JP7408941B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、３つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置に関する。
従来、３つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、上位電位と中間電位と下位電位との３つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置が記載されている。上記特許文献１に記載の電力変換装置は、上位電位側から下位電位側に向かって、この順に、互いに直列に接続された、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子および第４スイッチング素子を備えている。第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子および第４スイッチング素子には、各々、還流ダイオードとしてのダイオードが逆並列に接続されている。すなわち、スイッチング素子とダイオードとが素子対として構成されている。また、上記特許文献１に記載の電力変換装置は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点と接続された第１クランプダイオードと、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子との接続点と接続された第２クランプダイオードと、を備えている。第１クランプダイオードと第２クランプダイオードとは、互いに直列に接続されている。また、第１クランプダイオードと第２クランプダイオードとの接続点は、中間電位点に接続されている。そして、上記特許文献１に記載の電力変換装置では、４つのスイッチング素子と２つのクランプダイオードとを組み合わせることによって、３つのレベルの電位の電力を出力するように（３レベル回路として）構成されている。
上記特許文献１に記載の電力変換装置では、スイッチング素子とダイオードとの素子対が、１つのモジュールとして構成されている。すなわち、上記特許文献１に記載の電力変換装置は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とが内蔵された上位電位モジュールと、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子とが内蔵された下位電位モジュールと、を備えている。上位電位モジュールおよび下位電位モジュールには、各々、正側端子と負側端子と出力端子とが、この順に、モジュールの長手方向に沿って並ぶように配置されている。上位電位モジュールの正側端子は、上位電位点に接続されている。下位電位モジュールの負側端子は、下位電位点に接続されている。上位電位モジュールの出力端子は、第１クランプダイオードのカソードと接続されている。下位電位モジュールの出力端子は、第２クランプダイオードのアノードと接続されている。
特開平５－８３９４７号公報
ここで、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置では、上位電位モジュールおよび下位電位モジュールと同様のモジュールに内蔵された２つのダイオードを、２つのクランプダイオードとして用いることが一般的である。すなわち、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置は、上位電位モジュールおよび下位電位モジュールに加えて、上位電位モジュールの出力端子と接続される（第１クランプダイオードのカソード側に配置される）正側端子と、下位電位モジュールの出力端子と接続される（第２クランプダイオードのアノード側に配置される）負側端子と、中間電位点と接続される出力端子と、が設けられた中間電位モジュールを備えた構成（以下、構成Ａという）になる。なお、構成Ａでは、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくする（第１スイッチング素子に加わるサージ電圧責務と第４スイッチング素子に加わるサージ電圧責務とを略等しくするとともに、第２スイッチング素子に加わるサージ電圧責務と第４スイッチング素子に加わるサージ電圧責務とを略等しくする）ために、上位電位モジュールの出力端子と中間電位モジュールとの間を接続する配線の長さと、下位電位モジュールの出力端子と中間電位モジュールの負側端子との間を接続する配線の長さとの差異を小さくすることが望まれている。
しかしながら、上記構成Ａでは、上位電位モジュールの出力端子が接続される端子（中間電位モジュールの正側端子）と、下位電位モジュールの出力端子が接続される端子（中間電位モジュールの負側端子）とが、１つのモジュール（中間電位モジュール）に設けられている。この場合、上位電位モジュールの出力端子と中間電位モジュールの正側端子とを接続する配線の長さと、下位電位モジュールの出力端子と中間電位モジュールの負側端子とを接続する配線の長さとを略等しくするためには、上位電位モジュール、中間電位モジュールおよび下位電位モジュールの配置の自由度が小さくなると考えられる。このため、上記特許文献１に記載の電力変換装置では、３レベル回路において、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくするために、モジュールの配置の自由度が小さくなるという問題が考えられる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくすることが可能な電力変換装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、上位電位と中間電位と下位電位との３つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、２つの半導体スイッチング素子を含み、正側端子と負側端子と出力端子とが第１方向に並ぶように配置される、スイッチングモジュールと、ダイオードを含み、アノード端子とカソード端子とが前記第１方向に並ぶように配置される、ダイオードモジュールと、を備え、スイッチングモジュールは、上位電位端子としての正側端子を有する第１スイッチングモジュールと、下位電位端子としての負側端子を有する第２スイッチングモジュールと、を含み、ダイオードモジュールは、第１スイッチングモジュールの出力端子と接続されるカソード端子を有するとともに、中間電位端子としてのアノード端子を有する第１ダイオードモジュールと、第２スイッチングモジュールの出力端子と接続されるアノード端子を有するとともに、中間電位端子としてのカソード端子を有する第２ダイオードモジュールと、を含み、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における距離と、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における距離とが略等しくなるように構成されており、第１コンデンサに接続される第１立壁部と、第２コンデンサに接続される第２立壁部とを含み、第１コンデンサ、第２コンデンサ、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールを接続する中間電位導体をさらに備える。
この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における距離と、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における距離とが略等しくなるように構成されている。これにより、たとえば、第１スイッチングモジュール、第２スイッチングモジュール、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールが第１方向に並んで配置されている場合、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間を接続する配線の長さとを容易に略等しくすることができる。また、上記一の局面による電力変換装置では、第１ダイオードモジュールと第２ダイオードモジュールとが個別に設けられている。これにより、第１スイッチングモジュールの出力端子と接続されるダイオードと第２スイッチングモジュールの出力端子と接続されるダイオードとが１つのモジュールに内蔵されている場合と異なり、第１スイッチングモジュールの出力端子が接続される端子（第１ダイオードモジュールのカソード端子）と第２スイッチングモジュールの出力端子が接続される端子（第２ダイオードモジュールのアノード端子）と、を個別に配置することができる。したがって、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールの配置位置にかかわらず、容易に（すなわち、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら）、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における距離と、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における距離とが略等しくなるように構成することができる。これらの結果、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、スイッチング素子の転流回路に存在する回路インダクタンスを略等しくすることができる。すなわち、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくすることができる。
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とは、第１方向と直交する第２方向に沿った中心線に対して略対称となるように配置されているとともに、第１ダイオードモジュールのカソード端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子とは、中心線に対して略対称となるように配置されている。このように構成すれば、第１方向において、中心線から一方側の第１スイッチングモジュールの出力端子までの距離と、中心線から他方側の第２スイッチングモジュールの出力端子までの距離とを略等しくするとともに、中心線から一方側の第１ダイオードモジュールのカソード端子までの距離と、中心線から他方側の第２ダイオードモジュールのアノード端子までの距離とを略等しくすることができる。その結果、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における距離と、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における距離とが略等しくなる構成を容易に実現することができる。
この場合、好ましくは、第１スイッチングモジュールの正側端子、負側端子および出力端子と、第２スイッチングモジュールの正側端子、負側端子および出力端子とは、中心線に対して略対称となるように配置されているとともに、第１ダイオードモジュールのカソード端子およびアノード端子と、第２ダイオードモジュールのアノード端子およびカソード端子とは、中心線に対して略対称となるように配置されている。このように構成すれば、第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが、中心線に対して略対称となるように配置されている構成を、第１スイッチングモジュールと第２スイッチングモジュールとで、正側端子、負側端子および出力端子の配置が略同一のスイッチングモジュールを用いて容易に実現することができる。また、第１ダイオードモジュールのカソード端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子とが、中心線に対して略対称となるように配置されている構成を、第１ダイオードモジュールと第２ダイオードモジュールとで、アノード端子およびカソード端子の配置が略同一のダイオードモジュールを用いて容易に実現することができる。
上記第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが中心線に対して略対称となるように配置されている構成において、好ましくは、第１スイッチングモジュールと第２スイッチングモジュールとは、略同一のパッケージから構成されているとともに、中心線に対して略対称となるように配置されており、第１ダイオードモジュールと第２ダイオードモジュールとは、略同一のパッケージから構成されているとともに、中心線に対して略対称となるように配置されている。このように構成すれば、スイッチングモジュールにおける出力端子の配置が、第１スイッチングモジュールと第２スイッチングモジュールとで略同一となるので、第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが、中心線に対して略対称となるように配置されている構成を容易に実現することができる。また、ダイオードモジュールにおけるアノード端子およびカソード端子の配置が、第１ダイオードモジュールと第２ダイオードモジュールとで略同一となるので、第１ダイオードモジュールのカソード端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子とが、中心線に対して略対称となるように配置されている構成を容易に実現することができる。
上記第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが中心線に対して略対称となるように配置されている構成において、好ましくは、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールは、各々、正側端子と負側端子と出力端子とのうちの少なくともいずれか２つがそれぞれ第１方向の一方側の端部および他方側の端部に配置されており、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールは、各々、アノード端子とカソード端子とが第１方向の中央部に配置されている。このように構成すれば、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールは、各々、アノード端子とカソード端子とが第１方向の中央部に配置されているので、アノード端子およびカソード端子と第１方向の端部との間を離間させることができる。その結果、たとえば、第１ダイオードモジュールまたは第２ダイオードモジュールと第１方向に隣り合うように他のモジュールを配置した場合に、第１方向において端子同士の絶縁距離を確保するためのモジュールの離間距離が大きくなるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、第１ダイオードモジュールと、第１スイッチングモジュールと、第２スイッチングモジュールと、第２ダイオードモジュールとが、この順に、第１方向に並ぶように配置されており、第１スイッチングモジュールと第２スイッチングモジュールとは、第１スイッチングモジュールの端子と、第２スイッチングモジュールの端子との最短距離が（装置で定められた）所定の絶縁距離以上になるように、第１方向に離間するように配置されている。このように構成すれば、第１スイッチングモジュールの第２スイッチングモジュール側の端子と、第２スイッチングモジュールの第１スイッチングモジュール側の端子との間の絶縁耐力を効果的に確保することができる。
上記第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが中心線に対して略対称となるように配置されている構成において、好ましくは、互いに直列に接続されている第１コンデンサと第２コンデンサと、第１コンデンサの正極端子および第１スイッチングモジュールの正側端子に接続される正極電位導体と、第２コンデンサの負極端子および第２スイッチングモジュールの負側端子に接続される負極電位導体と、第１コンデンサの負極端子、第２コンデンサの正極端子、第１ダイオードモジュールのアノード端子および第２ダイオードモジュールのカソード端子に接続される中間電位導体と、をさらに備え、正極電位導体および負極電位導体は、各々、第１方向および第２方向と直交する第３方向に延びるように構成された立壁部を含み、中間電位導体は、正極電位導体および負極電位導体の各々の立壁部と隣り合うように第３方向に延びるように構成された第１立壁部および第２立壁部を含む。このように構成すれば、互いに逆向きの電流が流れる、正極電位導体の立壁部と中間電位導体の第１立壁部とが、互いに隣り合うように構成されているので、正極電位導体の立壁部および中間電位導体の第１立壁部における各々のインダクタンスを小さくすることができる。また、互いに逆向きの電流が流れる、負極電位導体の立壁部と中間電位導体の第２立壁部とが、互いに隣り合うように構成されているので、負極電位導体の立壁部および中間電位導体の第２立壁部における各々のインダクタンスを小さくすることができる。
