交通领域的交通灯等设备,因其室外工作环境的特殊性,采用光伏供电具有节能环保、节约成本等优势。尤其是针对输供电困难的偏远地区,交通设备采用光伏供电优势显著。光伏供电系统中,光伏最大功率点追踪(MPPT)控制器是其关键技术之一,对提高整个光伏发电系统的效率意义重大。本文针对交通灯设备的光伏供电系统特点,设计了一种基于ARM平台的MPPT跟踪控制器。本文分析了光伏电池发电原理,建立matlab仿真模型,研究其对外输出特性。通过模型仿真,获取了电压-电流与电压-功率输出特性曲线,对光伏电池最大功率点追踪控制的特点进行分析与研究。比较分析了各种传统常用的MPPT控制算法的优缺点、适用场合等特点。对常规扰动法步长变化特点进行研究,提出了基于多状态变步长的扰动法,该方法将步长变化划分为五种状态,按照一定规律变更步长,在matlab中建立仿真模型,检验了控制算法的有效性。针对负载变换拓扑结构的异同与性能,对常用的Buck与Boost拓扑进行对比,分析各自特性与适用特点,最终选取Boost拓扑作为负载变换的基础拓扑结构;制作了MPPT控制器。针对交通灯的特殊应用需求,一方面设计了以Boost拓扑电路为基础的主电路,并进行了防雷设计、过电流保护设计等;还设计了驱动隔离模块、监控模块、电压与电流参数采样等模块;特别是设计了自恢复过流保护电路与辅助电源监控电路,减少一般故障下的维护负担与人为干预。编写软件代码并调试,主要包括系统初始化、PWM生成模块、AD转换模块,同时设计了看门狗软件保护程序,采集系统关键测试点参数进行分析。最后,进行验证实验,将光照从某一量级阶跃变换为另一量级,同时设置对比实验,采集一般扰动法与优化后的扰动法的控制结果,观察此时系统的电压输出、电流输出等参数,对实验采集数据进行归纳整理分析。结果表明:基于多状态的变步长扰动控制可以快速识别追踪功率最大点异常变动,响应外界条件变化速度快,控制精度高,抵御外界干扰能力强,证明本控制方案设计的正确性和有效性。