近年来随着电力电子技术的蓬勃发展,风能、太阳能等可再生能源利用效率和规模不断扩大,可再生能源并网、分布式发电并网、异步交流电网互联等领域的需求持续上升,这使得多端电压源换流器高压直流输电(MTVSC-HVDC)的优势更加突出。然而,对于多端高压直流输电系统最大的问题是：在线路发生故障时,需要在直流侧非常快速地切断短路电流并耗散掉储存在输电系统中的能量。ABB推出的混合直流断路器可以很好的完成这一任务,但是其对IGBT芯片的利用率不高;本文使用PSCAD对混合直流断路器进行了仿真,在分析混合直流断路器工作时各部分电气应力的基础上,结合IGBT饱和电流特点,提出了一种通过改善芯片驱动来提高直流断路器关断电流的方法;并且通过对单芯片进行了测试,验证了这种方法的可行性。但是,由于芯片本身性能的限制,关断电流不可能无限增加,本文通过对IGBT芯片关断失效分析进行研究,发现IGBT芯片关断大电流失效多与芯片温升有关,或是整体功耗过大导致芯片温度超过芯片耐受极限出现二次击穿,或是局部温度过高造成点击穿烧毁。因此,提高IGBT芯片关断能力的有效途径就是控制IGBT芯片在关断前的温度和关断损耗。通过测试IGBT芯片过电流下不同栅极关断电压的损耗情况,作者发现提高栅极关断电压有利于提高IGBT芯片的关断速度,降低关断损耗,对直流断路器关断能力提升是有作用的；另外,通过仿真计算极端情况(6倍过电流)下NPT型和SPT型两种芯片单片、焊接封装、压接封装条件下芯片的温升,得到了高压IGBT过流关断芯片和封装的最佳设计方案。