この場合、好ましくは、正極電位導体および負極電位導体は、各々、第１方向に延びるように構成された脚部をさらに含み、中間電位導体は、正極電位導体および負極電位導体の各々の脚部と第３方向において隣り合うように第１方向に延びるように構成された脚部をさらに含む。このように構成すれば、第１方向に延びるように構成された、正極電位導体の脚部、負極電位導体の脚部および中間電位導体の脚部によって、正側端子と負側端子と出力端子とが第１方向に並ぶように配置された、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールの端子と、アノード端子とカソード端子とが第１方向に並ぶように配置された、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールの端子との間を容易に接続することができる。
上記第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが中心線に対して略対称となるように配置されている構成において、好ましくは、第１スイッチングモジュールの負側端子と第２スイッチングモジュールの正側端子とに接続されるとともに、第１方向に延びるように構成された交流電位導体をさらに備え、交流電位導体は、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールの少なくともいずれかの制御基板が配置される領域から離間するように折り曲げられた折り曲げ部を含む。このように構成すれば、交流電位導体が第１スイッチングモジュールまたは第２スイッチングモジュールの近傍に第１方向に延びるように配置される場合でも、交流電位導体の折り曲げ部が折り曲げられることにより、交流電位導体と第１スイッチングモジュールまたは第２スイッチングモジュールとの間に制御基板を配置する空間を容易に確保することができる。
上記第１スイッチングモジュールの出力端子と第２スイッチングモジュールの出力端子とが中心線に対して略対称となるように配置されている構成において、好ましくは、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールは、各々、第２方向に並ぶように、複数が並列接続されている。このように構成すれば、スイッチングモジュールが並列接続される方向（第２方向）が、スイッチングモジュールの正側端子と負側端子と出力端子とが並ぶとともに、ダイオードモジュールのアノード端子とカソード端子とが並ぶ方向（第１方向）と直交するので、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における距離と、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における距離とが略等しくなる構成を維持しながら、電力変換装置の電力容量を大きくすることができる。また、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールを、第１方向に並べて配置した場合、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールが並ぶ方向（第１方向）と、並列接続されたスイッチングモジュールが並ぶ方向（第２方向）が直交するので、全てのモジュールが一方向に並べて配置される場合と比較して、電力変換装置が一方向に大型化するのを抑制することができる。
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換装置は、鉄道車両に搭載される電力変換装置であって、第１スイッチングモジュール、第２スイッチングモジュール、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールは、鉄道車両の走行方向である第１方向に並ぶように配置されている。このように構成すれば、第１スイッチングモジュール、第２スイッチングモジュール、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールが第１方向に並んで配置されているので、第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間を接続する配線の長さとを容易に略等しくすることができる。その結果、鉄道車両が走行する方向（第１方向）にモジュールが並ぶように配置される場合に、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくすることができる。
本発明によれば、上記のように、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称なスイッチング素子に加わるサージ電圧責務を略等しくすることができる。
本発明の第１実施形態による電力変換装置が搭載される鉄道車両を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の回路図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の電力変換部の回路図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールの斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置のダイオードモジュールの斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールおよびダイオードモジュールの配置を示した上面図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の電力変換部の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の電力変換部を側面から見た模式図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の正極電位導体の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の負極電位導体の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の中間電位導体の第１立壁部の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の中間電位導体の第２立壁部の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の中間電位導体の脚部の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の交流電位導体の斜視図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置の正側接続導体の斜視図である。 第１実施形態による電力変換装置の負側接続導体の斜視図である。 第１実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールとダイオードモジュールとの間を接続する配線の長さを説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態による電力変換装置の電力変換部を側面から見た模式図である。 本発明の第３実施形態による電力変換装置の電力変換部を側面から見た模式図である。 第３実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールとダイオードモジュールとの間を接続する配線の長さを説明するための模式図である。 本発明の第４実施形態による電力変換装置の電力変換部を側面から見た模式図である。 第４実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールとダイオードモジュールとの間を接続する配線の長さを説明するための模式図である。 本発明の第５実施形態による電力変換装置の電力変換部を側面から見た模式図である。 第５実施形態による電力変換装置のスイッチングモジュールとダイオードモジュールとの間を接続する配線の長さを説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例による電力変換装置のスイッチングモジュールおよびダイオードモジュールの配置を示した上面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例による電力変換装置の電力変換部の回路図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１～図１７を参照して、本発明の第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。なお、電力変換装置１００は、鉄道車両１０に搭載される電力変換装置である。
図１に示すように、鉄道車両１０は、交流電源としての架線１から供給される電力により、レール２上を走行するように構成されている。以下の説明では、鉄道車両１０の走行方向、鉄道車両１０の走行方向と直交する枕木方向、および、鉄道車両１０の上下方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、鉄道車両１０の上側（上方向）および下側（下方向）を、それぞれ、Ｚ１側（Ｚ１方向）およびＺ２側（Ｚ２方向）とする。なお、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１方向」、「第２方向」および「第３方向」の一例である。また、「枕木方向」の「枕木」とは、レール２の下にレール２と直交するように敷かれ、レール２を支える部材である。
鉄道車両１０は、車体１１と、パンタグラフ１２と、電力変換装置１００と、駆動輪１３を回転させる誘導電動機１４（図２参照）と、空調機器や制御機器等のその他の機器類１５と、を備えている。車体１１の底部１１ａの下側（Ｚ２側）には、電力変換装置１００が取り付けられている。パンタグラフ１２は、架線１に供給されている電力を受電（集電）する。電力変換装置１００は、鉄道車両１０の走行時に、架線１からの電力を半導体スイッチング素子Ｑ（図３参照）のスイッチングにより変換して、誘導電動機１４の回転制御を行う。
図２に示すように、パンタグラフ１２から、遮断器１６を介して、変圧器１７に単相の電圧が入力される。そして、変圧器１７の２次巻線１７ａから、電力変換装置１００に単相の電圧が入力される。電力変換装置１００は、コンバータ部１００ａと、インバータ部１００ｂと、を備えている。コンバータ部１００ａは、２次巻線１７ａから入力される単相の電圧を、直流電圧に変換する。インバータ部１００ｂは、コンバータ部１００ａから入力される直流電圧を、交流電圧に変換する。そして、変換された交流電圧が、インバータ部１００ｂから、鉄道車両１０を駆動するための誘導電動機１４に出力される。
電力変換装置１００では、コンバータ部１００ａは、互いに並列に接続される２つの電力変換部１１０により構成されている。また、インバータ部１００ｂは、互いに並列に接続される３つの電力変換部１１０により構成されている。電力変換装置１００では、５つの電力変換部１１０（コンバータ部１００ａの２つの電力変換部１１０およびインバータ部１００ｂの３つの電力変換部１１０）は、互いに略同様の構成である。したがって、以下の説明では、１つの電力変換部１１０の構成について説明する。なお、電力変換装置１００は、上位電位と中間電位と下位電位との３つのレベルの電位の電力を出力可能な３レベル回路として構成されている。
図３に示すように、電力変換部１１０は、４つの半導体スイッチング素子Ｑ（第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３および第４スイッチング素子Ｑ４）を含む。半導体スイッチング素子Ｑは、シリコン（Ｓｉ）半導体からなるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。半導体スイッチング素子Ｑには、逆並列にダイオードＲＤが接続されている。ダイオードＲＤは、いわゆる、還流ダイオードとして機能する。
４つの半導体スイッチング素子Ｑは、互いに直列に接続されている。また、４つの半導体スイッチング素子Ｑは、正極電位点Ｐと負極電位点Ｎとの間に接続されている。具体的には、第１スイッチング素子Ｑ１のドレインＤ１は、正極電位点Ｐに電気的に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１のソースＳ１は、接続点８１を介して、第２スイッチング素子Ｑ２のドレインＤ２に電気的に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソースＳ２は、接続点８２を介して、第３スイッチング素子Ｑ３のドレインＤ１に電気的に接続されている。第３スイッチング素子Ｑ３のソースＳ１は、接続点８３を介して、第４スイッチング素子Ｑ４のドレインＤ２に電気的に接続されている。第４スイッチング素子Ｑ４のソースＳ２は、負極電位点Ｎに電気的に接続されている。なお、第２スイッチング素子Ｑ２のソースＳ２および第３スイッチング素子Ｑ３のドレインＤ１は、接続点８２を介して、交流（出力）電位点ＡＣoutに電気的に接続されている。
また、電力変換部１１０は、２つのダイオードＣＤ（第１ダイオードＣＤ１および第２ダイオードＣＤ２）を含む。ダイオードＣＤは、たとえば、シリコン半導体からなるダイオードである。
２つのダイオードＣＤは、互いに直列に接続されている。また、ダイオードＣＤは、いわゆる、クランプダイオードとして機能する。具体的には、第１ダイオードＣＤ１のカソードＫは、接続点８１を介して、第１スイッチング素子Ｑ１のソースＳ１および第２スイッチング素子Ｑ２のドレインＤ２に電気的に接続されている。第１ダイオードＣＤ１のアノードＡは、接続点８４を介して、第２ダイオードＣＤ２のカソードＫに電気的に接続されている。第２ダイオードＣＤ２のアノードＡは、接続点８３を介して、第３スイッチング素子Ｑ３のソースＳ１および第４スイッチング素子Ｑ４のドレインＤ２に電気的に接続されている。なお、第１ダイオードＣＤ１のアノードＡおよび第２ダイオードＣＤ２のカソードＫは、接続点８４を介して、中間電位点Ｍに電気的に接続されている。
図３に示すように、電力変換部１１０は、２つのスイッチングモジュール２０（第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２）と、２つのダイオードモジュール３０（第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２）と、を備えている。スイッチングモジュール２０は、２つの半導体スイッチング素子Ｑを含み、正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとを有する。スイッチングモジュール２０は、いわゆる、２素子入りモジュール（２ｉｎ１モジュール）である。ダイオードモジュール３０は、ダイオードＣＤを含み、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとを有する。ダイオードモジュール３０は、いわゆる、１素子入りモジュール（１ｉｎ１モジュール）である。なお、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とは、略同一のパッケージから構成されている。また、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とは、略同一のパッケージから構成されている。
