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采用IGBT直接串联的换流阀技术具有结构紧凑、成本低、占地面积小、控制简单的优点[2];采用换流单元级联的模块化多电平换流阀技术具有模块化程度高，安装维护方便等优点;而采用器件串联与换流单元级联的换流阀技术是目前高压大容量换流器发展的方向，很好的解决了高压环境下，IGBT器件串联数增大带来的应力高、均压难及子单元串联数量大、控制复杂的问题。因此IGBT串联技术仍然是未来超特高压直流输电的核心技术之一。
在基于晶闸管的特高直流输电中，往往采用RC阻尼回路解决晶闸管串联的电压平衡问题，但是IGBT开关速度快、工作频率高，采用RC阻尼均压方案效率较低，在实际工程中可行性较差，因此需要通过***的栅极控制实现IGBT串联电压平衡[3]。
文献[4,5]提出了同步控制技术，瞬时电压平衡控制器通过对提前开关的开关管进行一定开通关断的***控制，使各管电压相等。这个控制器可以采用数字离散化，保证每个开关信号同步。文献[6]提出了通过增强密勒效应来实现动态均压的方法，如果串联支路的某个开关管提前关断，被预充电后的电容就会给开关管注入一个正的脉冲，从而让电压均衡的承受在每个开关管上。文献[7]提出的有源电压控制方法让串联的每个开关管在动态过程中集电极-发射极电压都跟随同一个基准信号，因此集电极-发射极电压的变化并不取决于器件而是取决于参考波形。目前上述方法都能有效地实现IGBT串联电压平衡，但是在实际工程中IGBT开关损耗的优化也十分重要，本文提出的有源自适应电压平衡控制策略，在***大程度降低IGBT开关损耗的基础上实现电压平衡。
1 IGBT串联电压不平衡分析
IGBT串联电压不平衡分为静态电压不平衡及动态电压不平衡，而由于IGBT开关速度较快，因此动态电压不平衡是IGBT串联需要解决的核心问题，同时与IGBT反并联的续流二极管的电压平衡控制也是串联需要考虑的重要问题。造成IGBT串联电压不平衡因素主要分为以下五类：
(1)IGBT漏电流不一致
IGBT漏电流的差异性将导致IGBT断态阻抗的不一致，而IGBT关断后，由于串联器件中流过的漏电流是相同的，因此不同的断态阻抗会造成IGBT的静态电压不均衡，器件的结温同样会影响静态均压[8]。
(2)驱动信号的不一致和驱动电路参数的差异
驱动信号的不一致和驱动电路参数(例如栅极电阻)的差异，将导致IGBT栅极驱动信号的不同步，从而极大地影响了IGBT集电极-发射极电压的平衡。关断时，先关断的器件会产生很高的过电压，同理开通时滞后导通的器件也会承受较高过电压[9]。
(3)IGBT本身寄生参数的离散性
器件寄生电感、寄生电容等特性不一致，会导致不同的开关特性和电压尖峰，串联IGBT在关断过程中，关断速度较快的器件要承受很高的过电压，开通过程中导通较慢的器件也会承受较高过电压[10]。
(4)IGBT串联阀杂散参数
IGBT驱动及器件本身对地及相互之间的杂散电容会导致IGBT在开关延迟及dv/dt出现明显的差异，造成IGBT动态电压不平衡。
(5)反向二极管***特性的差异
IGBT内部通常反并联一个快***二极管，在***负载情况下，IGBT的开通与电感续流二极管之间存在一个换流过程。由于二极管的反向***问题，在IGBT开通瞬间，会在续流二极管两端产生过电压。同时由于二极管反向***电荷的差异性，串联二极管关断时将会出现电压的差异，这也将导致二极管过电压。而二极管两端的过电压即IGBT的过电压。
2 有源自适应电压平衡控制策略
通过文献[]可知，IGBT开关过程中的延迟时间td及电压变化率dv/dt，如公式(1)(2)所示
通过调节IGBT栅极电压，能够有效地控制IGBT开关过程中的延迟时间td及电压变化率dv/dt，实现IGBT串联电压平衡。有文献提出的有源电压控制，通过闭环控制让IGBT集射极电压VCE快速跟随参考电压Vref。当IGBT端电压高于给定电压时，产生正门极电压信号开通IGBT;当IGBT端电压低于给定电压时，产生负门极电压信号关断IGBT，通过这种闭环控制使得与IGBT集射级电压能快速跟随Vref。