Neatkarīgi no izmantotās tehnoloģijas, invertora pamata dizains ir skaidrs un ļoti līdzīgs. Kodols ir process, kurā līdzstrāvas spriegums (saules elementu moduļi) tiek pārveidots maiņstrāvas spriegumā (savienots ar tīklu). Pārveidošanas procesā līdzstrāvas elektrības pozitīvie un negatīvie stabi tiek nepārtraukti pārveidoti, veidojot maiņstrāvu ar virziena izmaiņām. Tātad invertora galvenā sastāvdaļa ir tilta slēdzis (barošanas ierīce), kā parādīts 1. attēlā (a). Viena šī slēdža tilta puse ir savienota ar ieejas līdzstrāvas barošanas avotu, bet otra puse ir pievienota maiņstrāvas tīklam. Darba procesā vienlaikus var izslēgt tikai divus pretējos slēdžus.
Ja šim tiltam ir iestatīts tāds pats pārslēgšanas ātrums kā tīkla frekvence, teorētiski tilta izejas pusi var savienot ar tīklu. Tomēr, tā kā izejas strāva ir kvadrātveida vilnis, kuras intensitāte nemainās, izejas galā ir jāuzstāda induktors ar dzelzs serdi, lai kontrolētu izejas strāvu sinusoidālā viļņa formā. Tilta atvienošana tiek veikta, izmantojot impulsa procesu, kā rezultātā tiek iegūta mazāka strāvas sastāvdaļa, kas saistīta ar impulsu. Šī strāvas sastāvdaļa var kontrolēt induktora strāvu. Impulsa frekvence parasti ir 20 kHz, kas var pilnībā veidot 50 Hz strāvu, kā parādīts 1. attēlā (b).
Fotogalvaniskajiem invertoriem ir vēl viena ļoti svarīga ierīce, kuru nevar neievērot: kondensators ieejas galā, kā parādīts 1. attēlā (c). Kondensatoru funkcija ir uzkrāt elektrisko enerģiju, nodrošināt, lai strāva no elektroenerģijas ražošanas puses nepārtraukti un konsekventi tiktu piegādāta tilta slēdzim, un iekļūt tīklā caur tiltu, kas mainās sinhroni ar tīkla frekvenci. Tikai tad, ja ieejas kondensatora jauda ir pietiekami liela, var nodrošināt nepārtrauktu un normālu fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas darbību.
Praktiskajos lietojumos ieejas sprieguma diapazonam ir noteikti ierobežojumi. Tīklam pieslēgtiem elektroenerģijas ražošanas lietojumiem ieejas spriegumam vienmēr jābūt augstākam par tīkla maksimālo spriegumu. Ja tīkla sprieguma efektīvā vērtība ir 250 V, lai panāktu normālu tīkla savienojumu, minimālajam spriegumam elektroenerģijas ražošanas pusē ir jābūt 354 V.
Atšķirībā no standarta invertoru pamata konstrukcijas, ir daudzi veidi, kā pielāgot vai palielināt ieejas sprieguma diapazonu tiešā tīklam pieslēgtiem invertoriem. Parasti izmantotie invertora tehnoloģiju risinājumi un struktūras ir atšķirīgas. Iepriekš minētā invertora topoloģijas struktūra atšķiras ne tikai ar elektrisko izolāciju, bet arī ar sasniedzamo efektivitāti, atkarību no sprieguma un citiem aspektiem. Tāpēc nav vienotas formulas, lai noteiktu, kurš invertora dizains ir vislabākais, un projektējot ir jāņem vērā izmantotā invertora specifiskās īpašības.
Vēl viena tendence fotogalvanisko invertoru projektēšanā ir paplašināt ieejas sprieguma diapazonu, kas var izraisīt ieejas strāvas samazināšanos pie tāda paša jaudas līmeņa vai jaudas līmeņa palielināšanos pie tādas pašas ieejas strāvas. Ja ieejas spriegums ir salīdzinoši augsts, ir jāizmanto IGBT ar augstāku nominālo spriegumu (1200 V diapazonā), kā rezultātā rodas lielāki zudumi. Viens veids, kā atrisināt šo problēmu, ir izmantot trīs līmeņu invertoru
Izmantojot divus sērijveidā savienotus elektrolītiskos kondensatorus, augsto ieejas spriegumu var sadalīt uz pusēm un viduspunktu var savienot ar neitrālu līniju. Šajā gadījumā var izmantot 600 V slēdzi. Trīs līmeņu invertors var pārveidot starp trim līmeņiem: + Vbus, 0 V un - Vbus. Papildus tam, ka trīs līmeņu invertors ir efektīvāks par 1200 V slēdža struktūras risinājumu, tam ir arī priekšrocība, jo tas ievērojami samazina izejas induktivitāti. Trīs līmeņu pārveidotājam ir divas būtiskas īpašības:
① Izejas sprieguma sinusoidālā viļņa forma, kas sintezēta ar vairāku līmeņu soļiem, ievērojami samazina harmonikas saturu un uzlabo izejas sprieguma viļņu formu salīdzinājumā ar tradicionālajiem divlīmeņu invertoriem vienādos pārslēgšanas frekvences apstākļos;
② Komutācijas caurules nominālais spriegums ir tikai puse no līdzstrāvas kopnes sprieguma, kas ļauj izmantot zemsprieguma komutācijas ierīces augstsprieguma pārveidotājos.
Tomēr trīs līmeņu invertoru trūkumi ir sarežģītas vadības stratēģijas un nesabalansēta viduspunkta sprieguma problēma, kas ir trīs līmeņu invertoru fatāls vājums. Acīmredzot, ja divu paralēli pieslēgtu kondensatoru viduspunkta spriegums uz invertora līdzstrāvas kopnes darbības laikā ir nestabils, tas izraisīs izejas trīslīmeņu sprieguma izmaiņas, kas ne tikai izkropļo izejas sprieguma viļņu formu un palielina harmonikas, bet arī padara trīsfāzu izejas strāvu asimetrisku, zaudējot trīs līmeņu invertora priekšrocības. Tomēr pašlaik nav principiāla risinājuma nelīdzsvarota viduspunkta sprieguma problēmai. Viena no metodēm ir uzlabotas aparatūras shēmas, lai sasniegtu viduspunkta sprieguma līdzsvaru; Otrais ir panākt sprieguma līdzsvaru, mainot slēdžu laiku vai kontrolējot vektora sprieguma ilgumu. Bet ir problēmas ar sarežģītām shēmām un neapmierinošiem vadības efektiem.
Patlaban, ja vien fotoelementu elektroenerģijas ražošanas sistēma ir saprātīgi izstrādāta, tā var darboties ekonomiski. Invertori bez transformatoriem, kas ir tieši integrēti elektrotīklā, arvien vairāk tiek novērtēti to zemo izmaksu un augstās efektivitātes dēļ. Transformatori pārvērš elektrisko enerģiju magnētiskajā enerģijā un pēc tam pārvērš magnētisko enerģiju elektroenerģijā. Enerģijas zudumi, ko rada starp ieejas un izejas spailēm uzstādītā elektriskās izolācijas ierīce, var sasniegt 1% vai pat 2%. Tāpēc beztransformatora invertoru darbības efektivitāte ir augstāka nekā transformatoru invertoru darbības efektivitāte, un šai tehnoloģijai ir daudz citu priekšrocību, piemēram, zems materiālu patēriņš un viegls svars.