具体的には、第１スイッチングモジュール２１は、第１スイッチング素子Ｑ１および第２スイッチング素子Ｑ２を内蔵している。第１スイッチングモジュール２１には、モジュールの外部接続端子として、正側端子２１ａと負側端子２１ｂと出力端子２１ｃとが設けられている。第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａは、第１スイッチング素子Ｑ１のドレインＤ１の正極電位点Ｐ側に設けられている。すなわち、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａは、上位電位端子である。第１スイッチングモジュール２１の負側端子２１ｂは、第２スイッチング素子Ｑ２のソースＳ２の接続点８２側に設けられている。第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃは、接続点８１の第１ダイオードモジュール３１側に設けられている。
第２スイッチングモジュール２２は、第３スイッチング素子Ｑ３および第４スイッチング素子Ｑ４を内蔵している。第２スイッチングモジュール２２には、モジュールの外部接続端子として、正側端子２２ａと負側端子２２ｂと出力端子２２ｃとが設けられている。第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａは、第３スイッチング素子Ｑ３のドレインＤ１の接続点８２側に設けられている。第２スイッチングモジュール２２の負側端子２２ｂは、第４スイッチング素子Ｑ４のソースＳ２の負極電位点Ｎ側に設けられている。すなわち、第２スイッチングモジュール２２の負側端子２２ｂは、下位電位端子である。第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃは、接続点８３の第２ダイオードモジュール３２側に設けられている。
第１ダイオードモジュール３１は、第１ダイオードＣＤ１を内蔵している。第１ダイオードモジュール３１には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子３１ａとカソード端子３１ｂとが設けられている。第１ダイオードモジュール３１のアノード端子３１ａは、第１ダイオードＣＤ１のアノードＡの接続点８４側に設けられている。すなわち、第１ダイオードモジュール３１のアノード端子３１ａは、中間電位端子である。第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂは、第１ダイオードＣＤ１のカソードＫの第１スイッチングモジュール２１側に設けられている。すなわち、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂは、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと接続されている。
第２ダイオードモジュール３２は、第２ダイオードＣＤ２を内蔵している。第２ダイオードモジュール３２には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子３２ａとカソード端子３２ｂとが設けられている。第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａは、第２ダイオードＣＤ２のアノードＡの第２スイッチングモジュール２２側に設けられている。すなわち、第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａは、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと接続されている。第２ダイオードモジュール３２のカソード端子３２ｂは、第２ダイオードＣＤ２のカソードＫの接続点８４側に設けられている。すなわち、第２ダイオードモジュール３２のカソード端子３２ｂは、中間電位端子である。
図４に示すように、スイッチングモジュール２０は、略直方体形状を有する。スイッチングモジュール２０の正側端子２０ａ、負側端子２０ｂおよび出力端子２０ｃは、略直方体形状を有するスイッチングモジュール２０の上側（Ｚ１側）に設けられている。スイッチングモジュール２０において、正側端子２０ａおよび負側端子２０ｂは、各々、Ｙ方向に並ぶように、２つ設けられている。また、スイッチングモジュール２０において、出力端子２０ｃは、Ｙ方向に並ぶように、３つ設けられている。スイッチングモジュール２０では、正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとが、この順に、Ｘ方向に並ぶように配置されている。
スイッチングモジュール２０において、正側端子２０ａおよび負側端子２０ｂは、Ｘ方向の一方側の端部２０ｄに配置されている。また、スイッチングモジュール２０において、出力端子２０ｃは、Ｘ方向の他方側の端部２０ｅに配置されている。すなわち、第１実施形態では、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２は、各々、正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとのうちの少なくともいずれか２つがそれぞれＸ方向の一方側の端部２０ｄおよび他方側の端部２０ｅに配置されている。スイッチングモジュール２０において、負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとの間（Ｘ方向の中央部２０ｆ）の空間は、半導体スイッチング素子Ｑのスイッチングを制御するための制御基板２０ｇ（図６参照）が配置される。図４では、制御基板２０ｇの図示を省略している。
図５に示すように、ダイオードモジュール３０は、略直方体形状を有する。ダイオードモジュール３０のアノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂは、略直方体形状を有するダイオードモジュール３０の上側（Ｚ１側）に設けられている。ダイオードモジュール３０において、アノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂは、各々、Ｙ方向に並ぶように、２つ設けられている。ダイオードモジュール３０では、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとが、Ｘ方向に並ぶように配置されている。
ダイオードモジュール３０において、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとは、Ｘ方向の中央部３０ｃに配置されている。すなわち、第１実施形態では、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２は、各々、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとがＸ方向の中央部３０ｃに配置されている。なお、ダイオードモジュール３０において、Ｘ方向の一方側の端部３０ｄおよびＸ方向の他方側の端部３０ｅには、モジュールの外部接続端子（アノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂ）は配置されていない。
図６に示すように、第１実施形態では、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２は、Ｘ方向に並ぶように配置されている。詳細には、第１ダイオードモジュール３１と、第１スイッチングモジュール２１と、第２スイッチングモジュール２２と、第２ダイオードモジュール３２とが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。
また、第１実施形態では、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２は、各々、Ｙ方向に並ぶように、複数（２つ）が並列接続されている。具体的には、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２は、各々、Ｙ方向に並ぶように、２つ設けられている。そして、図６には図示されていないが、２つの第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａ同士、負側端子２１ｂ同士および出力端子２１ｃ同士が電気的に接続されている。また、２つの第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａ同士、負側端子２２ｂ同士および出力端子２２ｃ同士が電気的に接続されている。なお、１素子入りモジュール（１ｉｎ１モジュール）であるダイオードモジュール３０は、２素子入りモジュール（２ｉｎ１モジュール）であるスイッチングモジュール２０と比較して大容量パッケージであるため、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２は、各々、１つずつ設けられている（並列接続されていない）。
なお、２つの第１スイッチングモジュール２１と、２つの第２スイッチングモジュール２２とは、Ｙ方向において、略同じ位置に配置されている。また、２つの第１スイッチングモジュール２１および２つの第２スイッチングモジュール２２は、２つの第１スイッチングモジュール２１の間および２つの第２スイッチングモジュール２２の間のＹ方向における中心線９２が、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２のＹ方向における中心を通るように配置されている。すなわち、第１ダイオードモジュール３１、２つの第１スイッチングモジュール２１の組、２つの第２スイッチングモジュール２２の組および第２ダイオードモジュール３２は、各々、Ｙ方向における中心線９２に対して略対称となるように配置されている。
また、第１実施形態では、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなるように構成されている。
詳細には、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａ、負側端子２１ｂおよび出力端子２１ｃと、第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａ、負側端子２２ｂおよび出力端子２２ｃとは、Ｙ方向に沿った中心線９１に対して略対称となるように配置されている。すなわち、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている。また、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂおよびアノード端子３１ａと、第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａおよびカソード端子３２ｂとは、中心線９１に対して略対称となるように配置されている。すなわち、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている。
具体的には、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａと負側端子２１ｂと出力端子２１ｃとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａと負側端子２２ｂと出力端子２２ｃとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとアノード端子３１ａとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとカソード端子３２ｂとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。
また、第１実施形態では、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とは、第１スイッチングモジュール２１の端子と、第２スイッチングモジュール２２の端子との最短距離Ｌ１１が（電力変換装置１００で定められた）所定の絶縁距離以上になるように、Ｘ方向に離間するように配置されている。具体的には、第１スイッチングモジュール２１の端子と第２スイッチングモジュール２２の端子との最短距離Ｌ１１とは、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａの第２スイッチングモジュール２２側（Ｘ２側）の端部と第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａの第１スイッチングモジュール２１側（Ｘ１側）の端部との距離に相当する。そして、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａと、第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａとは、互いに電位が異なるので、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とは、最短距離Ｌ１１が（電力変換装置１００で定められた）所定の絶縁距離以上となるように、Ｘ方向に離間するように配置されている。
図７に示すように、電力変換部１１０は、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、を備えている。第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２は、略直方体形状を有する。第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２は、Ｘ方向に並ぶように配置されている。第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２は、それぞれ、Ｘ１側およびＸ２側に配置されている。第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２は、第１ダイオードモジュール３１、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２および第２ダイオードモジュール３２よりも上側（Ｚ１側）に配置されている。後述するように、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とは、互いに直列に接続されている。
図８に示すように、電力変換部１１０は、冷却部１８を備えている。冷却部１８は、電力変換部１１０の下部（Ｚ２側）に設けられている。冷却部１８は、下側（Ｚ２側）に突出するとともにＸ方向に延びるように構成された冷却フィン（図示しない）を含む。冷却フィンは、互いにＹ方向に離間するように、複数設けられている。なお、第１ダイオードモジュール３１、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２および第２ダイオードモジュール３２は、冷却部１８の上側（Ｚ１側）の配置面１８ａにＸ方向に並ぶように配置されている。
また、図７に示すように、電力変換部１１０は、正極電位導体４１と、負極電位導体４２と、中間電位導体５０と、交流電位導体６０と、正側接続導体７１と、負側接続導体７２と、を備えている。正極電位導体４１、負極電位導体４２、中間電位導体５０、交流電位導体６０、正側接続導体７１および負側接続導体７２は、各々、板状に形成された導体（バスバー）である。
図９に示すように、正極電位導体４１は、Ｚ方向に延びるように構成された立壁部４１ａと、Ｘ方向に延びるように構成された脚部４１ｂと、を含む。脚部４１ｂは、立壁部４１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。正極電位導体４１は、立壁部４１ａと脚部４１ｂとにより略Ｌ字形状を有する。図８に示すように、正極電位導体４１の立壁部４１ａは、第１コンデンサＣ１のＸ２側に配置されている。
正極電位導体４１は、第１コンデンサＣ１の正極端子Ｃ１ｐおよび第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａに接続されている。具体的には、正極電位導体４１は、立壁部４１ａにおいて、第１コンデンサＣ１のＸ２側に設けられた正極端子Ｃ１ｐに接続されている。また、正極電位導体４１は、脚部４１ｂにおいて、第１スイッチングモジュール２１の上側（Ｚ１側）に設けられた正側端子２１ａに接続されている。
