随着工业社会的发展,人类对能源的需求不断增大,化石能源的消耗,带来了一系列的环境问题,人类迫切需要开发利用新能源来满足日益增长的能源需求。以光伏发电为代表的新能源为人们提供了新的能量来源,论文以充电逆变一体机在光伏发电系统应用为依托,对单相离网型充电逆变一体机的硬件系统进行了研究与设计。论文首先分析了充电逆变一体机的研究背景及国内外发展现状,对比了普通UPS和充电逆变一体机的应用场合和功能特性,重点介绍了充电逆变一体机的功能以及在光伏系统中的应用,并根据充电功能和逆变功能对多种单相逆变和单相整流充电拓扑结构进行了分析比较,最终确定了一台3kW离网型充电逆变一体机的主拓扑结构及主电路参数,对主电路的各个主要关键元件进行设计选型。其次,对主电路的工作原理进行分析,确定了单极性倍频SPWM调制的方式,在此基础上分析了单相VSR的状态空间平均模型,结合主电路设计参数,利用Saber软件进行了单相SPWM逆变功能和单相SPWM整流充电功能的仿真,验证了主电路参数设计的可行性。接着,确定了以飞思卡尔K60单片机为核心的控制板硬件系统设计,详细分析了K60最小系统电路、AD采样电路、PWM驱动电路设计思想及过程,完成了主电路和控制电路的原理图及PCB设计。最后,研制了一台基于飞思卡尔K60单片机的3kW离网型充电逆变一体机的试验样机,结合软件设计部分,得出试验结果。