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CN112311247A - 电力转换装置 - Google Patents

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CN112311247A
CN112311247A CN202010472903.5A CN202010472903A CN112311247A CN 112311247 A CN112311247 A CN 112311247A CN 202010472903 A CN202010472903 A CN 202010472903A CN 112311247 A CN112311247 A CN 112311247A
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CN
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diode
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negative
switch
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CN202010472903.5A
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Inventor
松井康平
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种电力转换装置，该电力转换装置构成为，第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置，特别涉及一种输出3个级别的电位的电力的电力转换装置。
背景技术
以往，已知有输出3个级别的电位的电力的电力转换装置。例如在日本特开平5－83947号公报中公开了这样的电力转换装置。
在日本特开平5－83947号公报中，记载有输出上位电位、中间电位和下位电位这3个级别的电位的电力的电力转换装置。日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置自上位电位侧朝向下位电位侧去依次具备相互串联连接的第1开关元件、第2开关元件、第3开关元件和第4开关元件。作为续流二极管的二极管以反向并联的方式分别与第1开关元件、第2开关元件、第3开关元件和第4开关元件连接。即，开关元件和二极管构成为元件对。另外，日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置具备：第1钳位二极管，其同第1开关元件与第2开关元件的连接点相连接；以及第2钳位二极管，其同第3开关元件与第4开关元件的连接点相连接。第1钳位二极管和第2钳位二极管相互串联连接。另外，第1钳位二极管与第2钳位二极管的连接点同中间电位点相连接。并且，在日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置中，构成为，通过将4个开关元件和两个钳位二极管组合起来，从而输出3个级别的电位的电力(作为三电平电路)。
在日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置中，开关元件和二极管这组元件对构成为一个组件。即，日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置具备内置有第1开关元件和第2开关元件的上位电位组件、和内置有第3开关元件和第4开关元件的下位电位组件。在上位电位组件和下位电位组件分别以按正侧端子、负侧端子、输出端子的顺序沿着组件的长度方向排列的方式配置有正侧端子、负侧端子和输出端子。上位电位组件的正侧端子与上位电位点相连接。下位电位组件的负侧端子与下位电位点相连接。上位电位组件的输出端子与第1钳位二极管的阴极相连接。下位电位组件的输出端子与第2钳位二极管的阳极相连接。
在此，虽然日本特开平5－83947号公报中未进行记载，但在日本特开平5－83947号公报所记载那样的以往的电力转换装置中，通常将内置于与上位电位组件和下位电位组件相同的组件中的两个二极管用作两个钳位二极管。即，日本特开平5－83947号公报所记载那样的以往的电力转换装置成为如下结构(以下，称作结构A)，不仅具备上位电位组件和下位电位组件，还具备中间电位组件，该中间电位组件设有与上位电位组件的输出端子相连接(配置于第1钳位二极管的阴极侧)的正侧端子、与下位电位组件的输出端子相连接(配置于第2钳位二极管的阳极侧)的负侧端子、和与中间电位点相连接的输出端子。此外，在结构A中，为了在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的开关元件的浪涌电压负担(日文：サージ電圧責務)大致相等(使施加于第1开关元件的浪涌电压负担和施加于第4开关元件的浪涌电压负担大致相等，且使施加于第2开关元件的浪涌电压负担和施加于第4开关元件的浪涌电压负担大致相等)，期望减少将上位电位组件的输出端子与中间电位组件之间连接起来的布线的长度同将下位电位组件的输出端子与中间电位组件的负侧端子之间连接起来的布线的长度之间的差异。
然而，在上述结构A中，与上位电位组件的输出端子相连接的端子(中间电位组件的正侧端子)和与下位电位组件的输出端子相连接的端子(中间电位组件的负侧端子)设于一个组件(中间电位组件)。在该情况下，能够认为，为了使将上位电位组件的输出端子和中间电位组件的正侧端子连接起来的布线的长度和将下位电位组件的输出端子和中间电位组件的负侧端子连接起来的布线的长度大致相等，上位电位组件、中间电位组件和下位电位组件的配置的自由度会变小。因此，在日本特开平5－83947号公报所记载的电力转换装置中，能够想到以下的问题：在三电平电路中，为了在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的开关元件的浪涌电压负担大致相等，组件的配置的自由度会变小。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述那样的问题而做出的，本发明的一个目的在于，提供如下一种电力转换装置，在三电平电路中，抑制组件的配置的自由度变小，且能够在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的开关元件的浪涌电压负担相等。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一技术方案提供一种电力转换装置，其输出上位电位、中间电位和下位电位这3个级别的电位的电力，其中，该电力转换装置具备：开关组件，其包含两个半导体开关元件，且以正侧端子、负侧端子和输出端子沿第1方向排列的方式配置；以及二极管组件，其包含二极管，且以阳极端子和阴极端子沿所述第1方向排列的方式配置，开关组件包含：第1开关组件，其具有作为上位电位端子的正侧端子、负侧端子和输出端子；以及第2开关组件，其具有作为下位电位端子的负侧端子、正侧端子和输出端子，二极管组件包含：第1二极管组件，其具有与第1开关组件的输出端子相连接的阴极端子，且具有作为中间电位端子的阳极端子；以及第2二极管组件，其具有与第2开关组件的输出端子相连接的阳极端子，且具有作为中间电位端子的阴极端子，电力转换装置构成为，第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等。
在本发明的一技术方案的电力转换装置中，如上述那样，构成为，第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等。由此，例如，在第1开关组件、第2开关组件、第1二极管组件和第2二极管组件以沿第1方向排列的方式配置的情况下，能够易于使将第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间连接起来的布线的长度相等。另外，在上述一技术方案的电力转换装置中，第1二极管组件和第2二极管组件单独地设置。由此，同与第1开关组件的输出端子相连接的二极管和与第2开关组件的输出端子相连接的二极管内置于一个组件的情况不同，能够单独地配置与第1开关组件的输出端子相连接的端子(第1二极管组件的阴极端子)和与第2开关组件的输出端子相连接的端子(第2二极管组件的阳极端子)。因而，无论第1开关组件和第2开关组件的配置位置如何，均能够构成为，容易地(即，在抑制组件的配置的自由度变小的同时)使第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等。其结果，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使在开关元件的换流电路中存在的电路电感相等。即，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的开关元件的浪涌电压负担相等。
在上述一技术方案的电力转换装置中，优选的是，第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于沿着与第1方向正交的第2方向的中心线对称的方式配置，且第1二极管组件的阴极端子与第2二极管组件的阳极端子以相对于中心线对称的方式配置。若如此构成，则能够在第1方向上，使自中心线到一侧的第1开关组件的输出端子的距离与自中心线到另一侧的第2开关组件的输出端子的距离相等，且使自中心线到一侧的第1二极管组件的阴极端子的距离与自中心线到另一侧的第2二极管组件的阳极端子的距离相等。其结果，能够容易地实现第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等的结构。
在该情况下，优选的是，第1开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子与第2开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子以相对于中心线对称的方式配置，且第1二极管组件的阴极端子和阳极端子与第2二极管组件的阳极端子和阴极端子以相对于中心线对称的方式配置。若如此构成，则在第1开关组件和第2开关组件中使用正侧端子、负侧端子和输出端子的配置相同的开关组件，能够容易地实现第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构。另外，在第1二极管组件和第2二极管组件中使用阳极端子和阴极端子的配置相同的二极管组件，能够容易地实现第1二极管组件的阴极端子与第2二极管组件的阳极端子以相对于中心线对称的方式配置的结构。
在上述第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构中，优选的是，第1开关组件与第2开关组件由相同的封装件构成，且以相对于中心线对称的方式配置，第1二极管组件与第2二极管组件由相同的封装件构成，且以相对于中心线对称的方式配置。若如此构成，则开关组件中的输出端子的配置在第1开关组件和第2开关组件中相同，因此，能够容易地实现第1开关组件的输出端子和第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构。另外，二极管组件中的阳极端子和阴极端子的配置在第1二极管组件和第2二极管组件中相同，因此，能够容易地实现第1二极管组件的阴极端子和第2二极管组件的阳极端子以相对于中心线对称的方式配置的结构。