図１０に示すように、負極電位導体４２は、Ｚ方向に延びるように構成された立壁部４２ａと、Ｘ方向に延びるように構成された脚部４２ｂと、を含む。脚部４２ｂは、立壁部４２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。負極電位導体４２は、立壁部４２ａと脚部４２ｂとにより略Ｌ字形状を有する。図８に示すように、負極電位導体４２の立壁部４２ａは、第２コンデンサＣ２のＸ１側に配置されている。なお、負極電位導体４２の脚部４２ｂは、正極電位導体４１の脚部４１ｂと、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。
負極電位導体４２は、第２コンデンサＣ２の負極端子Ｃ２ｎおよび第２スイッチングモジュール２２の負側端子２２ｂに接続されている。具体的には、負極電位導体４２は、立壁部４２ａにおいて、第２コンデンサＣ２のＸ１側に設けられた負極端子Ｃ２ｎに接続されている。また、負極電位導体４２は、脚部４２ｂにおいて、第２スイッチングモジュール２２の上側（Ｚ１側）に設けられた負側端子２２ｂに接続されている。
図１１に示すように、中間電位導体５０は、Ｚ方向に延びるように構成された第１立壁部５１を含む。第１立壁部５１は、Ｚ方向に延びる第１部分５１ａと、Ｘ方向に延びる第２部分５１ｂとから構成されている。第２部分５１ｂは、第１部分５１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。第１立壁部５１は、第１部分５１ａと第２部分５１ｂとにより略Ｌ字形状を有する。図８に示すように、第１実施形態では、第１立壁部５１は、正極電位導体４１の立壁部４１ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第１立壁部５１の第１部分５１ａは、正極電位導体４１の立壁部４１ａのＸ１側の近傍に、正極電位導体４１の立壁部４１ａとＸ方向に対向するように配置されている。すなわち、第１立壁部５１の第１部分５１ａと、正極電位導体４１の立壁部４１ａとは、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
図１２に示すように、中間電位導体５０は、Ｚ方向に延びるように構成された第２立壁部５２を含む。第２立壁部５２は、Ｚ方向に延びる第１部分５２ａと、Ｘ方向に延びる第２部分５２ｂとから構成されている。第２部分５２ｂは、第１部分５２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。第２立壁部５２は、第１部分５２ａと第２部分５２ｂとにより略Ｌ字形状を有する。図８に示すように、第１実施形態では、第２立壁部５２は、負極電位導体４２の立壁部４２ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第２立壁部５２の第１部分５２ａは、負極電位導体４２の立壁部４２ａのＸ１側の近傍に、負極電位導体４２の立壁部４２ａとＸ方向に対向するように配置されている。すなわち、第２立壁部５２の第１部分５２ａと、負極電位導体４２の立壁部４２ａとは、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
図１３に示すように、中間電位導体５０は、Ｘ方向に延びるように構成された脚部５３を含む。図７に示すように、脚部５３は、第１立壁部５１の第２部分５１ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。また、脚部５３は、第２立壁部５２の第２部分５２ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。第１実施形態では、脚部５３は、正極電位導体４１の脚部４１ｂおよび負極電位導体４２の脚部４２ｂとＺ方向において隣り合うように構成されている。具体的には、中間電位導体５０の脚部５３は、正極電位導体４１の脚部４１ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、正極電位導体４１の脚部４１ｂとＺ方向に対向するように配置されている。また、中間電位導体５０の脚部５３は、負極電位導体４２の脚部４２ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、負極電位導体４２の脚部４２ｂとＺ方向に対向するように配置されている。
図８に示すように、中間電位導体５０は、第１コンデンサＣ１の負極端子Ｃ１ｎ、第２コンデンサＣ２の正極端子Ｃ２ｐ、第１ダイオードモジュール３１のアノード端子３１ａおよび第２ダイオードモジュール３２のカソード端子３２ｂに接続されている。具体的には、中間電位導体５０は、第１立壁部５１の第１部分５１ａ（図１１参照）において、第１コンデンサＣ１のＸ２側に設けられた負極端子Ｃ１ｎに接続されている。また、中間電位導体５０は、第２立壁部５２の第１部分５２ａ（図１２参照）において、第２コンデンサＣ２のＸ１側に設けられた正極端子Ｃ２ｐに接続されている。また、中間電位導体５０は、脚部５３において、第１ダイオードモジュール３１の上側（Ｚ１側）に設けられたアノード端子３１ａに接続されている。また、中間電位導体５０は、脚部５３において、第２ダイオードモジュール３２の上側（Ｚ１側）に設けられたカソード端子３２ｂに接続されている。
図１４に示すように、交流電位導体６０は、Ｘ方向に延びるように構成されている。図８に示すように、交流電位導体６０は、中間電位導体５０の脚部５３の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、交流電位導体６０は、第１ダイオードモジュール３１、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
交流電位導体６０は、第１スイッチングモジュール２１の負側端子２１ｂと第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａとに接続されている。具体的には、交流電位導体６０は、第１スイッチングモジュール２１の上側（Ｚ１側）に設けられた負側端子２１ｂに接続されている。また、交流電位導体６０は、第２スイッチングモジュール２２の上側（Ｚ１側）に設けられた正側端子２２ａに接続されている。
第１実施形態では、交流電位導体６０は、第１スイッチングモジュール２１の制御基板２０ｇが配置される領域Ｒから離間するように折り曲げられた折り曲げ部６０ａを含む。具体的には、交流電位導体６０は、Ｘ方向に延びる第１部分６１と、第１部分６１のＸ２側の端部から下方向（Ｚ２方向）に延びる第２部分６２と、第２部分６２の下側（Ｚ２側）の端部からＸ２方向に延びる第３部分６３と、を含む。第２部分６２は、制御基板２０ｇが配置される領域ＲのＸ２側の近傍に配置されている。そして、第２部分６２のＺ１側の端部からＸ１方向に延びる第１部分６１は、制御基板２０ｇが配置される領域ＲのＺ１側に、領域Ｒと離間するように配置されている。すなわち、第１部分６１のＸ２側の端部と、第２部分６２と、第３部分６３のＸ１側の端部とにより折り曲げ部６０ａが形成されている。
図１５に示すように、正側接続導体７１は、Ｘ方向に延びるように構成されている。図８に示すように、正側接続導体７１は、交流電位導体６０の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、正側接続導体７１は、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
正側接続導体７１は、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃおよび第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂに接続されている。具体的には、正側接続導体７１は、Ｘ２側の端部において、第１スイッチングモジュール２１の上側（Ｚ１側）に設けられた出力端子２１ｃに接続されている。また、正側接続導体７１は、Ｘ１側の端部において、第１ダイオードモジュール３１の上側（Ｚ１側）に設けられたカソード端子３１ｂに接続されている。
図１６に示すように、負側接続導体７２は、Ｘ方向に延びるように構成されている。図８に示すように、負側接続導体７２は、中間電位導体５０の脚部５３の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、負側接続導体７２は、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
負側接続導体７２は、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃおよび第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａに接続されている。具体的には、負側接続導体７２は、Ｘ１側の端部において、第２スイッチングモジュール２２の上側（Ｚ１側）に設けられた出力端子２２ｃに接続されている。また、負側接続導体７２は、Ｘ２側の端部において、第２ダイオードモジュール３２の上側（Ｚ１側）に設けられたアノード端子３２ａに接続されている。
なお、電力変換部１１０では、第１ダイオードモジュール３１の端子（アノード端子３１ａおよびカソード端子３１ｂ）と、第１スイッチングモジュール２１の端子（正側端子２１ａ、負側端子２１ｂおよび出力端子２１ｃ）と、第２スイッチングモジュール２２の端子（正側端子２２ａ、負側端子２２ｂおよび出力端子２２ｃ）と、第２ダイオードモジュール３２の端子（アノード端子３２ａおよびカソード端子３２ｂ）とは、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。また、電力変換部１１０では、正側接続導体７１と負側接続導体７２と交流電位導体６０の第３部分６３とは、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、（同一平面上に配置された）正極電位導体４１の脚部４１ｂおよび負極電位導体４２の脚部４２ｂと、中間電位導体５０の脚部５３と、（同一平面上に配置された）正側接続導体７１、負側接続導体７２および交流電位導体６０の第３部分６３とは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。また、正側接続導体７１は、Ｘ２側の端部において、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃに接続されるとともに、Ｘ１側の端部において、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂに接続されている。また、負側接続導体７２は、Ｘ１側の端部において、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃに接続されているとともに、Ｘ２側の端部において、第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａに接続されている。また、上述したように、電力変換部１１０では、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなるように構成されている。これらの結果、図１７に示すように、電力変換部１１０では、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間を接続する配線の長さとが、略等しくなっている。
また、電力変換部１１０では、第１ダイオードモジュール３１において、カソード端子３１ｂは、アノード端子３１ａよりもＸ２側に配置されているとともに、第１スイッチングモジュール２１において、出力端子２１ｃは、正側端子２１ａおよび負側端子２１ｂよりもＸ１側に配置されている。これにより、電力変換部１１０では、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間を接続する配線の長さが、比較的短くなっている。同様に、電力変換部１１０では、第２スイッチングモジュール２２において、出力端子２２ｃは、正側端子２２ａおよび負側端子２２ｂよりもＸ２側に配置されているとともに、第２ダイオードモジュール３２において、アノード端子３２ａは、カソード端子３２ｂよりもＸ１側に配置されている。これにより、電力変換部１１０では、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間を接続する配線の長さが、比較的短くなっている。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、上記のように、電力変換装置１００を、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなるように構成する。これにより、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２がＸ方向に並んで配置されている場合、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間を接続する配線の長さとを容易に略等しくすることができる。また、電力変換装置１００を、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とを個別に設けるように構成する。これにより、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと接続されるダイオードＣＤ（第１ダイオードＣＤ１）と第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと接続されるダイオードＣＤ（第２ダイオードＣＤ２）とが１つのモジュールに内蔵されている場合と異なり、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃが接続される端子（第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂ）と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃが接続される端子（第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａ）と、を個別に配置することができる。したがって、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２の配置位置にかかわらず、容易に（すなわち、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら）、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなるように構成することができる。これらの結果、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、半導体スイッチング素子Ｑの転流回路に存在する回路インダクタンスを略等しくすることができる（第１スイッチング素子Ｑ１と第４スイッチング素子Ｑ４とがターンオフするときの転流経路に存在する回路インダクタンスを略等しくすることができるとともに、第２スイッチング素子Ｑ２と第３スイッチング素子Ｑ３とがターンオフするときの転流経路に存在する回路インダクタンスを略等しくすることができる）。すなわち、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称な半導体スイッチング素子Ｑに加わるサージ電圧責務を略等しくすることができる（第１スイッチング素子Ｑ１に加わるサージ電圧責務と第４スイッチング素子Ｑ４に加わるサージ電圧責務とを略等しくすることができるとともに、第２スイッチング素子Ｑ２に加わるサージ電圧責務と第３スイッチング素子Ｑ３に加わるサージ電圧責務とを略等しくすることができる）。
