随着地球上众多不可再生能源的过度开采和利用,使得能源问题成为当今世界需首要解决的问题之一。太阳能相比化石能源,其充足的供给和清洁环保等优势使其在近些年来被越来越广泛地利用。便携式光伏电源是离网型的光伏发电系统,其结构、运行方式和对其能量的管理直接影响着光伏发电和充电的效率,决定着整个系统的稳定和可靠性。为此,本文以便携式光伏电源的能量管理问题为研究对象,就系统的充放电电路、最大功率跟踪等能量管理的关键问题展开了研究,并设计样机和进行实验。论文首先介绍了所研究便携式光伏电源的整体结构,分析了光伏电池的特性和储能电池的选择及特性,并进行了比较和论述,然后根据这些特性分析了其能量管理的关键性问题。其次,论文对常见的光伏充电拓扑进行了研究,并设计了光伏充电控制器的主电路结构,对光伏充电的最大功率跟踪方法进行了分析和比较,并利用DSP对电路的驱动和反馈控制,完成了锂电池组的三阶段充电过程和光伏电池的最大功率跟踪。再次,论文对市电充电适配器及其能量管理电路进行了设计,前级的单片开关电源结构利用计算机辅助设计,确定了电路中的各参数和反馈机制,并进行优化;后级采用电池组管理芯片设计并分析了其工作原理和功能,根据系统要求的三阶段充电流程对外围电路及参数进行了设计和计算。最后,设计了能量管理系统主要的控制程序流程和硬件电路,并对所设计的系统进行了软硬件集成,组装和实现了一台350W的实验样机,实验结果表明,所设计的能量管理系统能够实现所设计的功能,且效果良好。