绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)具有高压、大电流、高开关频率和控制简单等特点,广泛运用于中高压工业场合,尤其是在高压直流输电中。由于电网直流母线电压不断提升,单管IGBT的耐压等级已经无法满足需求,所以运用IGBT串联这种简单有效的方法来提高器件耐压。但IGBT串联中极易出现器件之间的不均压,在目前国内外提出的多种IGBT串联均压控制技术基础上,本文选取有源电压控制技术作为研究的对象,重点针对IGBT和控制驱动系统建模、串联不均压影响因素、多闭环控制、参考电压波形和损耗优化、自取电辅助电源等展开研究。首先,介绍IGBT的基本结构,分析IGBT的工作原理及特性,并给出动态特性的函数拟合方法。在介绍Hefner模型的基础上,本文给出在仿真软件中建立IGBT模型的具体步骤,并针对本文研究的IGBT模型给出模型的准确性验证方法。其次,根据IGBT模型从工作原理和仿真两方面研究IGBT不均压影响因素。本文介绍了一种静态均压电阻技术的阻值计算方法,并着重研究动态下的串联不均压情况,作为后续控制方法设计的研究基础。再次,介绍了有源电压控制的原理,在其基础上增加多闭环控制。通过对IGBT及控制驱动系统进行小信号建模推导其传递函数,基于传递函数伯德图选取控制参数,并通过根轨迹的稳定性和增益裕度说明多闭环控制的稳定性和快速响应能力。同时,给出参考电压波形在IGBT输出特性中的工作原理,提出一种基于IGBT动态特性函数拟合的参考电压波形优化设计。结合IGBT模型和控制参数,通过仿真验证多闭环有源电压控制能更好的控制集电极-发射极电压跟随参考电压波形及完成串联均压,并验证参考电压波形优化对器件损耗和控制效果的影响。最后,搭建包括多闭环控制驱动电路、全模拟参考电压波形生成电路、故障处理电路及自取电辅助电源的IGBT串联驱动模块样机。实验给出参考电压波形生成电路的输出波形,接着验证多闭环有源电压控制驱动在单管控制中的可靠性,最后在IGBT串联实验中验证其均压效果和损耗优化效果。同时给出自取电双管反激辅助电源的设计原理,并验证该辅助电源在满足模块化、高压和宽输入范围的情况下能稳定供电给IGBT驱动模块。