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃとが、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿った中心線９１に対して略対称となるように配置する。また、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとが、中心線９１に対して略対称となるように配置する。これにより、Ｘ方向において、中心線９１から一方側（Ｘ１側）の第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃまでの距離Ｌ５と、中心線９１から他方側（Ｘ２側）の第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃまでの距離Ｌ６とを略等しくすることができる。また、中心線９１から一方側（Ｘ１側）の第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂまでの距離Ｌ９と、中心線９１から他方側（Ｘ２側）の第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａまでの距離Ｌ１０とを略等しくすることができる。その結果、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなる構成を容易に実現することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａ、負側端子２１ｂおよび出力端子２１ｃと、第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａ、負側端子２２ｂおよび出力端子２２ｃとを、中心線９１に対して略対称となるように配置する。また、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂおよびアノード端子３１ａと、第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａおよびカソード端子３２ｂとを、中心線９１に対して略対称となるように配置する。これにより、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃとが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている構成を、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とで、正側端子２０ａ、負側端子２０ｂおよび出力端子２０ｃの配置が略同一のスイッチングモジュール２０を用いて容易に実現することができる。また、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている構成を、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とで、アノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂの配置が略同一のダイオードモジュール３０を用いて容易に実現することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とを、略同一のパッケージから構成するとともに、中心線９１に対して略対称となるように配置する。また、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とを、略同一のパッケージから構成するとともに、中心線９１に対して略対称となるように配置する。これにより、スイッチングモジュール２０における出力端子２０ｃの配置が、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とで略同一となるので、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃとが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている構成を容易に実現することができる。また、ダイオードモジュール３０におけるアノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂの配置が、第１ダイオードモジュール３１と第２ダイオードモジュール３２とで略同一となるので、第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとが、中心線９１に対して略対称となるように配置されている構成を容易に実現することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール２１を、正側端子２１ａと負側端子２１ｂと出力端子２１ｃとのうちの少なくともいずれか２つがそれぞれＸ方向の一方側（Ｘ１側）の端部２１ｅおよび他方側（Ｘ２側）の端部２１ｄに配置されるように構成する。また、第２スイッチングモジュール２２を、正側端子２２ａと負側端子２２ｂと出力端子２２ｃとのうちの少なくともいずれか２つがそれぞれＸ方向の一方側（Ｘ１側）の端部２２ｄおよび他方側（Ｘ２側）の端部２２ｅに配置されるように構成する。また、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２を、各々、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとがＸ方向の中央部３０ｃに配置されるように構成する。これにより、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２は、各々、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとがＸ方向の中央部３０ｃに配置されているので、アノード端子３０ａおよびカソード端子３０ｂとＸ方向の端部との間を離間させることができる。その結果、第１ダイオードモジュール３１または第２ダイオードモジュール３２とＸ方向に隣り合うように他のモジュールを配置した場合に、Ｘ方向において端子同士の絶縁距離を確保するためのモジュールの離間距離が大きくなるのを抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１ダイオードモジュール３１と、第１スイッチングモジュール２１と、第２スイッチングモジュール２２と、第２ダイオードモジュール３２とを、この順に、Ｘ方向に並ぶように配置する。そして、第１スイッチングモジュール２１と第２スイッチングモジュール２２とを、第１スイッチングモジュール２１の端子と、第２スイッチングモジュール２２の端子との最短距離Ｌ１１が（電力変換装置１００で定められた）所定の絶縁距離以上になるように、Ｘ方向に離間するように配置する。これにより、第１スイッチングモジュール２１の第２スイッチングモジュール２２側の端子と、第２スイッチングモジュール２２の第１スイッチングモジュール２１側の端子との間の絶縁耐力を効果的に確保することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、電力変換装置１００を、互いに直列に接続されている第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２と、正極電位導体４１と、負極電位導体４２と、中間電位導体５０と、を備えるように構成する。正極電位導体４１を、第１コンデンサＣ１の正極端子Ｃ１ｐおよび第１スイッチングモジュール２１の正側端子２１ａに接続する。また、負極電位導体４２を、第２コンデンサＣ２の負極端子Ｃ２ｎおよび第２スイッチングモジュール２２の負側端子２２ｂに接続する。また、中間電位導体５０を、第１コンデンサＣ１の負極端子Ｃ１ｎ、第２コンデンサＣ２の正極端子Ｃ２ｐ、第１ダイオードモジュール３１のアノード端子３１ａおよび第２ダイオードモジュール３２のカソード端子３２ｂに接続する。そして、正極電位導体４１および負極電位導体４２を、各々、Ｘ方向およびＹ方向と直交するＺ方向に延びるように構成された立壁部（立壁部４１ａおよび立壁部４２ａ）を含むように構成する。また、中間電位導体５０を、正極電位導体４１および負極電位導体４２の各々の立壁部（立壁部４１ａおよび立壁部４２ａ）と隣り合うようにＺ方向に延びるように構成された第１立壁部５１および第２立壁部５２を含むように構成する。これにより、互いに逆向きの電流が流れる、正極電位導体４１の立壁部４１ａと中間電位導体５０の第１立壁部５１とが、互いに隣り合う（積層する）ように構成されているので、正極電位導体４１の立壁部４１ａおよび中間電位導体５０の第１立壁部５１における各々のインダクタンスを小さくすることができる。また、互いに逆向きの電流が流れる、負極電位導体４２の立壁部４２ａと中間電位導体５０の第２立壁部５２とが、互いに隣り合うように構成されているので、負極電位導体４２の立壁部４２ａおよび中間電位導体５０の第２立壁部５２における各々のインダクタンスを小さくすることができる。さらに、第１実施形態では、上記のように、正側接続導体７１、負側接続導体７２および交流電位導体６０の第３部分６３と、中間電位導体５０の脚部５３とを、互いに隣り合う（積層する）ように構成する。これにより、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３および第４スイッチング素子Ｑ４のそれぞれがターンオフするときの転流経路に存在する回路インダクタンスを小さくすることができる。
また、第１実施形態では、上記のように、正極電位導体４１および負極電位導体４２を、各々、Ｘ方向に延びるように構成された脚部（脚部４１ｂおよび脚部４２ｂ）を含むように構成する。また、中間電位導体５０を、正極電位導体４１および負極電位導体４２の各々の脚部（脚部４１ｂおよび脚部４２ｂ）とＺ方向において隣り合うようにＸ方向に延びるように構成された脚部５３を含むように構成する。これにより、Ｘ方向に延びるように構成された、正極電位導体４１の脚部４１ｂ、負極電位導体４２の脚部４２ｂおよび中間電位導体５０の脚部５３によって、正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとがＸ方向に並ぶように配置された、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２の端子と、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとがＸ方向に並ぶように配置された、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２の端子との間を容易に接続することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、電力変換装置１００を、第１スイッチングモジュール２１の負側端子２１ｂと第２スイッチングモジュール２２の正側端子２２ａとに接続されるとともに、Ｘ方向に延びるように構成された交流電位導体６０を備えるように構成する。そして、交流電位導体６０を、第１スイッチングモジュール２１の制御基板２０ｇが配置される領域Ｒから離間するように折り曲げられた折り曲げ部６０ａを含むように構成する。これにより、交流電位導体６０が第１スイッチングモジュール２１または第２スイッチングモジュール２２の近傍にＸ方向に延びるように配置される場合でも、交流電位導体６０の折り曲げ部６０ａが折り曲げられることにより、交流電位導体６０と第１スイッチングモジュール２１との間に制御基板２０ｇを配置する空間を容易に確保することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２を、各々、Ｙ方向に並ぶように、複数が並列接続されるように構成する。これにより、スイッチングモジュール２０が並列接続される方向（Ｙ方向）が、スイッチングモジュールの正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとが並ぶとともに、ダイオードモジュール３０のアノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとが並ぶ方向（Ｘ方向）と直交するので、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなる構成を維持しながら、電力変換装置１００の電力容量を大きくすることができる。また、第１スイッチングモジュール２１および第２スイッチングモジュール２２が並ぶ方向（Ｘ方向）と、並列接続されたスイッチングモジュール２０が並ぶ方向（Ｙ方向）が直交するので、全てのモジュールが一方向に並べて配置される場合と比較して、電力変換装置１００が一方向に大型化するのを抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、電力変換装置１００を、鉄道車両１０に搭載される電力変換装置として構成する。そして、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２を、鉄道車両１０の走行方向であるＸ方向に並ぶように配置する。これにより、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２、第１ダイオードモジュール３１および第２ダイオードモジュール３２がＸ方向に並んで配置されているので、第１スイッチングモジュール２１の出力端子２１ｃと第１ダイオードモジュール３１のカソード端子３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール２２の出力端子２２ｃと第２ダイオードモジュール３２のアノード端子３２ａとの間を接続する配線の長さとを容易に略等しくすることができる。その結果、鉄道車両１０が走行する方向（Ｘ方向）にモジュールが並ぶように配置される場合に、３レベル回路において、モジュールの配置の自由度が小さくなるのを抑制しながら、上位電位側と下位電位側との間で、電気回路上対称な半導体スイッチング素子Ｑに加わるサージ電圧責務を略等しくすることができる。
［第２実施形態］
図１８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、交流電位導体６０が折り曲げ部６０ａを含むように構成した第１実施形態と異なり、交流電位導体２６０が折り曲げ部を含まないように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
図１８に示すように、本発明の第２実施形態による電力変換装置２００は、電力変換部２１０を備えている。電力変換部２１０は、交流電位導体２６０と、正側接続導体２７１と、負側接続導体２７２と、を備えている。
交流電位導体２６０は、Ｘ方向に延びるように構成されている。交流電位導体２６０は、正側接続導体２７１および負側接続導体２７２の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、交流電位導体２６０は、第１ダイオードモジュール３１、第１スイッチングモジュール２１、第２スイッチングモジュール２２および第２ダイオードモジュール３２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
交流電位導体２６０は、第１実施形態の交流電位導体６０と同様に、Ｘ１側の端部が、Ｘ方向において、第１ダイオードモジュール３１のアノード端子３１ａよりもＸ１側となるように構成されている。また、交流電位導体２６０は、第１実施形態の交流電位導体６０と異なり、Ｘ２側の端部が、第２ダイオードモジュール３２のカソード端子３２ｂの上側（Ｚ１側）の近傍となるように構成されている。そして、交流電位導体２６０は、第１実施形態の交流電位導体６０と異なり、Ｘ１側の端部からＸ２側の端部まで、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、電力変換部２１０では、交流電位導体２６０は、折り曲げ部を含まないように構成されている。
正側接続導体２７１および負側接続導体２７２は、各々、中間電位導体５０の脚部５３の下側（Ｚ２側）の同一平面上（Ｚ方向における略同じ高さ位置）に配置されている。また、正側接続導体２７１および負側接続導体２７２は、各々、交流電位導体２６０の上側（Ｚ１側）に配置されている。すなわち、（同一平面上に配置された）正極電位導体４１の脚部４１ｂおよび負極電位導体４２の脚部４２ｂと、中間電位導体５０の脚部５３と、（同一平面上に配置された）正側接続導体２７１および負側接続導体２７２と、交流電位導体２６０とは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
なお、第２実施形態による電力変換装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、上記のように、交流電位導体２６０を、Ｘ１側の端部からＸ２側の端部まで略同じ高さ位置となるように構成する。これにより、交流電位導体２６０が折り曲げ部を含む場合と比較して、導体の製造工程を簡略化することができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