在上述第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构中，优选的是，第1开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的至少任意两个端子分别配置于第1方向的一侧的端部和另一侧的端部，第2开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的至少任意两个端子分别配置于第1方向的一侧的端部和另一侧的端部，第1二极管组件的阳极端子和阴极端子以及第2二极管组件的阳极端子和阴极端子分别配置于第1方向的中央部。若如此构成，则由于第1二极管组件的阳极端子和阴极端子以及第2二极管组件的阳极端子和阴极端子分别配置于第1方向的中央部，因此，能够使阳极端子和阴极端子与第1方向的端部之间分离。其结果，例如，在以与第1二极管组件或第2二极管组件在第1方向上相邻的方式配置了其他组件的情况下，能够抑制用于在第1方向上确保端子彼此间的绝缘距离的组件的分离距离变大。
在该情况下，优选的是，第1二极管组件、第1开关组件、第2开关组件、以及第2二极管组件以按第1二极管组件、第1开关组件、第2开关组件、第2二极管组件的顺序沿第1方向排列的方式配置，第1开关组件和第2开关组件配置为，以第1开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的任一端子与第2开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的任一端子之间的最短距离成为(由装置确定的)规定的绝缘距离以上的方式在第1方向上分离。若如此构成，则能够有效地确保第1开关组件的第2开关组件侧的端子与第2开关组件的第1开关组件侧的端子之间的介电强度。
在上述第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构中，优选的是，还具备：第1电容器和第2电容器，它们相互串联连接；正极电位导体，其与第1电容器的正极端子和第1开关组件的正侧端子连接；负极电位导体，其与第2电容器的负极端子和第2开关组件的负侧端子连接；以及中间电位导体，其与第1电容器的负极端子、第2电容器的正极端子、第1二极管组件的阳极端子和第2二极管组件的阴极端子连接，正极电位导体和负极电位导体各自包含立壁部，该立壁部以沿与第1方向和第2方向均正交的第3方向延伸的方式构成，中间电位导体包含第1立壁部和第2立壁部，该第1立壁部和第2立壁部构成为，以与正极电位导体和负极电位导体各自的立壁部相邻的方式沿第3方向延伸。若如此构成，则由于流动有彼此相反朝向的电流的、正极电位导体的立壁部和中间电位导体的第1立壁部以彼此相邻的方式构成，因此，能够减小正极电位导体的立壁部的电感和中间电位导体的第1立壁部的电感。另外，由于流动有彼此相反朝向的电流的、负极电位导体的立壁部和中间电位导体的第2立壁部以彼此相邻的方式构成，因此，能够减小负极电位导体的立壁部的电感和中间电位导体的第2立壁部的电感。
在该情况下，优选的是，正极电位导体和负极电位导体各自还包含以沿第1方向延伸的方式构成的腿部，中间电位导体还包含腿部，该腿部构成为，以在第3方向上与正极电位导体和负极电位导体各自的腿部相邻的方式沿第1方向延伸。若如此构成，能够利用以沿第1方向延伸的方式构成的正极电位导体的腿部、负极电位导体的腿部和中间电位导体的腿部，将以正侧端子、负侧端子以及输出端子沿第1方向排列的方式配置的第1开关组件和第2开关组件这两者的端子、与以阳极端子和阴极端子沿第1方向排列的方式配置的第1二极管组件和第2二极管组件这两者的端子之间容易地连接起来。
在上述第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构中，优选的是，还具备交流电位导体，该交流电位导体构成为连接于第1开关组件的负侧端子和第2开关组件的正侧端子且沿第1方向延伸，交流电位导体包含弯折部，该弯折部以与配置第1开关组件和第2开关组件中的至少一者的控制基板的区域分离的方式弯折。若如此构成，则即使在交流电位导体以沿第1方向延伸的方式配置于第1开关组件的附近或第2开关组件的附近的情况下，通过交流电位导体的弯折部弯折，也能够容易地确保用于将控制基板配置于交流电位导体与第1开关组件之间或交流电位导体与第2开关组件之间的空间。
在上述第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子以相对于中心线对称的方式配置的结构中，优选的是，第1开关组件和第2开关组件各自以沿第2方向排列的方式并联连接有多个。若如此构成，则开关组件并联连接的方向(第2方向)与如下方向正交，即与开关组件的正侧端子、负侧端子以及输出端子所排列的、且二极管组件的阳极端子和阴极端子所排列的方向(第1方向)正交，因此，能够在维持第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间的第1方向上的距离、和第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间的第1方向上的距离相等的结构的同时，增大电力转换装置的电力容量。另外，在将第1开关组件和第2开关组件沿第1方向排列配置的情况下，第1开关组件和第2开关组件排列的方向(第1方向)与并联连接的开关组件排列的方向(第2方向)正交，因此，与全部的组件沿一个方向排列配置的情况相比，能够抑制电力转换装置在一个方向上大型化。
在上述一技术方案的电力转换装置中，优选的是，电力转换装置是搭载于铁道车辆的电力转换装置，第1开关组件、第2开关组件、第1二极管组件和第2二极管组件以沿作为铁道车辆的行驶方向的第1方向排列的方式配置。若如此构成，则由于第1开关组件、第2开关组件、第1二极管组件和第2二极管组件以沿第1方向排列的方式配置，因此，能够易于使将第1开关组件的输出端子与第1二极管组件的阴极端子之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件的输出端子与第2二极管组件的阳极端子之间连接起来的布线的长度相等。其结果，在组件以沿铁道车辆行驶的方向(第1方向)排列的方式配置的情况下，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的开关元件的浪涌电压负担相等。
附图说明
图1是表示搭载有第1实施方式的电力转换装置的铁道车辆的示意图。
图2是第1实施方式的电力转换装置的电路图。
图3是第1实施方式的电力转换装置的电力转换部的电路图。
图4是第1实施方式的电力转换装置的开关组件的立体图。
图5是第1实施方式的电力转换装置的二极管组件的立体图。
图6是表示第1实施方式的电力转换装置的开关组件和二极管组件的配置的俯视图。
图7是第1实施方式的电力转换装置的电力转换部的立体图。
图8是自侧面观察第1实施方式的电力转换装置的电力转换部的示意图。
图9是第1实施方式的电力转换装置的正极电位导体的立体图。
图10是第1实施方式的电力转换装置的负极电位导体的立体图。
图11是第1实施方式的电力转换装置的中间电位导体的第1立壁部的立体图。
图12是第1实施方式的电力转换装置的中间电位导体的第2立壁部的立体图。
图13是第1实施方式的电力转换装置的中间电位导体的腿部的立体图。
图14是第1实施方式的电力转换装置的交流电位导体的立体图。
图15是第1实施方式的电力转换装置的正侧连接导体的立体图。
图16是第1实施方式的电力转换装置的负侧连接导体的立体图。
图17是用于对将第1实施方式的电力转换装置的开关组件与二极管组件之间连接起来的布线的长度进行说明的示意图。
图18是自侧面观察第2实施方式的电力转换装置的电力转换部的示意图。
图19是自侧面观察第3实施方式的电力转换装置的电力转换部的示意图。
图20是用于对将第3实施方式的电力转换装置的开关组件与二极管组件之间连接起来的布线的长度进行说明的示意图。
图21是自侧面观察第4实施方式的电力转换装置的电力转换部的示意图。
图22是用于对将第4实施方式的电力转换装置的开关组件与二极管组件之间连接起来的布线的长度进行说明的示意图。
图23是自侧面观察第5实施方式的电力转换装置的电力转换部的示意图。
图24是用于对将第5实施方式的电力转换装置的开关组件与二极管组件之间连接起来的布线的长度进行说明的示意图。
图25是表示第1实施方式的第1变形例的电力转换装置的开关组件和二极管组件的配置的俯视图。
图26是表示第1实施方式的第2变形例的电力转换装置的电力转换部的电路图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明使本发明具体化的实施方式。
[第1实施方式]
参照图1～图17来说明本发明的第1实施方式的电力转换装置100的结构。此外，电力转换装置100是搭载于铁道车辆10的电力转换装置。
如图1所示，铁道车辆10构成为利用从作为交流电源的架线1供给的电力而在轨道2上行驶。在以下的说明中，将铁道车辆10的行驶方向设为X方向，将与铁道车辆10的行驶方向正交的枕木方向设为Y方向，将铁道车辆10的上下方向设为Z方向。另外，将铁道车辆10的上侧(上方向)和下侧(下方向)分别设为Z1侧(Z1方向)和Z2侧(Z2方向)。此外，X方向、Y方向和Z方向分别是权利要求书的“第1方向”、“第2方向”和“第3方向”的一个例子。另外，“枕木方向”的“枕木”是指以与轨道2正交的方式铺设在轨道2之下且支承轨道2的构件。
铁道车辆10具备车身11、受电弓12、电力转换装置100、使驱动轮13旋转的感应电动机14(参照图2)、和空调设备、控制设备等其他设备类15。在车身11的底部11a的下侧(Z2侧)安装有电力转换装置100。受电弓12接收向架线1供给的电力(集电)。电力转换装置100在铁道车辆10的行驶时利用半导体开关元件Q(参照图3)的开关动作来转换来自架线1的电力，进行感应电动机14的旋转控制。
如图2所示，从受电弓12经由断路器16向变压器17输入单相的电压。然后，从变压器17的二次绕组17a向电力转换装置100输入单相的电压。电力转换装置100具备转换器部100a和逆变器部100b。转换器部100a将从二次绕组17a输入的单相的电压转换为直流电压。逆变器部100b将从转换器部100a输入的直流电压转换为交流电压。然后，转换后的交流电压从逆变器部100b输出到用于驱动铁道车辆10的感应电动机14。
在电力转换装置100中，转换器部100a由相互并联连接的两个电力转换部110构成。另外，逆变器部100b由相互并联连接的3个电力转换部110构成。在电力转换装置100中，5个电力转换部110(转换器部100a的两个电力转换部110和逆变器部100b的3个电力转换部110)是彼此大致相同的结构。因而，在以下的说明中，说明一个电力转换部110的结构。此外，电力转换装置100构成为能够输出上位电位、中间电位和下位电位这3个级别的电位的电力的三电平电路。
如图3所示，电力转换部110包含4个半导体开关元件Q(第1开关元件Q1、第2开关元件Q2、第3开关元件Q3和第4开关元件Q4)。半导体开关元件Q是由硅(Si)半导体构成的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。二极管RD以反向并联的方式与半导体开关元件Q连接。二极管RD作为所谓的续流二极管发挥功能。
4个半导体开关元件Q相互串联连接。另外，4个半导体开关元件Q连接于正极电位点P与负极电位点N之间。具体而言，第1开关元件Q1的漏极D1与正极电位点P电连接。第1开关元件Q1的源极S1经由连接点81与第2开关元件Q2的漏极D2电连接。第2开关元件Q2的源极S2经由连接点82与第3开关元件Q3的漏极D1电连接。第3开关元件Q3的源极S1经由连接点83与第4开关元件Q4的漏极D2电连接。第4开关元件Q4的源极S2与负极电位点N电连接。此外，第2开关元件Q2的源极S2和第3开关元件Q3的漏极D1经由连接点82与交流(输出)电位点ACout电连接。
另外，电力转换部110包含两个二极管CD(第1二极管CD1和第2二极管CD2)。二极管CD例如是由硅半导体构成的二极管。
两个二极管CD相互串联连接。另外，二极管CD作为所谓的钳位二极管发挥功能。具体而言，第1二极管CD1的阴极K经由连接点81与第1开关元件Q1的源极S1和第2开关元件Q2的漏极D2电连接。第1二极管CD1的阳极A经由连接点84与第2二极管CD2的阴极K电连接。第2二极管CD2的阳极A经由连接点83与第3开关元件Q3的源极S1和第4开关元件Q4的漏极D2电连接。此外，第1二极管CD1的阳极A和第2二极管CD2的阴极K经由连接点84与中间电位点M电连接。
