基于大量既有工业建筑轻钢结构屋顶光伏改造的工程背景，应用普通和顶撑两类预应力碳纤复材板增强技术对其檩条进行增强。前者使用千斤顶张拉碳板施加预应力，增强后碳板紧贴檩条下翼缘；后者使用跨中顶撑张拉碳板施加预应力，增强后跨中碳板远离檩条下翼缘而呈现三角形状。首先，分析了两类增强技术的增强机理。然后，基于我国现有规范，应用直接强度法考虑了局部屈曲和强度破坏相关性，并考虑了碳板变形造成的预应力增加，从而得到了两类增强方法增强后檩条的承载力及变形计算方法，并证明了该方法的准确性，同时获得了参数影响规律：碳板刚度越大、撑出长度越大、预应力越大，增强效果越好。基于此，考虑增强阶段最大预应力、碳板强度及增强檩条变形等实际限制条件，在合理简化下建立了预应力碳板增强檩条的设计方法，分别针对光伏改造工程下钢梁和檩条的强度增强或局部屈曲增强给出设计算例。通过设计算例的比较，得到了两类增强方法的不同适用条件，发现顶撑增强更容易实现承载力和刚度的大幅度提升，可供工程参考。