図１９および図２０を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、Ｘ方向における第１スイッチングモジュール３２１と第１ダイオードモジュール３３１との配置および第２ダイオードモジュール３３２と第２スイッチングモジュール３２２との配置が、第１実施形態と逆となるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
図１９に示すように、本発明の第３実施形態による電力変換装置３００は、電力変換部３１０を備えている。電力変換部３１０は、２つのスイッチングモジュール３２０（第１スイッチングモジュール３２１および第２スイッチングモジュール３２２）と、２つのダイオードモジュール３３０（第１ダイオードモジュール３３１および第２ダイオードモジュール３３２）と、を備えている。
第１スイッチングモジュール３２１には、モジュールの外部接続端子として、正側端子３２１ａと負側端子３２１ｂと出力端子３２１ｃとが設けられている。第２スイッチングモジュール３２２には、モジュールの外部接続端子として、正側端子３２２ａと負側端子３２２ｂと出力端子３２２ｃとが設けられている。第１ダイオードモジュール３３１には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子３３１ａとカソード端子３３１ｂとが設けられている。第２ダイオードモジュール３３２には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子３３２ａとカソード端子３３２ｂとが設けられている。
第３実施形態では、第１スイッチングモジュール３２１と、第１ダイオードモジュール３３１と、第２ダイオードモジュール３３２と、第２スイッチングモジュール３２２とが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。なお、第１スイッチングモジュール３２１、第１ダイオードモジュール３３１、第２ダイオードモジュール３３２および第２スイッチングモジュール３２２は、それぞれ、Ｘ方向に隣り合うモジュールと互いに近接するように配置されている。
また、第３実施形態では、第１実施形態と異なり、第１ダイオードモジュール３３１のアノード端子３３１ａとカソード端子３３１ｂとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第２ダイオードモジュール３３２のカソード端子３３２ｂとアノード端子３３２ａとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。すなわち、第３実施形態では、Ｘ方向における第１ダイオードモジュール３３１の端子配置（アノード端子３３１ａおよびカソード端子３３１ｂの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。また、Ｘ方向における第２ダイオードモジュール３３２の端子配置（アノード端子３３２ａおよびカソード端子３３２ｂの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。
また、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール３２１の出力端子３２１ｃと第１ダイオードモジュール３３１のカソード端子３３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ３０１と、第２スイッチングモジュール３２２の出力端子３２２ｃと第２ダイオードモジュール３３２のアノード端子３３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ３０２とが略等しくなるように構成されている。
電力変換部３１０は、正極電位導体３４１と、負極電位導体３４２と、中間電位導体３５０と、交流電位導体３６０と、正側接続導体３７１と、負側接続導体３７２と、を備えている。
正極電位導体３４１は、立壁部３４１ａと、脚部３４１ｂと、を含む。脚部３４１ｂは、立壁部３４１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。
負極電位導体３４２は、立壁部３４２ａと、脚部３４２ｂと、を含む。脚部３４２ｂは、立壁部３４２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。
中間電位導体３５０は、Ｚ方向に延びるように構成された立壁部３５１を含む。第３実施形態では、立壁部３５１は、正極電位導体３４１の立壁部３４１ａおよび負極電位導体３４２の立壁部３４２ａと隣り合うように構成されている。具体的には、立壁部３５１は、正極電位導体３４１の立壁部３４１ａのＸ２側の近傍に、正極電位導体３４１の立壁部３４１ａとＸ方向に対向するとともに、負極電位導体３４２の立壁部３４２ａのＸ１側の近傍に、負極電位導体３４２の立壁部３４２ａとＸ方向に対向するように配置されている。すなわち、正極電位導体３４１の立壁部３４１ａと、立壁部３５１と、負極電位導体３４２の立壁部３４２ａとは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。なお、立壁部３５１は、特許請求の範囲の「第１立壁部」および「第２立壁部」の一例である。
中間電位導体３５０は、脚部３５３を含む。第３実施形態では、脚部３５３は、正極電位導体３４１の脚部３４１ｂ、負極電位導体３４２の脚部３４２ｂおよび交流電位導体３６０とＺ方向において隣り合うように構成されている。具体的には、中間電位導体３５０の脚部３５３は、正極電位導体３４１の脚部３４１ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、正極電位導体３４１の脚部３４１ｂとＺ方向に対向するように配置されている。また、中間電位導体３５０の脚部３５３は、負極電位導体３４２の脚部３４２ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、負極電位導体３４２の脚部３４２ｂとＺ方向に対向するように配置されている。また、中間電位導体３５０の脚部３５３は、交流電位導体３６０の上側（Ｚ１側）の近傍に、交流電位導体３６０とＺ方向に対向するように配置されている。
交流電位導体３６０は、中間電位導体３５０の脚部３５３、正側接続導体３７１および負側接続導体３７２の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、交流電位導体３６０は、第１スイッチングモジュール３２１、第１ダイオードモジュール３３１、第２ダイオードモジュール３３２および第２スイッチングモジュール３２２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
交流電位導体３６０は、Ｘ１側の端部が、Ｘ方向において、第１スイッチングモジュール３２１の出力端子３２１ｃよりもＸ１側となるように構成されている。また、交流電位導体３６０は、Ｘ２側の端部が、Ｘ方向において、第２スイッチングモジュール３２２の出力端子３２２ｃの上側（Ｚ１側）の近傍となるように構成されている。そして、交流電位導体２６０は、第１実施形態の交流電位導体６０と異なり、Ｘ１側の端部からＸ２側の端部まで、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、電力変換部３１０では、交流電位導体３６０は、折り曲げ部を含まないように構成されている。
正側接続導体３７１は、正極電位導体３４１の脚部３４１ｂの下側（Ｚ２側）に配置されている。また、負側接続導体３７２は、負極電位導体３４２の脚部３４２ｂの下側（Ｚ２側）に配置されている。また、正側接続導体３７１および負側接続導体３７２は、交流電位導体６０の上側（Ｚ１側）に配置されている。なお、正側接続導体３７１および負側接続導体３７２は、中間電位導体３５０の脚部３５３と、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、（同一平面上に配置された）正極電位導体３４１の脚部３４１ｂおよび負極電位導体３４２の脚部３４２ｂと、（同一平面上に配置された）中間電位導体３５０の脚部３５３、正側接続導体３７１および負側接続導体３７２と、交流電位導体３６０とは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
そして、図２０に示すように、電力変換部３１０では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール３２１の出力端子３２１ｃと第１ダイオードモジュール３３１のカソード端子３３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール３２２の出力端子３２２ｃと第２ダイオードモジュール３３２のアノード端子３３２ａとの間を接続する配線の長さとが、略等しくなっている。
なお、第３実施形態による電力変換装置３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール３２１と、第１ダイオードモジュール３３１と、第２ダイオードモジュール３３２と、第２スイッチングモジュール３２２とが、この順に、Ｘ方向に並ぶように配置されている。これにより、Ｘ方向の一方側の端部および他方側の端部に端子が設けられたスイッチングモジュール３２０同士が隣り合わないので、スイッチングモジュール３２０同士が隣り合う場合のように、絶縁距離を確保するためのスイッチングモジュール３２０同士のＸ方向における離間が不要となる。その結果、スイッチングモジュール３２０同士が隣り合う場合と比較して、モジュール同士を近接するように配置することができるので、電力変換装置３００を小型化することができる。
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第４実施形態］
図２１および図２２を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、Ｘ方向における第１スイッチングモジュール４２１の端子配置および第２スイッチングモジュール４２２の端子配置が第１実施形態と逆となるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
図２１に示すように、本発明の第４実施形態による電力変換装置４００は、電力変換部４１０を備えている。電力変換部４１０は、２つのスイッチングモジュール４２０（第１スイッチングモジュール４２１および第２スイッチングモジュール４２２）と、２つのダイオードモジュール４３０（第１ダイオードモジュール４３１および第２ダイオードモジュール４３２）と、を備えている。
第１スイッチングモジュール４２１には、モジュールの外部接続端子として、正側端子４２１ａと負側端子４２１ｂと出力端子４２１ｃとが設けられている。第２スイッチングモジュール４２２には、モジュールの外部接続端子として、正側端子４２２ａと負側端子４２２ｂと出力端子４２２ｃとが設けられている。第１ダイオードモジュール４３１には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子４３１ａとカソード端子４３１ｂとが設けられている。第２ダイオードモジュール４３２には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子４３２ａとカソード端子４３２ｂとが設けられている。
第４実施形態では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール４２１と、第１ダイオードモジュール４３１と、第２ダイオードモジュール４３２と、第２スイッチングモジュール４２２とが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール４２１と第２スイッチングモジュール４２２とは、第１スイッチングモジュール４２１の端子と第２スイッチングモジュール４２２の端子との最短距離Ｌ１１が（電力変換装置４００で定められた）所定の絶縁距離以上となるように、Ｘ方向に離間するように配置されている。
一方、第４実施形態では、第１実施形態と異なり、第１スイッチングモジュール４２１の出力端子４２１ｃと負側端子４２１ｂと正側端子４２１ａとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第２スイッチングモジュール４２２の出力端子４２２ｃと負側端子４２２ｂと正側端子４２２ａとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。
また、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール４２１の出力端子４２１ｃと第１ダイオードモジュール４３１のカソード端子４３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ３０１と、第２スイッチングモジュール４２２の出力端子４２２ｃと第２ダイオードモジュール４３２のアノード端子４３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ３０２とが略等しくなるように構成されている。
電力変換部４１０は、正極電位導体４４１と、負極電位導体４４２と、中間電位導体４５０と、交流電位導体４６０と、正側接続導体４７１と、負側接続導体４７２と、を備えている。
正極電位導体４４１は、立壁部４４１ａと、脚部４４１ｂと、を含む。脚部４４１ｂは、立壁部４４１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。正極電位導体４４１の立壁部４４１ａは、第１コンデンサＣ１のＸ１側に配置されている。
負極電位導体４４２は、立壁部４４２ａと、脚部４４２ｂと、を含む。脚部４４２ｂは、立壁部４４２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。負極電位導体４４２の立壁部４４２ａは、第２コンデンサＣ２のＸ１側に配置されている。
中間電位導体４５０は、第１立壁部４５１を含む。第１立壁部４５１は、Ｚ方向に延びる第１部分４５１ａと、Ｘ方向に延びる第２部分４５１ｂとから構成されている。第２部分４５１ｂは、第１部分４５１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。第４実施形態では、第１実施形態と同様に、第１立壁部４５１は、正極電位導体４４１の立壁部４４１ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第１立壁部４５１の第１部分４５１ａは、正極電位導体４４１の立壁部４４１ａのＸ１側の近傍に、正極電位導体４４１の立壁部４４１ａとＸ方向に対向するように配置されている。
中間電位導体４５０は、Ｚ方向に延びるように構成された第２立壁部４５２を含む。第２立壁部４５２は、Ｚ方向に延びる第１部分４５２ａと、Ｘ方向に延びる第２部分４５２ｂとから構成されている。第２部分４５２ｂは、第１部分４５２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。第４実施形態では、第１実施形態と同様に、第２立壁部４５２は、負極電位導体４４２の立壁部４４２ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第２立壁部４５２の第１部分４５２ａは、負極電位導体４４２の立壁部４４２ａのＸ１側の近傍に、負極電位導体４４２の立壁部４４２ａとＸ方向に対向するように配置されている。
中間電位導体４５０は、Ｘ方向に延びるように構成された脚部４５３を含む。脚部４５３は、第１立壁部４５１の第２部分４５１ｂおよび第２立壁部４５２の第２部分４５２ｂの下側（Ｚ２側）に配置されている。脚部４５３は、第１実施形態と同様に、第１立壁部４５１の第２部分４５１ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。また、脚部４５３は、第２立壁部４５２の第２部分４５２ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。また、第１実施形態と同様に、中間電位導体４５０の脚部４５３は、正極電位導体４４１の脚部４４１ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、正極電位導体４４１の脚部４４１ｂとＺ方向に対向するように配置されている。また、中間電位導体４５０の脚部４５３は、負極電位導体４４２の脚部４４２ｂの下側（Ｚ２側）の近傍に、負極電位導体４４２の脚部４４２ｂとＺ方向に対向するように配置されている。なお、正極電位導体４４１の脚部４４１ｂと、負極電位導体４４２の脚部４４２ｂと、第１立壁部４５１の第２部分４５１ｂと、第２立壁部４５２の第２部分４５２ｂとは、同一平面上に配置されている。