如图3所示，电力转换部110具备两个开关组件20(第1开关组件21和第2开关组件22)和两个二极管组件30(第1二极管组件31和第2二极管组件32)。开关组件20包含两个半导体开关元件Q，且具有正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c。开关组件20是所谓的二元件型组件(日文：2素子入りモジュール)(2in1组件)。二极管组件30包含二极管CD，且具有阳极端子30a和阴极端子30b。二极管组件30是所谓的一元件型组件(日文：1素子入りモジュール)(1in1组件)。此外，第1开关组件21和第2开关组件22由大致相同的封装件构成。另外，第1二极管组件31和第2二极管组件32由大致相同的封装件构成。
具体而言，第1开关组件21内置有第1开关元件Q1和第2开关元件Q2。在第1开关组件21，设有正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c作为组件的外部连接端子。第1开关组件21的正侧端子21a设于第1开关元件Q1的漏极D1的正极电位点P侧。即，第1开关组件21的正侧端子21a是上位电位端子。第1开关组件21的负侧端子21b设于第2开关元件Q2的源极S2的连接点82侧。第1开关组件21的输出端子21c设于连接点81的第1二极管组件31侧。
第2开关组件22内置有第3开关元件Q3和第4开关元件Q4。在第2开关组件22，设有正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c作为组件的外部连接端子。第2开关组件22的正侧端子22a设于第3开关元件Q3的漏极D1的连接点82侧。第2开关组件22的负侧端子22b设于第4开关元件Q4的源极S2的负极电位点N侧。即，第2开关组件22的负侧端子22b是下位电位端子。第2开关组件22的输出端子22c设于连接点83的第2二极管组件32侧。
第1二极管组件31内置有第1二极管CD1。在第1二极管组件31，设有阳极端子31a和阴极端子31b作为组件的外部连接端子。第1二极管组件31的阳极端子31a设于第1二极管CD1的阳极A的连接点84侧。即，第1二极管组件31的阳极端子31a是中间电位端子。第1二极管组件31的阴极端子31b设于第1二极管CD1的阴极K的第1开关组件21侧。即，第1二极管组件31的阴极端子31b与第1开关组件21的输出端子21c相连接。
第2二极管组件32内置有第2二极管CD2。在第2二极管组件32，设有阳极端子32a和阴极端子32b作为组件的外部连接端子。第2二极管组件32的阳极端子32a设于第2二极管CD2的阳极A的第2开关组件22侧。即，第2二极管组件32的阳极端子32a与第2开关组件22的输出端子22c相连接。第2二极管组件32的阴极端子32b设于第2二极管CD2的阴极K的连接点84侧。即，第2二极管组件32的阴极端子32b是中间电位端子。
如图4所示，开关组件20具有大致长方体形状。开关组件20的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c设于具有大致长方体形状的开关组件20的上侧(Z1侧)。在开关组件20中，正侧端子20a和负侧端子20b各自以沿Y方向排列的方式设有两个。另外，在开关组件20中，输出端子20c以沿Y方向排列的方式设有3个。在开关组件20中，正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c以按正侧端子20a、负侧端子20b、输出端子20c的顺序沿X方向排列的方式配置。
在开关组件20中，正侧端子20a和负侧端子20b配置于X方向的一侧的端部20d。另外，在开关组件20中，输出端子20c配置于X方向的另一侧的端部20e。即，在第1实施方式中，第1开关组件21的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧的端部20d和另一侧的端部20e，第2开关组件22的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧的端部20d和另一侧的端部20e。在开关组件20中，负侧端子20b与输出端子20c之间(X方向的中央部20f)的空间配置有用于控制半导体开关元件Q的开关动作的控制基板20g(参照图6)。在图4中，省略了控制基板20g的图示。
如图5所示，二极管组件30具有大致长方体形状。二极管组件30的阳极端子30a和阴极端子30b设于具有大致长方体形状二极管组件30的上侧(Z1侧)。在二极管组件30中，阳极端子30a和阴极端子30b各自以沿Y方向排列的方式设有两个。在二极管组件30中，阳极端子30a和阴极端子30b以沿X方向排列的方式配置。
在二极管组件30中，阳极端子30a和阴极端子30b配置于X方向的中央部30c。即，在第1实施方式中，第1二极管组件31的阳极端子30a和阴极端子30b以及第2二极管组件32的阳极端子30a和阴极端子30b分别配置于X方向的中央部30c。此外，在二极管组件30中，在X方向的一侧的端部30d和X方向的另一侧的端部30e，未配置组件的外部连接端子(阳极端子30a和阴极端子30b)。
如图6所示，在第1实施方式中，第1开关组件21、第2开关组件22、第1二极管组件31和第2二极管组件32以沿X方向排列的方式配置。详细而言，第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22和第2二极管组件32以按第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22、第2二极管组件32的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。
另外，在第1实施方式中，第1开关组件21和第2开关组件22各自以沿Y方向排列的方式并联连接有多个(两个)。具体而言，第1开关组件21和第2开关组件22各自以沿Y方向排列的方式设有两个。并且，两个第1开关组件21的正侧端子21a彼此、负侧端子21b彼此和输出端子21c彼此均电连接，在图6中对此未图示。另外，两个第2开关组件22的正侧端子22a彼此、负侧端子22b彼此和输出端子22c彼此均电连接。此外，作为一元件型组件(1in1组件)的二极管组件30是比作为二元件型组件(2in1组件)的开关组件20的容量大的大容量封装件，因此，第1二极管组件31和第2二极管组件32各设有一个(未并联连接)。
此外，两个第1开关组件21和两个第2开关组件22在Y方向上配置于大致相同的位置。另外，两个第1开关组件21和两个第2开关组件22配置为，两个第1开关组件21之间和两个第2开关组件22之间的Y方向上的中心线92通过第1二极管组件31的Y方向上的中心和第2二极管组件32的Y方向上的中心。即，第1二极管组件31、两个第1开关组件21这一组、两个第2开关组件22这一组和第2二极管组件32各自以相对于Y方向上的中心线92大致对称的方式配置。
另外，在第1实施方式中，构成为，第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等。
详细而言，第1开关组件21的正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c与第2开关组件22的正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c以相对于沿着Y方向的中心线91大致对称的方式配置。即，第1开关组件21与第2开关组件22以相对于中心线91大致对称的方式配置。另外，第1二极管组件31的阴极端子31b和阳极端子31a与第2二极管组件32的阳极端子32a和阴极端子32b以相对于中心线91大致对称的方式配置。即，第1二极管组件31与第2二极管组件32以相对于中心线91大致对称的方式配置。
具体而言，第1开关组件21的正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c以按正侧端子21a、负侧端子21b、输出端子21c的顺序自X2侧朝向X1侧去地沿X方向排列的方式配置。即，在第1开关组件21中，正侧端子21a和负侧端子21b配置于X2侧的端部21d，且输出端子21c配置于X1侧的端部21e。第2开关组件22的正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c以按正侧端子22a、负侧端子22b、输出端子22c的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。即，在第2开关组件22中，正侧端子22a和负侧端子22b配置于X1侧的端部22d，且输出端子22c配置于X2侧的端部22e。另外，第1二极管组件31的阴极端子31b和阳极端子31a以按阴极端子31b、阳极端子31a的顺序自X2侧朝向X1侧去沿X方向排列的方式配置。第2二极管组件32的阳极端子32a和阴极端子32b以按阳极端子32a、阴极端子32b的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。
另外，在第1实施方式中，第1开关组件21和第2开关组件22配置为，以第1开关组件21的端子与第2开关组件22的端子之间的最短距离L11成为(由电力转换装置100确定的)规定的绝缘距离以上的方式在X方向上分离。具体而言，第1开关组件21的端子与第2开关组件22的端子之间的最短距离L11相当于第1开关组件21的正侧端子21a的第2开关组件22侧(X2侧)的端部与第2开关组件22的正侧端子22a的第1开关组件21侧(X1侧)的端部之间的距离。并且，由于第1开关组件21的正侧端子21a的电位和第2开关组件22的正侧端子22a的电位互不相同，因此，第1开关组件21和第2开关组件22配置为，以最短距离L11成为(由电力转换装置100确定的)规定的绝缘距离以上的方式在X方向上分离。
如图7所示，电力转换部110具备第1电容器C1和第2电容器C2。第1电容器C1和第2电容器C2具有大致长方体形状。第1电容器C1和第2电容器C2以沿X方向排列的方式配置。第1电容器C1配置于X1侧，第2电容器C2配置于X2侧。第1电容器C1和第2电容器C2配置于比第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22和第2二极管组件32靠上侧(Z1侧)的位置。如后述那样，第1电容器C1和第2电容器C2相互串联连接。
如图8所示，电力转换部110具备冷却部18。冷却部18设于电力转换部110的下部(Z2侧)。冷却部18包含以向下侧(Z2侧)突出且沿X方向延伸的方式构成的散热片(未图示)。散热片以相互在Y方向上分离的方式设有多个。此外，第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22和第2二极管组件32以沿X方向排列的方式配置于冷却部18的上侧(Z1侧)的配置面18a。
另外，如图7所示，电力转换部110具备正极电位导体41、负极电位导体42、中间电位导体50、交流电位导体60、正侧连接导体71和负侧连接导体72。正极电位导体41、负极电位导体42、中间电位导体50、交流电位导体60、正侧连接导体71和负侧连接导体72分别是形成为板状的导体(汇流条)。
如图9所示，正极电位导体41包含以沿Z方向延伸的方式构成的立壁部41a和以沿X方向延伸的方式构成的腿部41b。腿部41b构成为自立壁部41a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸。正极电位导体41通过立壁部41a和腿部41b而具有大致L字形状。如图8所示，正极电位导体41的立壁部41a配置于第1电容器C1的X2侧。
