太阳能热水器作为最早利用太阳能的家用电器,经历了由普通太阳能热水器、分离式太阳能热水器到太阳能电热水器的发展阶段。普通太阳能热水器和分离式太阳能热水器普遍存在使用寿命短、室外连接管道易老化漏水、真空集热管易爆裂、安装维修过程复杂等问题。随着太阳能及其光伏产业的发展和光伏电池售价的降低,太阳能电热水器因效率高、使用寿命长、扩展灵活、组装方便等优势越来越受到人们的重视。本文针对DC/DC变换器在太阳能电热水器中的应用展开了研究,分析了常见的DC/DC拓扑和各自的优缺点,提出了将单管谐振式隔离电路应用于太阳能电热水器中。首先,分析了单管谐振式隔离电路的工作过程,根据其工作原理建立了等效模型,列写出状态方程,求出各参数和电压增益、输出效率之间的关系公式;其次,通过推导出的公式,对变压器、开关管、谐振电容和倍压整流电路等主要器件的参数进行了设计,并通过JMAG软件对变压器进行了温度场仿真;然后,设计了驱动电路、光伏板电压电流检测电路。最后,通过对建立起的光伏电池模型输出特性和单管谐振式隔离电路本身工作特性的分析,提出了改变开关频率来实现最大功率点跟踪的控制方法,并基于dsPIC30F2020单片机,完成了电路主程序的设计。本文通过Saber、PSIM软件对主电路和最大功率点跟踪控制进行了仿真,搭建了一台300W的实验样机,进行了详细的实验验证。仿真和实验表明,相比于传统的DC/DC变换器,该变换器不但实现了开关管的ZVS和变压器的双向励磁,还具有控制简单、体积小、成本低、效率高、可靠性高等优点,在太阳能电热水器上具有很大的推广应用价值。