交流電位導体４６０は、正側接続導体４７１および負側接続導体４７２の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、交流電位導体４６０は、第１スイッチングモジュール４２１、第１ダイオードモジュール４３１、第２ダイオードモジュール４３２および第２スイッチングモジュール４２２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
交流電位導体４６０は、Ｘ１側の端部が、Ｘ方向において、第１ダイオードモジュール４３１のアノード端子４３１ａよりもＸ１側となるように構成されている。また、交流電位導体４６０は、Ｘ２側の端部が、Ｘ方向において、第２ダイオードモジュール４３２のカソード端子４３２ｂの上側（Ｚ１側）の近傍となるように構成されている。そして、交流電位導体４６０は、第１実施形態の交流電位導体４６０と異なり、Ｘ１側の端部からＸ２側の端部まで、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、電力変換部４１０では、交流電位導体４６０は、折り曲げ部を含まないように構成されている。
正側接続導体４７１および負側接続導体４７２は、各々、中間電位導体４５０の脚部４５３の下側（Ｚ２側）の同一平面上に配置されている。また、正側接続導体４７１および負側接続導体４７２は、交流電位導体４６０の上側（Ｚ１側）に配置されている。すなわち、（同一平面上に配置された）正極電位導体４４１の脚部４４１ｂ、負極電位導体４４２の脚部４４２ｂ、第１立壁部４５１の第２部分４５１ｂおよび第２立壁部４５２の第２部分４５２ｂと、中間電位導体４５０の脚部４５３と、（同一平面上に配置された）正側接続導体４７１および負側接続導体４７２と、交流電位導体４６０とは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
そして、図２２に示すように、電力変換部４１０では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール４２１の出力端子４２１ｃと第１ダイオードモジュール４３１のカソード端子４３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール４２２の出力端子４２２ｃと第２ダイオードモジュール４３２のアノード端子４３２ａとの間を接続する配線の長さとが、略等しくなっている。
なお、第４実施形態による電力変換装置４００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
なお、第４実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第５実施形態］
図２３および図２４を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態は、Ｘ方向における第１スイッチングモジュール５２１と第１ダイオードモジュール５３１との配置および第２ダイオードモジュール５３２と第２スイッチングモジュール５２２との配置が、第１実施形態と逆となるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
図２３に示すように、本発明の第５実施形態による電力変換装置５００は、電力変換部５１０を備えている。電力変換部５１０は、２つのスイッチングモジュール５２０（第１スイッチングモジュール５２１および第２スイッチングモジュール５２２）と、２つのダイオードモジュール５３０（第１ダイオードモジュール５３１および第２ダイオードモジュール５３２）と、を備えている。
第１スイッチングモジュール５２１には、モジュールの外部接続端子として、正側端子５２１ａと負側端子５２１ｂと出力端子５２１ｃとが設けられている。第２スイッチングモジュール５２２には、モジュールの外部接続端子として、正側端子５２２ａと負側端子５２２ｂと出力端子５２２ｃとが設けられている。第１ダイオードモジュール５３１には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子５３１ａとカソード端子５３１ｂとが設けられている。第２ダイオードモジュール５３２には、モジュールの外部接続端子として、アノード端子５３２ａとカソード端子５３２ｂとが設けられている。
第５実施形態では、第１スイッチングモジュール５２１と、第１ダイオードモジュール５３１と、第２ダイオードモジュール５３２と、第２スイッチングモジュール５２２とが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。なお、第１スイッチングモジュール５２１、第１ダイオードモジュール５３１、第２ダイオードモジュール５３２および第２スイッチングモジュール５２２は、それぞれ、Ｘ方向に隣り合うモジュールと互いに近接するように配置されている。
また、第５実施形態では、第１実施形態と異なり、第１スイッチングモジュール５２１の出力端子５２１ｃと負側端子５２１ｂと正側端子５２１ａとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第２スイッチングモジュール５２２の出力端子５２２ｃと負側端子５２２ｂと正側端子５２２ａとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。すなわち、第５実施形態では、Ｘ方向における第１スイッチングモジュール５２１の端子配置（正側端子５２１ａ、負側端子５２１ｂおよび出力端子５２１ｃの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。また、Ｘ方向における第２スイッチングモジュール５２２の端子配置（正側端子５２２ａ、負側端子５２２ｂおよび出力端子５２２ｃの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。
また、第５実施形態では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール５２１の出力端子５２１ｃと第１ダイオードモジュール５３１のカソード端子５３１ｂとの間のＸ方向における距離Ｌ１と、第２スイッチングモジュール５２２の出力端子５２２ｃと第２ダイオードモジュール５３２のアノード端子５３２ａとの間のＸ方向における距離Ｌ２とが略等しくなるように構成されている。
また、第５実施形態では、第１実施形態と異なり、第１ダイオードモジュール５３１のアノード端子５３１ａとカソード端子５３１ｂとが、この順に、Ｘ２側からＸ１側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。また、第２ダイオードモジュール５３２のカソード端子５３２ｂとアノード端子５３２ａとが、この順に、Ｘ１側からＸ２側に向かって、Ｘ方向に並ぶように配置されている。すなわち、第５実施形態では、Ｘ方向における第１ダイオードモジュール５３１の端子配置（アノード端子５３１ａおよびカソード端子５３１ｂの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。また、Ｘ方向における第２ダイオードモジュール５３２の端子配置（アノード端子５３２ａおよびカソード端子５３２ｂの順序）が第１実施形態と逆となるように構成されている。
電力変換部５１０は、正極電位導体５４１と、負極電位導体５４２と、中間電位導体５５０と、交流電位導体５６０と、正側接続導体５７１と、負側接続導体５７２と、を備えている。
正極電位導体５４１は、立壁部５４１ａと、脚部５４１ｂと、を含む。脚部５４１ｂは、立壁部５４１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。正極電位導体５４１の立壁部５４１ａは、第１コンデンサＣ１のＸ１側に配置されている。
負極電位導体５４２は、立壁部５４２ａと、脚部５４２ｂと、を含む。脚部５４２ｂは、立壁部５４２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ２方向に延びるように構成されている。負極電位導体５４２の立壁部５４２ａは、第２コンデンサＣ２のＸ２側に配置されている。
中間電位導体５５０は、第１立壁部５５１を含む。第１立壁部５５１は、Ｚ方向に延びる第１部分５５１ａと、Ｘ方向に延びる第２部分５５１ｂとから構成されている。第２部分５５１ｂは、第１部分５５１ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。第５実施形態では、第１実施形態と同様に、第１立壁部５５１は、正極電位導体５４１の立壁部５４１ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第１立壁部５５１の第１部分５５１ａは、正極電位導体５４１の立壁部５４１ａのＸ１側の近傍に、正極電位導体５４１の立壁部５４１ａとＸ方向に対向するように配置されている。なお、第１立壁部５５１の第２部分５５１ｂは、正極電位導体５４１の脚部５４１ｂと、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。
中間電位導体５５０は、Ｚ方向に延びるように構成された第２立壁部５５２を含む。第２立壁部５５２は、Ｚ方向に延びる第１部分５５２ａと、Ｘ方向に延びる第２部分５５２ｂとから構成されている。第２部分５５２ｂは、第１部分５５２ａの下側（Ｚ２側）の端部から、Ｘ１方向に延びるように構成されている。第５実施形態では、第１実施形態と同様に、第２立壁部５５２は、負極電位導体５４２の立壁部５４２ａと隣り合うように構成されている。具体的には、第２立壁部５５２の第１部分５５２ａは、負極電位導体５４２の立壁部５４２ａのＸ１側の近傍に、負極電位導体５４２の立壁部５４２ａとＸ方向に対向するように配置されている。なお、第２立壁部５５２の第２部分５５２ｂは、負極電位導体５４２の脚部５４２ｂと、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。なお、第２立壁部５５２の第２部分５５２ｂおよび負極電位導体５４２の脚部５４２ｂと、第１立壁部５５１の第２部分５５１ｂおよび正極電位導体５４１の脚部５４１ｂとは、同一平面上に配置されている。
中間電位導体５５０は、Ｘ方向に延びるように構成された脚部５５３を含む。脚部５５３は、第１立壁部５５１の第２部分５５１ｂおよび第２立壁部５５２の第２部分５５２ｂの下側（Ｚ２側）に配置されている。脚部５５３は、第１実施形態と同様に、第１立壁部５５１の第２部分５５１ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。また、脚部５５３は、第２立壁部５５２の第２部分５５２ｂとＺ方向に接した状態で固定されている。
交流電位導体５６０は、正側接続導体５７１および負側接続導体５７２の下側（Ｚ２側）に配置されている。また、交流電位導体５６０は、第１スイッチングモジュール５２１、第１ダイオードモジュール５３１、第２ダイオードモジュール５３２および第２スイッチングモジュール５２２の上側（Ｚ１側）に配置されている。
交流電位導体５６０は、Ｘ１側の端部が、Ｘ方向において、第１スイッチングモジュール５２１の正側端子５２１ａよりもＸ１側となるように構成されている。また、交流電位導体５６０は、Ｘ２側の端部が、Ｘ方向において、第２スイッチングモジュール５２２の正側端子５２２ａの上側（Ｚ１側）の近傍となるように構成されている。そして、交流電位導体５６０は、第１実施形態の交流電位導体６０と異なり、Ｘ１側の端部からＸ２側の端部まで、Ｚ方向における位置（高さ位置）が略等しくなるように構成（同一平面上に配置）されている。すなわち、電力変換部５１０では、交流電位導体５６０は、折り曲げ部を含まないように構成されている。
正側接続導体５７１および負側接続導体５７２は、各々、中間電位導体５５０の脚部５５３の下側（Ｚ２側）の同一平面上に配置されている。また、正側接続導体５７１および負側接続導体５７２は、交流電位導体５６０の上側（Ｚ１側）に配置されている。すなわち、中間電位導体５５０の脚部５５３と、正側接続導体５７１および負側接続導体５７２と、交流電位導体５６０とは、この順に、絶縁部材（図示しない）を挟むように積層されるように配置されている。
そして、図２４に示すように、電力変換部５１０では、第１実施形態と同様に、第１スイッチングモジュール５２１の出力端子５２１ｃと第１ダイオードモジュール５３１のカソード端子５３１ｂとの間を接続する配線の長さと、第２スイッチングモジュール５２２の出力端子５２２ｃと第２ダイオードモジュール５３２のアノード端子５３２ａとの間を接続する配線の長さとが、略等しくなっている。
なお、第５実施形態による電力変換装置５００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第５実施形態では、上記のように、第１スイッチングモジュール５２１と、第１ダイオードモジュール５３１と、第２ダイオードモジュール５３２と、第２スイッチングモジュール５２２とが、この順に、Ｘ方向に並ぶように配置されている。これにより、Ｘ方向の一方側の端部および他方側の端部に端子が設けられたスイッチングモジュール５２０同士が隣り合わないので、スイッチングモジュール５２０同士が隣り合う場合のように、絶縁距離を確保するためのスイッチングモジュール５２０同士のＸ方向における離間が不要となる。その結果、スイッチングモジュール５２０同士が隣り合う場合と比較して、モジュール同士を近接するように配置することができるので、電力変換装置５００を小型化することができる。
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記第１～第５実施形態では、第１スイッチングモジュール２１（３２１、４２１、５２１）と第２スイッチングモジュール２２（３２２、４２２、５２２）とを、略同一のパッケージから構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１スイッチングモジュールと第２スイッチングモジュールとを、異なるパッケージから構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１ダイオードモジュール３１（３３１、４３１、５３１）と第２ダイオードモジュール３２（３３２、４３２、５３２）とを、略同一のパッケージから構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ダイオードモジュールと第２ダイオードモジュールとを、異なるパッケージから構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１スイッチングモジュール２１（３２１、４２１、５２１）の正側端子２１ａ（３２１ａ、４２１ａ、５２１ａ）、負側端子２１ｂ（３２１ｂ、４２１ｂ、５２１ｂ）および出力端子２１ｃ（３２１ｃ、４２ｃ１、５２１ｃ）と、第２スイッチングモジュール２２（３２２、４２２、５２２）の正側端子２２ａ（３２２ａ、４２２ａ、５２２ａ）、負側端子２２ｂ（３２２ｂ、４２２ｂ、５２２ｂ）および出力端子２２ｃ（３２２ｃ、４２２ｃ、５２２ｃ）とを、中心線９１に対して略対称となるように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１スイッチングモジュールの正側端子および負側端子と、第２スイッチングモジュールの正側端子および負側端子とを、中心線に対して略対称となるように配置せずに、第１スイッチングモジュールの出力端子と、第２スイッチングモジュールの出力端子とを、中心線に対して略対称となるように配置してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１ダイオードモジュール３１（３３１、４３１、５３１）のカソード端子３１ｂ（３３１ｂ、４３１ｂ、５３１ｂ）およびアノード端子３１ａ（３３１ａ、４３１ａ、５３１ａ）と、第２ダイオードモジュール３２（３３２、４３２、５３２）のアノード端子３２ａ（３３２ａ、４３２ａ、５３２ａ）およびカソード端子３２ｂ（３３２ｂ、４３２ｂ、５３２ｂ）とを、中心線９１に対して略対称となるように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ダイオードモジュールのアノード端子と、第２ダイオードモジュールのカソード端子とを、中心線に対して略対称となるように配置せずに、第１ダイオードモジュールのカソード端子と、第２ダイオードモジュールのアノード端子とを、中心線に対して略対称となるように配置してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１スイッチングモジュール２１（３２１、４２１、５２１）および第２スイッチングモジュール２２（３２２、４２２、５２２）を、各々、正側端子２０ａと負側端子２０ｂと出力端子２０ｃとのうちの少なくともいずれか２つをそれぞれＸ方向の一方側の端部２０ｄおよび他方側の端部２０ｅに配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールを、各々、Ｘ方向の一方側の端部または他方側の端部のいずれかに、正側端子、負側端子および出力端子のいずれも配置しないように構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１ダイオードモジュール３１（３３１、４３１、５３１）および第２ダイオードモジュール３２（３３２、４３２、５３２）を、各々、アノード端子３０ａとカソード端子３０ｂとがＸ方向の中央部３０ｃに配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールを、各々、アノード端子およびカソード端子の少なくともいずれかをＸ方向の一方側の端部またはＸ方向の他方側の端部に配置してもよい。