正极电位导体41连接于第1电容器C1的正极端子C1p和第1开关组件21的正侧端子21a。具体而言，正极电位导体41在立壁部41a与设于第1电容器C1的X2侧的正极端子C1p相连接。另外，正极电位导体41在腿部41b与设于第1开关组件21的上侧(Z1侧)的正侧端子21a相连接。
如图10所示，负极电位导体42包含以沿Z方向延伸的方式构成的立壁部42a和以沿X方向延伸的方式构成的腿部42b。腿部42b构成为自立壁部42a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸。负极电位导体42通过立壁部42a和腿部42b而具有大致L字形状。如图8所示，负极电位导体42的立壁部42a配置于第2电容器C2的X1侧。此外，负极电位导体42的腿部42b以Z方向上的位置(高度位置)与正极电位导体41的腿部41b的Z方向上的位置(高度位置)大致相等的方式构成(配置于同一平面上)。
负极电位导体42连接于第2电容器C2的负极端子C2n和第2开关组件22的负侧端子22b。具体而言，负极电位导体42在立壁部42a与设于第2电容器C2的X1侧的负极端子C2n相连接。另外，负极电位导体42在腿部42b与设于第2开关组件22的上侧(Z1侧)的负侧端子22b相连接。
如图11所示，中间电位导体50包含以沿Z方向延伸的方式构成的第1立壁部51。第1立壁部51由沿Z方向延伸的第1部分51a和沿X方向延伸的第2部分51b构成。第2部分51b构成为自第1部分51a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸。第1立壁部51通过第1部分51a和第2部分51b而具有大致L字形状。如图8所示，在第1实施方式中，第1立壁部51以与正极电位导体41的立壁部41a相邻的方式构成。具体而言，第1立壁部51的第1部分51a以在X方向上与正极电位导体41的立壁部41a相对的方式配置于正极电位导体41的立壁部41a的X1侧的附近。即，第1立壁部51的第1部分51a和正极电位导体41的立壁部41a配置为隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
如图12所示，中间电位导体50包含以沿Z方向延伸的方式构成的第2立壁部52。第2立壁部52由沿Z方向延伸的第1部分52a和沿X方向延伸的第2部分52b构成。第2部分52b以自第1部分52a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。第2立壁部52通过第1部分52a和第2部分52b而具有大致L字形状。如图8所示，在第1实施方式中，第2立壁部52以与负极电位导体42的立壁部42a相邻的方式构成。具体而言，第2立壁部52的第1部分52a以在X方向上与负极电位导体42的立壁部42a相对的方式配置于负极电位导体42的立壁部42a的X1侧的附近。即，第2立壁部52的第1部分52a和负极电位导体42的立壁部42a配置为隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
如图13所示，中间电位导体50包含以沿X方向延伸的方式构成的腿部53。如图7所示，腿部53以在Z方向上与第1立壁部51的第2部分51b相接触的状态被固定。另外，腿部53以在Z方向上与第2立壁部52的第2部分52b相接触的状态被固定。在第1实施方式中，腿部53以在Z方向上与正极电位导体41的腿部41b和负极电位导体42的腿部42b相邻的方式构成。具体而言，中间电位导体50的腿部53以在Z方向上与正极电位导体41的腿部41b相对的方式配置于正极电位导体41的腿部41b的下侧(Z2侧)的附近。另外，中间电位导体50的腿部53以在Z方向上与负极电位导体42的腿部42b相对的方式配置于负极电位导体42的腿部42b的下侧(Z2侧)的附近。
如图8所示，中间电位导体50连接于第1电容器C1的负极端子C1n、第2电容器C2的正极端子C2p、第1二极管组件31的阳极端子31a和第2二极管组件32的阴极端子32b。具体而言，中间电位导体50在第1立壁部51的第1部分51a(参照图11)与设于第1电容器C1的X2侧的负极端子C1n相连接。另外，中间电位导体50在第2立壁部52的第1部分52a(参照图12)与设于第2电容器C2的X1侧的正极端子C2p相连接。另外，中间电位导体50在腿部53与设于第1二极管组件31的上侧(Z1侧)的阳极端子31a相连接。另外，中间电位导体50在腿部53与设于第2二极管组件32的上侧(Z1侧)的阴极端子32b相连接。
如图14所示，交流电位导体60以沿X方向延伸的方式构成。如图8所示，交流电位导体60配置于中间电位导体50的腿部53的下侧(Z2侧)。另外，交流电位导体60配置于第1二极管组件31、第1开关组件21和第2开关组件22这三者的上侧(Z1侧)。
交流电位导体60连接于第1开关组件21的负侧端子21b和第2开关组件22的正侧端子22a。具体而言，交流电位导体60与设于第1开关组件21的上侧(Z1侧)的负侧端子21b相连接。另外，交流电位导体60与设于第2开关组件22的上侧(Z1侧)的正侧端子22a相连接。
在第1实施方式中，交流电位导体60包含弯折部60a，该弯折部60a以与配置第1开关组件21的控制基板20g的区域R分离的方式弯折。具体而言，交流电位导体60包含沿X方向延伸的第1部分61、自第1部分61的X2侧的端部向下方向(Z2方向)延伸的第2部分62、和自第2部分62的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸的第3部分63。第2部分62配置在配置控制基板20g的区域R的X2侧的附近。并且，自第2部分62的Z1侧的端部沿X1方向延伸的第1部分61以与区域R分离的方式配置在配置控制基板20g的区域R的Z1侧。即，通过第1部分61的X2侧的端部、第2部分62和第3部分63的X1侧的端部形成弯折部60a。
如图15所示，正侧连接导体71以沿X方向延伸的方式构成。如图8所示，正侧连接导体71配置于交流电位导体60的下侧(Z2侧)。另外，正侧连接导体71配置于第1二极管组件31和第1开关组件21这两者的上侧(Z1侧)。
正侧连接导体71连接于第1开关组件21的输出端子21c和第1二极管组件31的阴极端子31b。具体而言，正侧连接导体71在X2侧的端部与设于第1开关组件21的上侧(Z1侧)的输出端子21c相连接。另外，正侧连接导体71在X1侧的端部与设于第1二极管组件31的上侧(Z1侧)的阴极端子31b相连接。
如图16所示，负侧连接导体72以沿X方向延伸的方式构成。如图8所示，负侧连接导体72配置于中间电位导体50的腿部53的下侧(Z2侧)。另外，负侧连接导体72配置于第2开关组件22和第2二极管组件32这两者的上侧(Z1侧)。
负侧连接导体72连接于第2开关组件22的输出端子22c和第2二极管组件32的阳极端子32a。具体而言，负侧连接导体72在X1侧的端部与设于第2开关组件22的上侧(Z1侧)的输出端子22c相连接。另外，负侧连接导体72在X2侧的端部与设于第2二极管组件32的上侧(Z1侧)的阳极端子32a相连接。
此外，在电力转换部110中，第1二极管组件31的端子(阳极端子31a和阴极端子31b)、第1开关组件21的端子(正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c)、第2开关组件22的端子(正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c)、以及第2二极管组件32的端子(阳极端子32a和阴极端子32b)以在Z方向上的位置(高度位置)大致相等的方式构成(配置于同一平面上)。另外，在电力转换部110中，正侧连接导体71、负侧连接导体72和交流电位导体60的第3部分63以在Z方向上的位置(高度位置)大致相等的方式构成(配置于同一平面上)。即，(配置在同一平面上的)正极电位导体41的腿部41b和负极电位导体42的腿部42b、中间电位导体50的腿部53、以及(配置在同一平面上的)正侧连接导体71、负侧连接导体72和交流电位导体60的第3部分63配置为按上述顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。另外，正侧连接导体71在X2侧的端部与第1开关组件21的输出端子21c相连接，且在X1侧的端部与第1二极管组件31的阴极端子31b相连接。另外，负侧连接导体72在X1侧的端部与第2开关组件22的输出端子22c相连接，且在X2侧的端部与第2二极管组件32的阳极端子32a相连接。另外，如上述那样，在电力转换部110中，构成为，第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等。其结果，如图17所示，在电力转换部110中，将第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间连接起来的布线的长度大致相等。
另外，在电力转换部110中，第1二极管组件31中的阴极端子31b配置于比阳极端子31a靠X2侧的位置，且第1开关组件21中的输出端子21c配置于比正侧端子21a和负侧端子21b靠X1侧的位置。由此，在电力转换部110中，将第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间连接起来的布线的长度变得比较短。同样地，在电力转换部110中，第2开关组件22中的输出端子22c配置于比正侧端子22a和负侧端子22b靠X2侧的位置，并且，第2二极管组件32中的阳极端子32a配置于比阴极端子32b靠X1侧的位置。由此，在电力转换部110中，将第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间连接起来的布线的长度变得比较短。
(第1实施方式的效果)
在第1实施方式中，能够获得以下那样的效果。
在第1实施方式中，如上述那样，使电力转换装置100构成为，第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等。由此，在第1开关组件21、第2开关组件22、第1二极管组件31和第2二极管组件32以沿X方向排列的方式配置的情况下，能够易于使将第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间连接起来的布线的长度大致相等。另外，以单独地设置第1二极管组件31和第2二极管组件32的方式构成电力转换装置100。由此，同与第1开关组件21的输出端子21c相连接的二极管CD(第1二极管CD1)和与第2开关组件22的输出端子22c相连接的二极管CD(第2二极管CD2)内置于一个组件的情况不同，能够单独地配置与第1开关组件21的输出端子21c相连接的端子(第1二极管组件31的阴极端子31b)和与第2开关组件22的输出端子22c相连接的端子(第2二极管组件32的阳极端子32a)。因而，无论第1开关组件21和第2开关组件22的配置位置如何，均能够构成为，容易地(即，在抑制组件的配置的自由度变小的同时)使第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等。其结果，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使在半导体开关元件Q的换流电路中存在的电路电感大致相等(能够使在第1开关元件Q1和第4开关元件Q4关断时的换流路径中存在的电路电感大致相等，且能够使在第2开关元件Q2和第3开关元件Q3关断时的换流路径中存在的电路电感大致相等)。即，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的半导体开关元件Q的浪涌电压负担大致相等(能够使施加于第1开关元件Q1的浪涌电压负担和施加于第4开关元件Q4的浪涌电压负担大致相等，且能够使施加于第2开关元件Q2的浪涌电压负担和施加于第3开关元件Q3的浪涌电压负担大致相等)。