近几年来,环境问题和能源危机的加剧,使世界各国高度重视太阳能光伏发电领域,我国政府也加大了对于分布式光伏发电领域的扶持力度。为响应国家号召,屋顶式太阳能光伏发电在中国的广大地区得到了重视和应用。其特点是产生的电能即可以直接分配给用户的电力负荷,也可以通过连接电网来调节过量或不足的功率。传统的户用型光伏逆变器,常存在一些缺陷比如说对太阳能电池板的最大功率点跟踪控制不好,以至于对太阳能利用率低;功能单一,只能离网运行或者并网运行等。因此,本文为了克服以上缺陷,对户用型光伏逆变器进行了改进。设计了基于K60(MK60DN512VLL100)控制的户用型光伏逆变器,能够实现并网和离网运行,其主要工作内容如下:首先,对户用型光伏逆变器的主电路拓扑结构、最大功率点跟踪、滤波器参数设计和控制策略等进行深入研究。将光伏逆变器拓扑结构分为DC/DC和DC/AC两部分,比较分析了多种DC/DC电路结构的优缺点,研究了DC/AC部分的控制原理。对一些广泛应用的光伏逆变器拓扑结构详细比较分析了其优缺点,确定了一台功率为1kW的单相光伏逆变器拓扑。确定了前端DC/DC部分采用单电感升压(Boost)变换电路,后端DC/AC部分采用单相桥式逆变电路结构。其次,对光伏电池的输出特性和电路模型进行了深入研究。根据对太阳能电池输出特性的研究,引出了对太阳能电池进行MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制的必要性。选取了扰动观测法作为本系统的MPPT控制方法,对光伏逆变器输出功率进行控制,实现了光伏电池的最大功率点跟踪。然后,硬件方面,对Boost电路的电感、支撑电容和滤波电路进行了设计及计算。设计了基于K60的户用型光伏逆变器的硬件电路,其中包括嵌入式单片机核心板模块、功率模块、IGBT缓冲电路模块、频率与相位检测模块、光耦隔离电路模块、电压电流检测模块和辅助电源模块。用Altium Designer软件绘制电路板原理图和PCB图,对设计的电路板进行加工、焊接、调试。软件方面,设计了系统总体程序框图。采用软件锁相环进行系统的频率、相位控制,用软件实现系统最大功率点追踪和系统保护。仿真方面,在软件MATLAB/Simulink环境下搭建了太阳能电池板的仿真模型、MPPT仿真模型和逆变器主系统的仿真模型,并进行系统仿真,对系统建模和设计的正确性进行了验证。最后,结合实验室电力电子实验平台,设计了一套基于嵌入式单片机K60控制的户用型光伏逆变器样机,并实现了光伏发电系统离网和并网运行的基本要求,给出了相关实验结果。结果表明,本装置具有很高的效率,能够实现并网运行和离网运行。