近年来,随着太阳能电池板价格的下降和光电转换效率的提升,与传统集热式太阳能热水器相比,成本低且安装使用方便的光伏电热水器方案有了一定的可行性和实用性。但光伏电热水器系统不同于传统的光伏系统,其负载为固定阻值的加热棒,DC-DC变换器必须具有灵活、宽范围的增益才可以实现实时最大功率跟踪,为了有效解决这一问题,本文研究了一种双边补偿单管准谐振变换器,并为其设计了最大功率点跟踪的具体实现方案。主要工作如下:本文以光伏电热水器系统为主要研究对象,首先研究了太阳能热水器的发展历程和光伏电热水器的可行性和实用性,并对各类应用于光伏电热水器系统的DC-DC变换器进行了研究分析。然后选择双边补偿单管准谐振电路作为光伏电热水器的主电路,并对电路工作原理和过程进行了研究,接着给出电路增益和开关管应力曲线,最后确定了求解电路谐振网络参数的方法。详细研究了光伏电热水器实现MPPT的特殊性,光伏电热水器实现实时最大功率跟踪,必须使用升降压DC-DC变换器作为主电路,并对此进行了理论分析和验证。然后提出了基于对数变步长的扰动观察法,大大提高了扰动观察法的跟踪速度,减小了在最大功率点处的功率震荡。对实验中太阳能电池板可能存在的遮掩现象,提出了多峰值MPPT控制方法,实现准确追踪最大功率点。最后提出了光伏电热水器的整体控制策略。对光伏电热水器参数的设计给出了理论分析,并基于单片机dsPIC30F2020设计了控制电路、采样电路、驱动电路和辅助电源,给出了整体电路PCB图。利用Saber仿真软件,对主电路进行了可行性验证仿真,并通过MATLAB/Simulink对整个光伏电热水器系统进行了仿真研究。最后搭建540W实验样机,进行实验验证,实验结果达到了预期设计目标,为光伏电热水器系统的可行性和实用性提供了理论证明。