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，第1开关组件21的输出端子21c与第2开关组件22的输出端子22c以相对于沿着与X方向正交的Y方向的中心线91大致对称的方式配置。另外，第1二极管组件31的阴极端子31b与第2二极管组件32的阳极端子32a以相对于中心线91大致对称的方式配置。由此，在X方向上，能够使自中心线91到一侧(X1侧)的第1开关组件21的输出端子21c的距离L3(参照图6)与自中心线91到另一侧(X2侧)的第2开关组件22的输出端子22c的距离L4(参照图6)大致相等。另外，能够使自中心线91到一侧(X1侧)的第1二极管组件31的阴极端子31b的距离L5(参照图6)和自中心线91到另一侧(X2侧)的第2二极管组件32的阳极端子32a的距离L6(参照图6)大致相等。其结果，能够容易地实现第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等的结构。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，将第1开关组件21的正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c与第2开关组件22的正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c配置为相对于中心线91大致对称。另外，将第1二极管组件31的阴极端子31b和阳极端子31a与第2二极管组件32的阳极端子32a和阴极端子32b配置为相对于中心线91大致对称。由此，在第1开关组件21和第2开关组件22中使用正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c的配置大致相同的开关组件20，能够容易地实现第1开关组件21的输出端子21c与第2开关组件22的输出端子22c以相对于中心线91大致对称的方式配置的结构。另外，在第1二极管组件31和第2二极管组件32中使用阳极端子30a和阴极端子30b的配置大致相同的二极管组件30，能够容易地实现第1二极管组件31的阴极端子31b与第2二极管组件32的阳极端子32a以相对于中心线91大致对称的方式配置的结构。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，由大致相同的封装件来构成第1开关组件21和第2开关组件22，且将第1开关组件21与第2开关组件22配置为相对于中心线91大致对称。另外，由大致相同的封装件来构成第1二极管组件31和第2二极管组件32，且将第1二极管组件31与第2二极管组件32配置为相对于中心线91大致对称。由此，开关组件20中的输出端子20c的配置在第1开关组件21和第2开关组件22中大致相同，因此，能够容易地实现第1开关组件21的输出端子21c与第2开关组件22的输出端子22c以相对于中心线91大致对称的方式配置的结构。另外，二极管组件30中的阳极端子30a和阴极端子30b的配置在第1二极管组件31和第2二极管组件32中大致相同，因此，能够容易地实现第1二极管组件31的阴极端子31b与第2二极管组件32的阳极端子32a以相对于中心线91大致对称的方式配置的结构。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使第1开关组件21构成为，正侧端子21a、负侧端子21b和输出端子21c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧(X1侧)的端部21e和另一侧(X2侧)的端部21d。另外，使第2开关组件22构成为，正侧端子22a、负侧端子22b和输出端子22c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧(X1侧)的端部22d和另一侧(X2侧)的端部22e。另外，使第1二极管组件31和第2二极管组件32构成为各自的阳极端子30a和阴极端子30b配置于X方向的中央部30c。由此，第1二极管组件31的阳极端子30a和阴极端子30b以及第2二极管组件32的阳极端子30a和阴极端子30b分别配置于X方向的中央部30c，因此，能够使阳极端子30a与X方向的端部之间分离并使阴极端子30b与X方向的端部之间分离。其结果，在以与第1二极管组件31或第2二极管组件32在X方向上相邻的方式配置了其他组件的情况下，能够抑制用于在X方向上确保端子彼此间的绝缘距离的组件的分离距离变大。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，将第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22和第2二极管组件32以按第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22、第2二极管组件32的顺序沿X方向排列的方式配置。并且，将第1开关组件21和第2开关组件22配置为，以第1开关组件21的端子与第2开关组件22的端子之间的最短距离L11成为(由电力转换装置100确定的)规定的绝缘距离以上的方式在X方向上分离。由此，能够有效地确保第1开关组件21的第2开关组件22侧的端子与第2开关组件22的第1开关组件21侧的端子之间的介电强度。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使电力转换装置100构成为具备相互串联连接的第1电容器C1和第2电容器C2、正极电位导体41、负极电位导体42和中间电位导体50。使正极电位导体41连接于第1电容器C1的正极端子C1p和第1开关组件21的正侧端子21a。另外，使负极电位导体42连接于第2电容器C2的负极端子C2n和第2开关组件22的负侧端子22b。另外，使中间电位导体50连接于第1电容器C1的负极端子C1n、第2电容器C2的正极端子C2p、第1二极管组件31的阳极端子31a和第2二极管组件32的阴极端子32b。并且，使正极电位导体41和负极电位导体42各自构成为包含立壁部(立壁部41a和立壁部42a)，该立壁部(立壁部41a和立壁部42a)构成为沿与X方向和Y方向正交的Z方向延伸。另外，使中间电位导体50构成为包含第1立壁部51和第2立壁部52，该第1立壁部51和第2立壁部52构成为，以与正极电位导体41和负极电位导体42各自的立壁部(立壁部41a和立壁部42a)相邻的方式沿Z方向延伸。由此，流动有彼此相反朝向的电流的、正极电位导体41的立壁部41a和中间电位导体50的第1立壁部51以彼此相邻(层叠)的方式构成，因此，能够减小正极电位导体41的立壁部41a的电感和中间电位导体50的第1立壁部51的电感。另外，流动有彼此相反朝向的电流的、负极电位导体42的立壁部42a和中间电位导体50的第2立壁部52以彼此相邻的方式构成，因此，能够减小负极电位导体42的立壁部42a的电感和中间电位导体50的第2立壁部52的电感。并且，在第1实施方式中，如上述那样，使正侧连接导体71、负侧连接导体72和交流电位导体60的第3部分63这三者与中间电位导体50的腿部53构成为彼此相邻(层叠)。由此，能够减小在第1开关元件Q1、第2开关元件Q2、第3开关元件Q3和第4开关元件Q4各自关断时的换流路径中存在的电路电感。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使正极电位导体41和负极电位导体42各自构成为包含腿部(腿部41b和腿部42b)，该腿部(腿部41b和腿部42b)以沿X方向延伸的方式构成。另外，使中间电位导体50构成为包含腿部53，该腿部53构成为，以在Z方向上与正极电位导体41和负极电位导体42各自的腿部(腿部41b和腿部42b)相邻的方式沿X方向延伸。由此，能够利用以沿X方向延伸的方式构成的正极电位导体41的腿部41b、负极电位导体42的腿部42b和中间电位导体50的腿部53，将以正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c沿X方向排列的方式配置的第1开关组件21和第2开关组件22这两者的端子、与以阳极端子30a和阴极端子30b沿X方向排列的方式配置的第1二极管组件31和第2二极管组件32这两者的端子之间容易地连接起来。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使电力转换装置100构成为具备交流电位导体60，该交流电位导体60构成为，连接于第1开关组件21的负侧端子21b和第2开关组件22的正侧端子22a且沿X方向延伸。并且，使交流电位导体60构成为包含弯折部60a，该弯折部60a以与配置第1开关组件21的控制基板20g的区域R分离的方式弯折。由此，即使在交流电位导体60以沿X方向延伸的方式配置于第1开关组件21的附近或第2开关组件22的附近的情况下，通过交流电位导体60的弯折部60a弯折，也能够容易地确保用于将控制基板20g配置于交流电位导体60与第1开关组件21之间的空间。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使第1开关组件21和第2开关组件22各自构成为以沿Y方向排列的方式并联连接有多个。由此，开关组件20并联连接的方向(Y方向)与如下方向正交，即与开关组件的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c所排列的、且二极管组件30的阳极端子30a和阴极端子30b所排列的方向(X方向)正交，因此，能够在维持第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间的X方向上的距离L2大致相等的结构的同时，增大电力转换装置100的电力容量。另外，由于第1开关组件21和第2开关组件22排列的方向(X方向)与并联连接的开关组件20排列的方向(Y方向)正交，因此，与全部的组件沿一个方向排列配置的情况相比，能够抑制电力转换装置100在一个方向上大型化。
另外，在第1实施方式中，如上述那样，使电力转换装置100构成为搭载于铁道车辆10的电力转换装置。并且，将第1开关组件21、第2开关组件22、第1二极管组件31和第2二极管组件32以沿铁道车辆10的行驶方向即X方向排列的方式配置。由此，第1开关组件21、第2开关组件22、第1二极管组件31和第2二极管组件32以沿X方向排列的方式配置，因此，能够易于使将第1开关组件21的输出端子21c与第1二极管组件31的阴极端子31b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件22的输出端子22c与第2二极管组件32的阳极端子32a之间连接起来的布线的长度大致相等。其结果，在组件以沿铁道车辆10行驶的方向(X方向)排列的方式配置的情况下，在三电平电路中，能够在抑制组件的配置的自由度变小的同时，在上位电位侧与下位电位侧之间使施加于电路上对称的半导体开关元件Q的浪涌电压负担大致相等。
[第2实施方式]
参照图18说明第2实施方式。在该第2实施方式中，与交流电位导体60以包含弯折部60a的方式构成的第1实施方式不同，交流电位导体260以不包含弯折部的方式构成。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相同的结构的部分标注相同的附图标记。
如图18所示，本发明的第2实施方式的电力转换装置200具备电力转换部210。电力转换部210具备交流电位导体260、正侧连接导体271和负侧连接导体272。
交流电位导体260以沿X方向延伸的方式构成。交流电位导体260配置于正侧连接导体271和负侧连接导体272这两者的下侧(Z2侧)。另外，交流电位导体260配置于第1二极管组件31、第1开关组件21、第2开关组件22和第2二极管组件32这几者的上侧(Z1侧)。
