Ne glede na uporabljeno tehnologijo je osnovna zasnova razsmernika jasna in zelo podobna. Jedro je proces pretvorbe enosmerne napetosti (moduli sončnih celic) v izmenično napetost (povezano z omrežjem). V procesu transformacije se pozitivni in negativni pol enosmerne električne energije nenehno pretvarjata v izmenični tok s spremembami smeri. Torej je ključna komponenta pretvornika mostno stikalo (napajalna naprava), kot je prikazano na sliki 1 (a). Ena stran tega stikalnega mostu je povezana z vhodnim enosmernim napajalnikom, druga stran pa z izmeničnim električnim omrežjem. Med delovnim procesom lahko istočasno izklopite samo dve nasprotni stikali.
Če je preklopna hitrost tega mostu nastavljena tako, da je enaka frekvenci omrežja, je teoretično mogoče izhodno stran mostu povezati z omrežjem. Ker pa je izhodni tok pravokotni val brez spremembe jakosti, je treba na izhodni konec namestiti induktor z železnim jedrom, da se krmili izhodni tok v obliko sinusnega vala. Odklop mostička se izvede z impulznim postopkom, kar ima za posledico manjšo komponento toka, povezano z impulzom. Ta komponenta toka lahko nadzoruje tok induktorja. Frekvenca impulza je običajno 20 kHz, kar lahko v celoti tvori tok 50 Hz, kot je prikazano na sliki 1 (b).
Pri fotovoltaičnih pretvornikih obstaja še ena zelo pomembna naprava, ki je ni mogoče spregledati: kondenzator na vhodnem koncu, kot je prikazano na sliki 1 (c). Funkcija kondenzatorjev je shranjevanje električne energije, zagotavljanje neprekinjenega in doslednega dovajanja toka s strani proizvodnje električne energije na mostično stikalo in vstop v omrežje skozi most, ki se spreminja sinhrono s frekvenco omrežja. Šele ko je kapaciteta vhodnega kondenzatorja dovolj velika, je mogoče zagotoviti neprekinjeno in normalno delovanje fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo električne energije.
V praktičnih aplikacijah ima obseg vhodne napetosti določene omejitve. Za aplikacije za proizvodnjo električne energije, povezane z omrežjem, mora biti vhodna napetost vedno višja od konične napetosti omrežja. Ko je efektivna vrednost omrežne napetosti 250 V, mora biti minimalna napetost na strani proizvodnje električne energije 354 V, da bi dosegli normalno povezavo z omrežjem.
Za razliko od osnovne zasnove standardnih razsmernikov obstaja veliko načinov za prilagoditev ali povečanje obsega vhodne napetosti za razsmernike, povezane z neposrednim omrežjem. Običajno uporabljene rešitve in strukture inverterske tehnologije so različne. Topološka struktura zgoraj omenjenega razsmernika se ne razlikuje samo v električni izolaciji, ampak tudi v dosegljivi učinkovitosti, odvisnosti od napetosti in drugih vidikih. Zato ni enotne formule, ki bi opredelila, katera zasnova pretvornika je najboljša, zato je treba pri načrtovanju upoštevati specifične značilnosti uporabljenega pretvornika.
Drug trend pri oblikovanju fotonapetostnih pretvornikov je razširitev območja vhodne napetosti, kar lahko privede do zmanjšanja vhodnega toka pri enakem nivoju moči ali povečanja nivoja moči pri enakem vhodnem toku. Kadar je vhodna napetost relativno visoka, je treba uporabiti IGBT z višjo nazivno napetostjo (v območju 1200 V), kar povzroči večje izgube. Eden od načinov za rešitev tega problema je uporaba tristopenjskega pretvornika
Z uporabo dveh zaporedno povezanih elektrolitskih kondenzatorjev je mogoče visoko vhodno napetost razdeliti na pol in srednjo točko povezati z nevtralno linijo. V tem primeru lahko uporabite stikalo 600V. Trinivojski pretvornik lahko pretvarja med tremi nivoji: + Vbus, 0V in - Vbus. Poleg tega, da je trinivojski pretvornik učinkovitejši od rešitve stikalne strukture 1200 V, ima tudi prednost, saj znatno zmanjša izhodno induktivnost. Tristopenjski pretvornik ima dve pomembni značilnosti:
① Sinusna oblika izhodne napetosti, sintetizirana z več nivojskimi koraki, znatno zmanjša vsebnost harmonikov in izboljša valovno obliko izhodne napetosti v primerjavi s tradicionalnimi dvonivojskimi pretvorniki pri enakih pogojih preklopne frekvence;
② Nazivna napetost preklopne cevi je le polovica napetosti na vodilu DC, kar omogoča uporabo nizkonapetostnih stikalnih naprav v visokonapetostnih pretvornikih.
Slabosti trinivojskih razsmernikov pa so zapletene strategije krmiljenja in problem neuravnotežene srednje napetosti, kar je usodna slabost trinivojskih razsmernikov. Očitno je, da če je srednja napetost dveh vzporedno povezanih kondenzatorjev na vodilu DC pretvornika med delovanjem nestabilna, bo to povzročilo spremembe v izhodni trinivojski napetosti, ki ne le popači valovno obliko izhodne napetosti in poveča harmonike, ampak tudi naredi trifazni izhodni tok asimetričen in izgubi prednost trinivojskega pretvornika. Vendar pa trenutno ni temeljne rešitve za problem neuravnotežene srednje napetosti. Ena reprezentativna metoda je uporaba izboljšanih vezij strojne opreme za doseganje napetostnega ravnovesja srednje točke; Drugi je doseči napetostno ravnovesje s spreminjanjem časa stikal ali nadzorom trajanja vektorske napetosti. Toda obstajajo težave s kompleksnimi vezji in nezadovoljivimi krmilnimi učinki.
Dokler je fotonapetostni sistem za proizvodnjo električne energije zasnovan razumno, lahko trenutno deluje gospodarno. Razsmerniki brez transformatorjev, ki so neposredno integrirani v električno omrežje, so vedno bolj cenjeni zaradi nizkih stroškov in visoke učinkovitosti. Transformatorji pretvorijo električno energijo v magnetno energijo in nato pretvorijo magnetno energijo v električno energijo. Izguba energije zaradi električne izolacijske naprave, nameščene med vhodnimi in izhodnimi priključki, lahko doseže 1 % ali celo do 2 %. Zato je učinkovitost delovanja breztransformatorskih razsmernikov višja kot pri transformatorskih, ta tehnologija pa ima številne druge prednosti, kot sta nizka poraba materiala in majhna teža.