
從硬件角度來看,IGBT 的特性使得 VSC 可以帶來“柔”。換流閥是換流器的核心功率單元,由多個電力電子零件組成,通過開關控制實現電能轉換。柔直換流閥最核心的部件是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT),而柔直較常直輸電系統上的優點很大程度就來自于IGBT 和晶閘管的差異。晶閘管是半控型器件,只能控制開通,而關斷依賴電網反向電壓:晶閘管是 PNPN 層序 4 層結構器件,其關斷特性是,PN 結中積聚載流子的電容效應產生反向恢復電流,該電流在經過峰值后迅速減小過程中,回路電感上產生感應電壓,并與電源電壓疊加作用在晶閘管兩端,使之承受很高的反向過電壓,從而晶閘管逐步恢復到高阻狀態。而 IGBT 是全控型器件,這也是柔直可以利用 PWM 或 NLM 調制的基礎:IGBT 的輸入端(柵極)采用 MOSFET 的柵極絕緣層結構,通過電壓信號控制導通和關斷;輸出端(集電極-發射極)采用 BJT 的雙極型載流子(電子和空穴)導電機制;通過對門極信號的控制,IGBT 可隨時開通和關斷,實現動態調節。