与第1实施方式的交流电位导体60同样地，交流电位导体260构成为，X1侧的端部在X方向上处于比第1二极管组件31的阳极端子31a靠X1侧的位置。另外，与第1实施方式的交流电位导体60不同，交流电位导体260构成为，X2侧的端部处于第2二极管组件32的阴极端子32b的上侧(Z1侧)的附近。并且，与第1实施方式的交流电位导体60不同，交流电位导体260构成为，在自X1侧的端部到X2侧的端部的范围内，Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。即，在电力转换部210中，交流电位导体260以不包含弯折部的方式构成。
正侧连接导体271和负侧连接导体272各自配置于中间电位导体50的腿部53的下侧(Z2侧)的同一平面上(Z方向上的大致相同的高度位置)。另外，正侧连接导体271和负侧连接导体272各自配置于交流电位导体260的上侧(Z1侧)。即，(配置在同一平面上的)正极电位导体41的腿部41b和负极电位导体42的腿部42b、中间电位导体50的腿部53、(配置在同一平面上的)正侧连接导体271和负侧连接导体272、以及交流电位导体260按上述顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
此外，第2实施方式的电力转换装置200的其他结构与上述第1实施方式相同。
(第2实施方式的效果)
在第2实施方式中，能够获得以下那样的效果。
在第2实施方式中，如上述那样，使交流电位导体260构成为在自X1侧的端部到X2侧的端部的范围内处于大致相同的高度位置。由此，与交流电位导体260包含弯折部的情况相比，能够简化导体的制造工序。
此外，第2实施方式的其他效果与上述第1实施方式相同。
[第3实施方式]
参照图19和图20说明第3实施方式。在该第3实施方式中，构成为X方向上的第1开关组件321和第1二极管组件331的配置与第2二极管组件332和第2开关组件322的配置与第1实施方式相反。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相同的结构的部分标注相同的附图标记。
如图19所示，本发明的第3实施方式的电力转换装置300具备电力转换部310。电力转换部310具备两个开关组件320(第1开关组件321和第2开关组件322)和两个二极管组件330(第1二极管组件331和第2二极管组件332)。
在第1开关组件321设有正侧端子321a、负侧端子321b和输出端子321c作为组件的外部连接端子。在第2开关组件322设有正侧端子322a、负侧端子322b和输出端子322c作为组件的外部连接端子。在第1二极管组件331设有阳极端子331a和阴极端子331b作为组件的外部连接端子。在第2二极管组件332设有阳极端子332a和阴极端子332b作为组件的外部连接端子。
在第3实施方式中，第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332和第2开关组件322以按第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332、第2开关组件322的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。此外，第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332和第2开关组件322分别配置为与在X方向上相邻的组件相互接近。
另外，在第3实施方式中，与第1实施方式不同，第1二极管组件331的阳极端子331a和阴极端子331b以按阳极端子331a、阴极端子331b的顺序自X2侧朝向X1侧去地沿X方向排列的方式配置。另外，第2二极管组件332的阴极端子332b和阳极端子332a以按阴极端子332b、阳极端子332a的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。即，在第3实施方式中，构成为X方向上的第1二极管组件331的端子配置(阳极端子331a和阴极端子331b的顺序)与第1实施方式相反。另外，构成为X方向上的第2二极管组件332的端子配置(阳极端子332a和阴极端子332b的顺序)与第1实施方式相反。
另外，在第3实施方式中，与第1实施方式同样地，构成为第1开关组件321的输出端子321c与第1二极管组件331的阴极端子331b之间的X方向上的距离L301、和第2开关组件322的输出端子322c与第2二极管组件332的阳极端子332a之间的X方向上的距离L302大致相等。
电力转换部310具备正极电位导体341、负极电位导体342、中间电位导体350、交流电位导体360、正侧连接导体371和负侧连接导体372。
正极电位导体341包含立壁部341a和腿部341b。腿部341b以自立壁部341a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。
负极电位导体342包含立壁部342a和腿部342b。腿部342b以自立壁部342a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸的方式构成。
中间电位导体350包含以沿Z方向延伸的方式构成的立壁部351。在第3实施方式中，立壁部351以与正极电位导体341的立壁部341a和负极电位导体342的立壁部342a相邻的方式构成。具体而言，立壁部351以在X方向上与正极电位导体341的立壁部341a相对的方式配置于正极电位导体341的立壁部341a的X2侧的附近，且以在X方向上与负极电位导体342的立壁部342a相对的方式配置于负极电位导体342的立壁部342a的X1侧的附近。即，正极电位导体341的立壁部341a、立壁部351和负极电位导体342的立壁部342a配置为以按立壁部341a、立壁部351、立壁部342a的顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。此外，立壁部351是权利要求书的“第1立壁部”和“第2立壁部”的一个例子。
中间电位导体350包含腿部353。在第3实施方式中，腿部353以在Z方向上与正极电位导体341的腿部341b、负极电位导体342的腿部342b和交流电位导体360相邻的方式构成。具体而言，中间电位导体350的腿部353以在Z方向上与正极电位导体341的腿部341b相对的方式配置于正极电位导体341的腿部341b的下侧(Z2侧)的附近。另外，中间电位导体350的腿部353以在Z方向上与负极电位导体342的腿部342b相对的方式配置于负极电位导体342的腿部342b的下侧(Z2侧)的附近。另外，中间电位导体350的腿部353以在Z方向上与交流电位导体360相对的方式配置于交流电位导体360的上侧(Z1侧)的附近。
交流电位导体360配置于中间电位导体350的腿部353、正侧连接导体371和负侧连接导体372这几者的下侧(Z2侧)。另外，交流电位导体360配置于第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332和第2开关组件322这几者的上侧(Z1侧)。
交流电位导体360构成为，X1侧的端部在X方向上处于比第1开关组件321的输出端子321c靠X1侧的位置。另外，交流电位导体360构成为，X2侧的端部在X方向上处于第2开关组件322的输出端子322c的上侧(Z1侧)的附近。并且，与第1实施方式的交流电位导体60不同，交流电位导体260构成为，在自X1侧的端部到X2侧的端部的范围内，Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。即，在电力转换部310中，交流电位导体360以不包含弯折部的方式构成。
正侧连接导体371配置于正极电位导体341的腿部341b的下侧(Z2侧)。另外，负侧连接导体372配置于负极电位导体342的腿部342b的下侧(Z2侧)。另外，正侧连接导体371和负侧连接导体372配置于交流电位导体60的上侧(Z1侧)。此外，正侧连接导体371和负侧连接导体372构成为Z方向上的位置(高度位置)与中间电位导体350的腿部353的Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。即，(配置在同一平面上的)正极电位导体341的腿部341b和负极电位导体342的腿部342b、(配置在同一平面上的)中间电位导体350的腿部353、正侧连接导体371和负侧连接导体372、以及交流电位导体360配置为按上述顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
并且，如图20所示，在电力转换部310中，与第1实施方式同样地，将第1开关组件321的输出端子321c与第1二极管组件331的阴极端子331b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件322的输出端子322c与第2二极管组件332的阳极端子332a之间连接起来的布线的长度大致相等。
此外，第3实施方式的电力转换装置300的其他结构与上述第1实施方式相同。
(第3实施方式的效果)
在第3实施方式中，能够获得以下那样的效果。
在第3实施方式中，如上述那样，第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332和第2开关组件322以按第1开关组件321、第1二极管组件331、第2二极管组件332、第2开关组件322的顺序沿X方向排列的方式配置。由此，在X方向的一侧的端部和另一侧的端部设有端子的开关组件320彼此不相邻，因此，不需要如开关组件320彼此相邻的情况那样用于确保绝缘距离的开关组件320彼此在X方向上的分离。其结果，与开关组件320彼此相邻的情况相比，能够配置为使组件彼此接近，因此，能够使电力转换装置300小型化。
此外，第3实施方式的其他效果与上述第1实施方式相同。
[第4实施方式]
参照图21和图22说明第4实施方式。在该第4实施方式中，构成为X方向上的第1开关组件421的端子配置和第2开关组件422的端子配置与第1实施方式相反。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相同的结构的部分标注相同的附图标记。
如图21所示，本发明的第4实施方式的电力转换装置400具备电力转换部410。电力转换部410具备两个开关组件420(第1开关组件421和第2开关组件422)和两个二极管组件430(第1二极管组件431和第2二极管组件432)。
在第1开关组件421设有正侧端子421a、负侧端子421b和输出端子421c作为组件的外部连接端子。在第2开关组件422设有正侧端子422a、负侧端子422b和输出端子422c作为组件的外部连接端子。在第1二极管组件431设有阳极端子431a和阴极端子431b作为组件的外部连接端子。在第2二极管组件432设有阳极端子432a和阴极端子432b作为组件的外部连接端子。
在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，第1开关组件421、第1二极管组件431、第2二极管组件432和第2开关组件422以按第1开关组件421、第1二极管组件431、第2二极管组件432、第2开关组件422的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。另外，与第1实施方式同样地，第1开关组件421和第2开关组件422配置为，以第1开关组件421的端子与第2开关组件422的端子之间的最短距离L11成为(由电力转换装置400确定的)规定的绝缘距离以上的方式在X方向上分离。
另一方面，在第4实施方式中，与第1实施方式不同，第1开关组件421的输出端子421c、负侧端子421b和正侧端子421a以按输出端子421c、负侧端子421b、正侧端子421a的顺序自X2侧朝向X1侧去地沿X方向排列的方式配置。另外，第2开关组件422的输出端子422c、负侧端子422b和正侧端子422a以按输出端子422c、负侧端子422b、正侧端子422a的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。
