日益严重的能源危机与环境污染刺激清洁可再生能源的快速发展,其中,光伏发电因为储量大、无污染等优势得以被越来越多的推广与应用,而并网逆变器的性能指标直接决定光伏能源是否能高效、可靠地利用。非隔离拓扑结构具有效率高、重量轻的优势,是中小功率并网逆变器发展的主流方向。本文首先对两级式并网逆变器的工作原理进行了分析,设计了基于无差拍控制理论的逆变双环控制器,使并网电流快速地跟踪电网电压；其次,在常用的正弦脉宽调制方式的基础上,针对并网系统单位功率因数发电的特殊应用,提出了简易单极性调制方式,并结合仿真论证了其可行性。共模漏电流是非隔离并网系统的关键问题,本文在共模漏电流谐振回路模型的基础上详细分析了共模电压和谐振电路的频域特性,提出通过加入滤波电容使谐振点频率控制在共模电压的谐波薄弱点,以达到抑制共模漏电流的方案,仿真和实验验证了该方案的可行性。本文设计的逆变器基于IGBT和CoolMOS混合的H桥拓扑,结合简易单极性调制方式使逆变器的效率性能得到进一步提升。在本文理论基础上设计了4kW非隔离并网逆变器样机,样机基于DSPTMS320F28335的控制核心,对其实验研究并测试,验证了所用拓扑及调制方式的高效性,最高效率达97.51%；验证了无差拍控制能理想地跟踪并网电压相位,实现单位功率因数并网,并网电流具有优秀的谐波特性,满载THD为2.12%；验证了基于变步长扰动观测法能很好地跟踪电池板功率曲线的最大值,稳态跟踪效率保持在99%以上,能最大限度地利用电池板的功率。