光伏電池作為一種特殊類型的直流電源，其輸出特性與常規電源有很大不同。對于不同類型的負載，如電壓接受型負載（例如蓄電池）、電流接受型負載（例如永磁直流電動機）以及純阻性負載，光伏電池的匹配特性也表現出顯著的差異。

在光伏直流變換電路中，主要采用脈沖寬度調制（PWM）和脈沖頻率調制（PFM）兩種控制方法，其中PWM更為常見。光伏直流變換器的主電路分為直接變換和間接變換兩大類。直接變換包括Buck（降壓）變換器和Boost（升壓）變換器等，而間接變換則包括單端正激變換器和單端反激變換器等。Buck變換器和Boost變換器的主電路是最基礎的變換器拓撲，可以衍生出多種組合結構。

Buck變換器的主電路由VT、VD、L和C組成，形成一個降壓斬波器。通過調節開關管VT的開通占空比，可以調整負載電壓，進而調節光伏陣列的工作點。設置CS的目的是為了確保光伏陣列輸出電流的連續性，避免發電功率的損失。這個電路以其結構簡單、高效率和易于控制的特點而受到青睞。

Boost變換器的主電路由L、VT、VD和C組成，構成一個升壓斬波器。當開關管VT開通時，L儲存能量；當VT關斷時，L釋放的磁能轉化為感應電壓，與光伏陣列的輸出電壓相加，向負載供電。通過適當調節占空比，可以調整光伏陣列的輸出電壓，使其保持在最大功率點電壓，并且該電路能夠提升光伏陣列的輸出電壓。這個電路同樣具有結構簡單、高效率和易于控制的特點，但不適用于降壓變換。

單端正激變換器在VT開通時，通過變壓器T向C和R供電。通過調節占空比或變壓器T的變比，可以調整輸出電壓，這種類型的變換器多用于小容量的降壓電路，需要采取磁芯復位措施。單端反激變換器在VT關斷時，通過變壓器T向C和R供電。它以元件少、易于實現多路輸出的優點而著稱，但變壓器的勵磁電流仍然是單向的。