另外，在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，构成为第1开关组件421的输出端子421c与第1二极管组件431的阴极端子431b之间的X方向上的距离L301、和第2开关组件422的输出端子422c与第2二极管组件432的阳极端子432a之间的X方向上的距离L302大致相等。
电力转换部410具备正极电位导体441、负极电位导体442、中间电位导体450、交流电位导体460、正侧连接导体471和负侧连接导体472。
正极电位导体441包含立壁部441a和腿部441b。腿部441b以自立壁部441a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸的方式构成。正极电位导体441的立壁部441a配置于第1电容器C1的X1侧。
负极电位导体442包含立壁部442a和腿部442b。腿部442b以自立壁部442a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。负极电位导体442的立壁部442a配置于第2电容器C2的X1侧。
中间电位导体450包含第1立壁部451。第1立壁部451由沿Z方向延伸的第1部分451a和沿X方向延伸的第2部分451b构成。第2部分451b以自第1部分451a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，第1立壁部451以与正极电位导体441的立壁部441a相邻的方式构成。具体而言，第1立壁部451的第1部分451a以在X方向上与正极电位导体441的立壁部441a相对的方式配置于正极电位导体441的立壁部441a的X1侧的附近。
中间电位导体450包含以沿Z方向延伸的方式构成的第2立壁部452。第2立壁部452由沿Z方向延伸的第1部分452a和沿X方向延伸的第2部分452b构成。第2部分452b以自第1部分452a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸的方式构成。在第4实施方式中，与第1实施方式同样地，第2立壁部452以与负极电位导体442的立壁部442a相邻的方式构成。具体而言，第2立壁部452的第1部分452a以在X方向上与负极电位导体442的立壁部442a相对的方式配置于负极电位导体442的立壁部442a的X1侧的附近。
中间电位导体450包含以沿X方向延伸的方式构成的腿部453。腿部453配置于第1立壁部451的第2部分451b和第2立壁部452的第2部分452b这两者的下侧(Z2侧)。与第1实施方式同样地，腿部453以在Z方向上与第1立壁部451的第2部分451b相接触的状态被固定。另外，腿部453以在Z方向上与第2立壁部452的第2部分452b相接触的状态被固定。另外，与第1实施方式同样地，中间电位导体450的腿部453以在Z方向上与正极电位导体441的腿部441b相对的方式配置于正极电位导体441的腿部441b的下侧(Z2侧)的附近。另外，中间电位导体450的腿部453以在Z方向上与负极电位导体442的腿部442b相对的方式配置于负极电位导体442的腿部442b的下侧(Z2侧)的附近。此外，正极电位导体441的腿部441b、负极电位导体442的腿部442b、第1立壁部451的第2部分451b和第2立壁部452的第2部分452b配置于同一平面上。
交流电位导体460配置于正侧连接导体471和负侧连接导体472这两者的下侧(Z2侧)。另外，交流电位导体460配置于第1开关组件421、第1二极管组件431、第2二极管组件432和第2开关组件422这几者的上侧(Z1侧)。
交流电位导体460构成为，X1侧的端部在X方向上处于比第1二极管组件431的阳极端子431a靠X1侧的位置。另外，交流电位导体460构成为，X2侧的端部在X方向上处于第2二极管组件432的阴极端子432b的上侧(Z1侧)的附近。并且，与第1实施方式的交流电位导体460不同，交流电位导体460构成为，在自X1侧的端部到X2侧的端部的范围内，Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。即，在电力转换部410中，交流电位导体460以不包含弯折部的方式构成。
正侧连接导体471和负侧连接导体472各自配置于中间电位导体450的腿部453的下侧(Z2侧)的同一平面上。另外，正侧连接导体471和负侧连接导体472配置于交流电位导体460的上侧(Z1侧)。即，(配置在同一平面上的)正极电位导体441的腿部441b、负极电位导体442的腿部442b、第1立壁部451的第2部分451b和第2立壁部452的第2部分452b、中间电位导体450的腿部453、(配置在同一平面上的)正侧连接导体471和负侧连接导体472、以及交流电位导体460配置为按上述顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
并且，如图22所示，在电力转换部410中，与第1实施方式同样地，将第1开关组件421的输出端子421c与第1二极管组件431的阴极端子431b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件422的输出端子422c与第2二极管组件432的阳极端子432a之间连接起来的布线的长度大致相等。
此外，第4实施方式的电力转换装置400的其他结构与上述第1实施方式相同。
此外，第4实施方式的效果与上述第1实施方式相同。
[第5实施方式]
参照图23和图24说明第5实施方式。在该第5实施方式中，构成为X方向上的第1开关组件521与第1二极管组件531的配置和第2二极管组件532与第2开关组件522的配置与第1实施方式相反。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相同的结构的部分标注相同的附图标记。
如图23所示，本发明的第5实施方式的电力转换装置500具备电力转换部510。电力转换部510具备两个开关组件520(第1开关组件521和第2开关组件522)和两个二极管组件530(第1二极管组件531和第2二极管组件532)。
在第1开关组件521，设有正侧端子521a、负侧端子521b和输出端子521c作为组件的外部连接端子。在第2开关组件522设有正侧端子522a、负侧端子522b和输出端子522c作为组件的外部连接端子。在第1二极管组件531设有阳极端子531a和阴极端子531b作为组件的外部连接端子。在第2二极管组件532设有阳极端子532a和阴极端子532b作为组件的外部连接端子。
在第5实施方式中，第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532和第2开关组件522以按第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532、第2开关组件522的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。此外，第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532和第2开关组件522分别配置为与在X方向上相邻的组件相互接近。
另外，在第5实施方式中，与第1实施方式不同，第1开关组件521的输出端子521c、负侧端子521b和正侧端子521a以按输出端子521c、负侧端子521b、正侧端子521a的顺序自X2侧朝向X1侧去地沿X方向排列的方式配置。另外，第2开关组件522的输出端子522c、负侧端子522b和正侧端子522a以按输出端子522c、负侧端子522b、正侧端子522a的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。即，在第5实施方式中，构成为X方向上的第1开关组件521的端子配置(正侧端子521a、负侧端子521b和输出端子521c的顺序)与第1实施方式相反。另外，构成为X方向上的第2开关组件522的端子配置(正侧端子522a、负侧端子522b和输出端子522c的顺序)与第1实施方式相反。
另外，在第5实施方式中，与第1实施方式同样地，构成为第1开关组件521的输出端子521c与第1二极管组件531的阴极端子531b之间的X方向上的距离L1、和第2开关组件522的输出端子522c与第2二极管组件532的阳极端子532a之间的X方向上的距离L2大致相等。
另外，在第5实施方式中，与第1实施方式不同，第1二极管组件531的阳极端子531a和阴极端子531b以按阳极端子531a、阴极端子531b的顺序自X2侧朝向X1侧去地沿X方向排列的方式配置。另外，第2二极管组件532的阴极端子532b和阳极端子532a以按阴极端子532b、阳极端子532a的顺序自X1侧朝向X2侧去地沿X方向排列的方式配置。即，在第5实施方式中，构成为X方向上的第1二极管组件531的端子配置(阳极端子531a和阴极端子531b的顺序)与第1实施方式相反。另外，构成为X方向上的第2二极管组件532的端子配置(阳极端子532a和阴极端子532b的顺序)与第1实施方式相反。
电力转换部510具备正极电位导体541、负极电位导体542、中间电位导体550、交流电位导体560、正侧连接导体571和负侧连接导体572。
正极电位导体541包含立壁部541a和腿部541b。腿部541b以自立壁部541a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。正极电位导体541的立壁部541a配置于第1电容器C1的X1侧。
负极电位导体542包含立壁部542a和腿部542b。腿部542b以自立壁部542a的下侧(Z2侧)的端部沿X2方向延伸的方式构成。负极电位导体542的立壁部542a配置于第2电容器C2的X2侧。
中间电位导体550包含第1立壁部551。第1立壁部551由沿Z方向延伸的第1部分551a和沿X方向延伸的第2部分551构成。第2部分551b以自第1部分551a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。在第5实施方式中，与第1实施方式同样地，第1立壁部551以与正极电位导体541的立壁部541a相邻的方式构成。具体而言，第1立壁部551的第1部分551a以在X方向上与正极电位导体541的立壁部541a相对的方式配置于正极电位导体541的立壁部541a的X1侧的附近。此外，第1立壁部551的第2部分551b构成为Z方向上的位置(高度位置)与正极电位导体541的腿部541b的Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。
中间电位导体550包含以沿Z方向延伸的方式构成的第2立壁部552。第2立壁部552由沿Z方向延伸的第1部分552a和沿X方向延伸的第2部分552b构成。第2部分552b以自第1部分552a的下侧(Z2侧)的端部沿X1方向延伸的方式构成。在第5实施方式中，与第1实施方式同样地，第2立壁部552以与负极电位导体542的立壁部542a相邻的方式构成。具体而言，第2立壁部552的第1部分552a以在X方向上与负极电位导体542的立壁部542a相对的方式配置于负极电位导体542的立壁部542a的X1侧的附近。此外，第2立壁部552的第2部分552b构成为Z方向上的位置(高度位置)与负极电位导体542的腿部542b的Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。此外，第2立壁部552的第2部分552b和负极电位导体542的腿部542b与第1立壁部551的第2部分551b和正极电位导体541的腿部541b配置于同一平面上。
中间电位导体550包含以沿X方向延伸的方式构成的腿部553。腿部553配置于第1立壁部551的第2部分551b和第2立壁部552的第2部分552b这两者的下侧(Z2侧)。与第1实施方式同样地，腿部553以在Z方向上与第1立壁部551的第2部分551b相接触的状态被固定。另外，腿部553以在Z方向上与第2立壁部552的第2部分552b相接触的状态被固定。
