众所周知，“能源危机”、“环境污染”和“可持续发展”这三大世界难题一直困扰着全人类。太阳能作为一种清洁的可再生能源，在追求低碳生活的今天越来越受到世界各国的重视。在各国制定的可持续发展战略中，太阳能已然成为其中非常重要的一项内容，而对太阳能的开发和利用也早已是国际社会的共同主题和一致行动。光伏发电作为太阳能利用的一个重要组成部分，随着其成本的不断降低，有希望取代煤炭等传统能源，成为世界电能供应的主体。太阳能资源是非常丰富的，单就中国而言，每年的理论储量高达17000亿吨标准煤。但是对光伏系统而言，光伏电池的光电转换率过低一直制约着光伏产业的发展。除了要发现或研制出具有更高光电转换率且价格低廉的材料外，如何能在现有光电转换率基础上实现光伏电池的最大功率输出也是一个非常关键的问题，这也是本课题研究的主要方向。为了更好地掌握并控制光伏电池输出，本文在一开始便利用光伏电池的工程用数学模型对其进行了Matlab仿真，通过仿真分析和研究了温度和光照强度对光伏电池输出伏安特性的影响。以理论结合仿真形式，详细介绍了光伏发电系统中的最大功率跟踪技术以及常用的三种跟踪算法，并在增量电导法基础上提出了一种CVT启动的变步长增量电导法。另外，本课题在研究过程中还设计并搭建了一个40W独立运行光伏发电系统的主体电路和MPPT控制电路。论文中，对Buck电路中的各个参数选择、驱动电路、检测电路、蓄电池充放电控制电路、继电器电路以及基于TMS320F2812DSP的MPPT控制电路等各个电路模块进行了详细的分析，采用新方法改进了部分传统的硬件电路模块。