VSC-HVDC採用全控型電力電子元件，可獨立控制有功功率和無功功率，更適用於弱電網和島嶼運作。其中，模組化多電平變換器（MMC）拓撲結構因其優異的諧波特性、低損耗水準和良好的設計擴展性，已成為現有VSC-HVDC專案的首選解決方案。英飛凌4.5kV壓接式IGBT（PPI）和續流二極體已在柔直工程中廣泛應用，它具有以下優點：雙側冷卻方式可提高功率輸出、失效後長期短路的模式，全封閉陶瓷外殼可大大增強其防爆性能，這些都非常有利於柔直工程的安全可靠運行。

以兩電平半橋子模組為例，根據MMC電路的工作原理，它在任何時刻都可被視為電壓源來建構橋臂電壓或被旁路。當系統發生直流故障時，T2反並聯的保護閘流管可旁路故障電流，有時也採用壓接式二極體代替，以簡化控制電路並降低導通損耗。如圖2所示，此解決方案中每個子模組只需要三個壓接元件和四個散熱器。然而，隨著離岸風電專案容量和直流電壓等級的提高，基於4.5kV壓接式元件的方案需要更多的級聯子模組。鑑於海上平台建設對佔地和重量十分敏感，該方案的經濟可行性和可維護性是其最大挑戰。

在VSC-HVDC中實現更高功率密度的最有效、最直接的方法之一是採用擊穿電壓更高的功率元件，例如將裝置電壓等級從4.5kV提高到6.5kV，從而將子模組直流電壓提高到約3.2kV。這可以大幅減少串聯的子模組數量，從而減少MMC換流站的佔地面積、成本和損耗。英飛凌最新6.5kV IGBT模組 FZ1000R65KE4，透過模組並聯，非常適合建造±500kV/2GW的VSC-HVDC系統。與上一代產品FZ750R65KE3相比，採用了溝槽柵場截止IGBT4的高壓晶片技術進一步降低了集電極-射極飽和電壓。此外，透過優化DCB和晶片佈局，FZ1000R65KE4的電流輸出能力提高了33%。最高工作結溫也從125°C提高到135°C。 IHV A（190mm*140mm）封裝可滿足10.4kV AC/60s的增強絕緣要求，CTI值大於600。 AlSiC基板和AlN基板的應用提供了更強的PC循環和TC循環能力，滿足超高可靠性應用的要求。

如圖四所示，焊接式IGBT模組透過單側底板冷卻，考慮到發生故障時的防爆性能，上下模組面對面安裝在散熱器之間。除了散熱器外，IGBT模組必須完全安裝在防護罩中，以防止等離子飛濺。需要額外的保護晶閘管Tp，因為IGBT模組的內部二極體抗突波電流容量相對較小。英飛凌閘流管C3100N65T122具有低導通壓降、高I2t和可靠性高等特點，專為高壓直流輸電中的6.5kV IHV模組而設計。