直流微网保护技术是学术界和工业界的研究热点之一,而混合式直流断路器是微网保护的关键设备,为了提高其开断能力,电力电子器件串联结构被广泛应用于换流支路,其中绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是最具有代表性的器件。实现IGBT串联电压均衡对开断可靠性有着重要意义,良好的动态电压均衡不仅能够提高器件的利用率,还能防止器件因过压而损坏失效,因此IGBT串联均压技术有着重要的研究价值。首先,从IGBT器件本身出发,详细阐述了IGBT基本结构及其工作原理,分析了静态特性参数对IGBT通态工作的影响,以及动态特性参数对IGBT开关暂态工作的影响,并且明确了IGBT的正向偏置和反向偏置安全工作区,分析了器件参数差异、外围电路差异、关断时间差三方面因素导致的IGBT串联不均压问题。其次,对RCD无源缓冲均压电路进行研究,得出缓冲电阻和缓冲电容对IGBT关断的动态特性和均压特性的影响,该均压电路能有效减小集射极电压上升变化率,从而改善集射极电压不均衡问题,并且对减少IGBT关断损耗、抑制过电压方面起到一定作用,经过仿真及试验验证最终得出了最佳电路参数。再次,对栅极均压电路进行研究,通过分阶段模型等效和理论推导,阐述了驱动电阻与IGBT动态特性和均压特性的关系,并验证了切换驱动电阻可直接改变IGBT关断栅极电流大小,从而间接实现集射极电压变化率控制,通过抑制过电压较大的IGBT集射极电压上升变化率,能够改善电压不均衡问题,并且过电压峰值得到了一定抑制。最后,针对栅极均压方案开展硬件电路设计,完成了电压采集电路、隔离电路、电源电路、电平转换电路、半桥驱动电路、功率放大电路的参数设计,理论上实现了对1.2kV集射极电压、15V栅极电压的实时采集,栅极均压电路能够以不同驱动电阻开通或关断IGBT,并能够纳秒级切换驱动电阻以完成均压操作,栅极均压电路的硬件设计为基于驱动电阻切换的均压方案的实施提供了技术参考。