL单片机作为控制器的ZVTBoost电路单元,以Infineon 164FN单片机作为控制器的逆变器单元,并配合使用必要的外围电路以及负载电机。以物理实验平台为基础对研究内容中的最大功率点的控制、电压PI控制、电流预测控制的可行性、有效性进行实验分析。