また、上記第１実施形態では、交流電位導体６０を、第１スイッチングモジュール２１の制御基板２０ｇが配置される領域Ｒから離間するように折り曲げられた折り曲げ部６０ａを含むように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、交流電位導体を、第２スイッチングモジュールの制御基板が配置される領域から離間するように折り曲げられた折り曲げ部を含むように構成してもよい。また、上記第３～第５実施形態の（モジュールの配置またはモジュールの端子配置の）構成において、交流電位導体を、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールの少なくともいずれかの制御基板が配置される領域から離間するように折り曲げられた折り曲げ部を含むように構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、第１スイッチングモジュール２１（３２１、４２１、５２１）および第２スイッチングモジュール２２（３２２、４２２、５２２）を、各々、Ｙ方向に並ぶように、２つが並列接続されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図２５に示す第１変形例による電力変換装置６００が備える電力変換部６１０のように、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールを、各々、Ｙ方向に並ぶように、３つが並列接続されるように構成してもよい。また、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールを、各々、Ｙ方向に並ぶように、４つ以上が並列接続されるように構成してもよい。また、第１スイッチングモジュールおよび第２スイッチングモジュールを、各々、並列接続せずに１つずつ備えるように構成してもよい。なお、第１ダイオードモジュールおよび第２ダイオードモジュールを、各々、Ｙ方向に並ぶように、複数が並列接続されるように構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、半導体スイッチング素子Ｑを、ＭＯＳＦＥＴとして構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図２６に示す第２変形例による電力変換装置７００のように、半導体スイッチング素子を、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として構成してもよい。
図２６に示すように、電力変換装置７００は、電力変換部７１０を備えている。電力変換部７１０は、４つの半導体スイッチング素子Ｑ（第１スイッチング素子Ｑ７０１、第２スイッチング素子Ｑ７０２、第３スイッチング素子Ｑ７０３および第４スイッチング素子Ｑ７０４）を含む。半導体スイッチング素子Ｑは、シリコン（Ｓｉ）半導体からなるＩＧＢＴである。電力変換部７１０は、２つのスイッチングモジュール７２０（第１スイッチングモジュール７２１および第２スイッチングモジュール７２２）を備えている。第１スイッチングモジュール７２１は、第１スイッチング素子Ｑ７０１および第２スイッチング素子Ｑ７０２を内蔵している。また、第３スイッチング素子Ｑ７０３および第４スイッチング素子Ｑ７０４を内蔵している。
また、上記第１～第５実施形態では、鉄道車両１０の走行方向と直交する枕木方向、および、鉄道車両１０の上下方向を、それぞれ、Ｙ方向およびＺ方向として構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、鉄道車両の走行方向と直交する枕木方向、および、鉄道車両の上下方向を、それぞれ、Ｚ方向およびＹ方向とするように構成してもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、電力変換装置１００（２００、３００、４００、５００）を、鉄道車両１０に搭載される電力変換装置として構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換装置を、鉄道車両以外に搭載される（鉄道車両以外に用いられる）電力変換装置として構成してもよい。
１０ 鉄道車両
２０、２２０、３２０、４２０、５２０、７２０ スイッチングモジュール
２０ａ（２１ａ、２２ａ）、３２１ａ、３２２ａ、４２１ａ、４２２ａ、５２１ａ、５２２ａ 正側端子
２０ｂ（２１ｂ、２２ｂ）、３２１ｂ、３２２ｂ、４２１ｂ、４２２ｂ、５２１ｂ、５２２ｂ 負側端子
２０ｃ（２１ｃ、２２ｃ）、３２１ｃ、３２２ｃ、４２１ｃ、４２２ｃ、５２１ｃ、５２２ｃ 出力端子
２０ｇ 制御基板
２１、３２１、４２１、５２１、７２１ 第１スイッチングモジュール
２１ｄ （第１スイッチングモジュール）の第１方向の一方側の端部
２１ｅ （第１スイッチングモジュール）の第１方向の他方側の端部
２２、３２２、４２２、５２２、７２２ 第２スイッチングモジュール
２２ｄ （第２スイッチングモジュール）の第１方向の一方側の端部
２２ｅ （第２スイッチングモジュール）の第１方向の他方側の端部
３０、３３０、４３０、５３０ ダイオードモジュール
３０ａ（３１ａ、３２ａ）、３３１ａ、３３２ａ、４３１ａ、４３２ａ、５３１ａ、５３２ａ アノード端子
３０ｂ（３１ｂ、３２ｂ）、３３１ｂ、３３２ｂ、４３１ｂ、４３２ｂ、５３１ｂ、５３２ｂ カソード端子
３１、３３１、４３１、５３１ 第１ダイオードモジュール
３１ｃ （第１ダイオードモジュール）の第１方向の中央部
３２、３３２、４３２、５３２ 第２ダイオードモジュール
３１ｃ （第２ダイオードモジュール）の第１方向の中央部
４１、３４１、４４１、５４１ 正極電位導体
４１ａ、３４１ａ、４４１ａ、５４１ａ （正極電位導体の）立壁部
４１ｂ、３４１ｂ、４４１ｂ、５４１ｂ （正極電位導体の）脚部
４２、３４２、４４２、５４２ 負極電位導体
４２ａ、３４２ａ、４４２ａ、５４２ａ （負極電位導体の）立壁部
４２ｂ、３４２ｂ、４４２ｂ、５４２ｂ （負極電位導体の）脚部
５０、３５０、４５０、５５０ 中間電位導体
５１、４５１、５５１ 第１立壁部
５２、４５２、５５２ 第２立壁部
５３、３５３、４５３、５５３ （中間電位導体の）脚部
６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 交流電位導体
６０ａ 折り曲げ部
９１ （第２方向に沿った）中心線
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 電力変換装置
３５１ 立壁部（第１立壁部、第２立壁部）
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｃ２ 第２コンデンサ
ＣＤ ダイオード
Ｌ１、Ｌ３０１ （第１スイッチングモジュールの出力端子と第１ダイオードモジュールのカソード端子との間の第１方向における）距離
Ｌ２、Ｌ３０２ （第２スイッチングモジュールの出力端子と第２ダイオードモジュールのアノード端子との間の第１方向における）距離
Ｌ１１ （第１スイッチングモジュールの端子と第２スイッチングモジュールの端子との）最短距離
Ｑ、Ｑ７００ 半導体スイッチング素子

Claims (11)

  1. 上位電位と中間電位と下位電位との３つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、
    ２つの半導体スイッチング素子を含み、正側端子と負側端子と出力端子とが第１方向に並ぶように配置される、スイッチングモジュールと、
    ダイオードを含み、アノード端子とカソード端子とが前記第１方向に並ぶように配置される、ダイオードモジュールと、を備え、
    前記スイッチングモジュールは、上位電位端子としての前記正側端子を有する第１スイッチングモジュールと、下位電位端子としての前記負側端子を有する第２スイッチングモジュールと、を含み、
    前記ダイオードモジュールは、前記第１スイッチングモジュールの前記出力端子と接続される前記カソード端子を有するとともに、中間電位端子としての前記アノード端子を有する第１ダイオードモジュールと、前記第２スイッチングモジュールの前記出力端子と接続される前記アノード端子を有するとともに、中間電位端子としての前記カソード端子を有する第２ダイオードモジュールと、を含み、
    前記第１スイッチングモジュールの前記出力端子と前記第１ダイオードモジュールの前記カソード端子との間の前記第１方向における距離と、前記第２スイッチングモジュールの前記出力端子と前記第２ダイオードモジュールの前記アノード端子との間の前記第１方向における距離とが略等しくなるように構成されており、
    第１コンデンサに接続される第１立壁部と、第２コンデンサに接続される第２立壁部とを含み、前記第１コンデンサ、前記第２コンデンサ、前記第１ダイオードモジュールおよび前記第２ダイオードモジュールを接続する中間電位導体をさらに備える、電力変換装置。
  2. 前記第１スイッチングモジュールの前記出力端子と前記第２スイッチングモジュールの前記出力端子とは、前記第１方向と直交する第２方向に沿った中心線に対して略対称となるように配置されているとともに、前記第１ダイオードモジュールの前記カソード端子と前記第２ダイオードモジュールの前記アノード端子とは、前記中心線に対して略対称となるように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記第１スイッチングモジュールの前記正側端子、前記負側端子および前記出力端子と、前記第２スイッチングモジュールの前記正側端子、前記負側端子および前記出力端子とは、前記中心線に対して略対称となるように配置されているとともに、前記第１ダイオードモジュールの前記カソード端子および前記アノード端子と、前記第２ダイオードモジュールの前記アノード端子および前記カソード端子とは、前記中心線に対して略対称となるように配置されている、請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記第１スイッチングモジュールと前記第２スイッチングモジュールとは、略同一のパッケージから構成されているとともに、前記中心線に対して略対称となるように配置されており、
    前記第１ダイオードモジュールと前記第２ダイオードモジュールとは、略同一のパッケージから構成されているとともに、前記中心線に対して略対称となるように配置されている、請求項２または３に記載の電力変換装置。
  5. 前記第１スイッチングモジュールおよび前記第２スイッチングモジュールは、各々、前記正側端子と前記負側端子と前記出力端子とのうちの少なくともいずれか２つがそれぞれ前記第１方向の一方側の端部および他方側の端部に配置されており、
    前記第１ダイオードモジュールおよび前記第２ダイオードモジュールは、各々、前記アノード端子と前記カソード端子とが前記第１方向の中央部に配置されている、請求項２～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  6. 前記第１ダイオードモジュールと、前記第１スイッチングモジュールと、前記第２スイッチングモジュールと、前記第２ダイオードモジュールとが、この順に、前記第１方向に並ぶように配置されており、
    前記第１スイッチングモジュールと前記第２スイッチングモジュールとは、前記第１スイッチングモジュールの端子と、前記第２スイッチングモジュールの端子との最短距離が所定の絶縁距離以上になるように、前記第１方向に離間するように配置されている、請求項５に記載の電力変換装置。
  7. 互いに直列に接続されている前記第１コンデンサと前記第２コンデンサと、
    前記第１コンデンサの正極端子および前記第１スイッチングモジュールの前記正側端子に接続される正極電位導体と、
    前記第２コンデンサの負極端子および前記第２スイッチングモジュールの前記負側端子に接続される負極電位導体と、
    前記第１コンデンサの前記負極端子、前記第２コンデンサの前記正極端子、前記第１ダイオードモジュールの前記アノード端子および前記第２ダイオードモジュールの前記カソード端子に接続される前記中間電位導体と、をさらに備え、
    前記正極電位導体および前記負極電位導体は、各々、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に延びるように構成された立壁部を含み、
    前記中間電位導体は、前記正極電位導体および前記負極電位導体の各々の立壁部と隣り合うように前記第３方向に延びるように構成された前記第１立壁部および前記第２立壁部を含む、請求項２～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  8. 前記正極電位導体および前記負極電位導体は、各々、前記第１方向に延びるように構成された脚部をさらに含み、
    前記中間電位導体は、前記正極電位導体および前記負極電位導体の各々の脚部と前記第３方向において隣り合うように前記第１方向に延びるように構成された脚部をさらに含む、請求項７に記載の電力変換装置。
  9. 前記第１スイッチングモジュールの前記負側端子と前記第２スイッチングモジュールの前記正側端子とに接続されるとともに、前記第１方向に延びるように構成された交流電位導体をさらに備え、
    前記交流電位導体は、前記第１スイッチングモジュールおよび前記第２スイッチングモジュールの少なくともいずれかの制御基板が配置される領域から離間するように折り曲げられた折り曲げ部を含む、請求項２～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  10. 前記第１スイッチングモジュールおよび前記第２スイッチングモジュールは、各々、前記第２方向に並ぶように、複数が並列接続されている、請求項２～９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  11. 前記電力変換装置は、鉄道車両に搭載される電力変換装置であって、
    前記第１スイッチングモジュール、前記第２スイッチングモジュール、前記第１ダイオードモジュールおよび前記第２ダイオードモジュールは、前記鉄道車両の走行方向である前記第１方向に並ぶように配置されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
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