交流电位导体560配置于正侧连接导体571和负侧连接导体572这两者的下侧(Z2侧)。另外，交流电位导体560配置于第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532和第2开关组件522这几者的上侧(Z1侧)。
交流电位导体560构成为，X1侧的端部在X方向上处于比第1开关组件521的正侧端子521a靠X1侧的位置。另外，交流电位导体560构成为，X2侧的端部在X方向上处于第2开关组件522的正侧端子522a的上侧(Z1侧)的附近。并且，与第1实施方式的交流电位导体60不同，交流电位导体560在自X1侧的端部到X2侧的端部的范围内，Z方向上的位置(高度位置)大致相等(配置于同一平面上)。即，在电力转换部510中，交流电位导体560以不包含弯折部的方式构成。
正侧连接导体571和负侧连接导体572各自配置于中间电位导体550的腿部553的下侧(Z2侧)的同一平面上。另外，正侧连接导体571和负侧连接导体572配置于交流电位导体560的上侧(Z1侧)。即，中间电位导体550的腿部553、正侧连接导体571和负侧连接导体572、以及交流电位导体560配置为以按上述顺序隔着绝缘构件(未图示)地层叠。
并且，如图24所示，在电力转换部510中，与第1实施方式同样地，将第1开关组件521的输出端子521c与第1二极管组件531的阴极端子531b之间连接起来的布线的长度、和将第2开关组件522的输出端子522c与第2二极管组件532的阳极端子532a之间连接起来的布线的长度大致相等。
此外，第5实施方式的电力转换装置500的其他结构与上述第1实施方式相同。
(第5实施方式的效果)
在第5实施方式中，能够获得以下那样的效果。
在第5实施方式中，如上述那样，第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532和第2开关组件522以按第1开关组件521、第1二极管组件531、第2二极管组件532、第2开关组件522的顺序沿X方向排列的方式配置。由此，在X方向的一侧的端部和另一侧的端部设有端子的开关组件520彼此不相邻，因此，不需要如开关组件520彼此相邻的情况那样用于确保绝缘距离的开关组件520彼此在X方向的分离。其结果，与开关组件520彼此相邻的情况相比，能够配置为使组件彼此接近，因此，能够使电力转换装置500小型化。
此外，第5实施方式的其他效果与上述第1实施方式相同。
[变形例]
应认为本申请的实施方式的所有的方面均为例示而非限定本发明。本发明的范围并不是由上述实施方式的说明示出，而由权利要求书来表示，本发明的范围还包含与权利要求书均等的含义和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出由大致相同的封装件构成第1开关组件21(321、421、521)和第2开关组件22(322、422、522)的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以由不同的封装件构成第1开关组件和第2开关组件。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了由大致相同的封装件构成第1二极管组件31(331、431、531)和第2二极管组件32(332、432、532)的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以由不同的封装件构成第1二极管组件和第2二极管组件。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了将第1开关组件21(321、421、521)的正侧端子21a(321a、421a、521a)、负侧端子21b(321b、421b、521b)和输出端子21c(321c、42c1、521c)与第2开关组件22(322、422、522)的正侧端子22a(322a、422a、522a)、负侧端子22b(322b、422b、522b)和输出端子22c(322c、422c、522c)配置为相对于中心线91大致对称的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以是，不将第1开关组件的正侧端子和负侧端子与第2开关组件的正侧端子和负侧端子配置为相对于中心线大致对称，而将第1开关组件的输出端子与第2开关组件的输出端子配置为相对于中心线大致对称。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了将第1二极管组件31(331、431、531)的阴极端子31b(331b、431b、531b)和阳极端子31a(331a、431a、531a)与第2二极管组件32(332、432、532)的阳极端子32a(332a、432a、532a)和阴极端子32b(332b、432b、532b)配置为相对于中心线91大致对称的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以是，不将第1二极管组件的阳极端子与第2二极管组件的阴极端子配置为相对于中心线大致对称，而将第1二极管组件的阴极端子与第2二极管组件的阳极端子配置为相对于中心线大致对称。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了将第1开关组件21(321、421、521)的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧的端部20d和另一侧的端部20e且将第2开关组件22(322、422、522)的正侧端子20a、负侧端子20b和输出端子20c中的至少任意两个端子分别配置于X方向的一侧的端部20d和另一侧的端部20e的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以构成为，不将第1开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的任意一个端子配置于X方向的一侧的端部和另一侧的端部中的任意一个端部且不将第2开关组件的正侧端子、负侧端子和输出端子中的任意一个端子配置于X方向的一侧的端部和另一侧的端部中的任意一个端部。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了将第1二极管组件31(331、431、531)的阳极端子30a和阴极端子30b以及第2二极管组件32(332、432、532)的阳极端子30a和阴极端子30b分别配置于X方向的中央部30c的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以是，将第1二极管组件的阳极端子和阴极端子中的至少一个端子以及第2二极管组件的阳极端子和阴极端子中的至少一个端子分别配置于X方向的一侧的端部或X方向的另一侧的端部。
另外，在上述第1实施方式中，示出了使交流电位导体60构成为包含以与配置第1开关组件21的控制基板20g的区域R分离的方式弯折的弯折部60a的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以是，使交流电位导体构成为包含以与配置第2开关组件的控制基板的区域分离的方式弯折的弯折。另外，在上述第3实施方式～第5实施方式的(组件的配置或组件的端子配置的)结构中，也可以使交流电位导体构成为包含以与配置第1开关组件和第2开关组件中的至少一者的控制基板的区域分离的方式弯折的弯折部。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了使第1开关组件21(321、421、521)和第2开关组件22(322、422、522)各自构成为以沿Y方向排列的方式并联连接有两个的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，如图25所示的第1变形例的电力转换装置600所具备的电力转换部610那样，也可以使第1开关组件和第2开关组件各自构成为以沿Y方向排列的方式并联连接有3个。另外，也可以使第1开关组件和第2开关组件各自构成为以沿Y方向排列的方式并联连接有4个以上。另外，也可以使第1开关组件和第2开关组件构成为各设有一个，而不并联连接。此外，也可以使第1二极管组件和第2二极管组件构成为各自以沿Y方向排列的方式并联连接有多个。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了使半导体开关元件Q构成为MOSFET的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，如图26所示的第2变形例的电力转换装置700那样，也可以使半导体开关元件构成为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)。
如图26所示，电力转换装置700具备电力转换部710。电力转换部710包含4个半导体开关元件Q(第1开关元件Q701、第2开关元件Q702、第3开关元件Q703和第4开关元件Q704)。半导体开关元件Q是由硅(Si)半导体构成的IGBT。电力转换部710具备两个开关组件720(第1开关组件721和第2开关组件722)。第1开关组件721内置有第1开关元件Q701和第2开关元件Q702。另外，第2开关元件Q702内置有第3开关元件Q703和第4开关元件Q704。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了使与铁道车辆10的行驶方向正交的枕木方向构成为Y方向并使铁道车辆10的上下方向构成为Z方向的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以使与铁道车辆的行驶方向正交的枕木方向构成为Z方向并使铁道车辆的上下方向构成为Y方向。
另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，示出了使电力转换装置100(200、300、400、500)构成为搭载于铁道车辆10的电力转换装置的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以使电力转换装置构成为搭载于铁道车辆以外(用于铁道车辆以外)的电力转换装置。

Claims (11)

1.一种电力转换装置，其输出上位电位、中间电位和下位电位这3个级别的电位的电力，其中，
该电力转换装置具备：
开关组件，其包含两个半导体开关元件，且以正侧端子、负侧端子和输出端子沿第1方向排列的方式配置；以及
二极管组件，其包含二极管，且以阳极端子和阴极端子沿所述第1方向排列的方式配置，
所述开关组件包含：
第1开关组件，其具有作为上位电位端子的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子；以及
第2开关组件，其具有作为下位电位端子的所述负侧端子、所述正侧端子和所述输出端子，
所述二极管组件包含：
第1二极管组件，其具有与所述第1开关组件的所述输出端子相连接的所述阴极端子，且具有作为中间电位端子的所述阳极端子；以及
第2二极管组件，其具有与所述第2开关组件的所述输出端子相连接的所述阳极端子，且具有作为中间电位端子的所述阴极端子，
所述电力转换装置构成为，所述第1开关组件的所述输出端子与所述第1二极管组件的所述阴极端子之间的所述第1方向上的距离、和所述第2开关组件的所述输出端子与所述第2二极管组件的所述阳极端子之间的所述第1方向上的距离相等。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述第1开关组件的所述输出端子与所述第2开关组件的所述输出端子以相对于沿着与所述第1方向正交的第2方向的中心线对称的方式配置，且所述第1二极管组件的所述阴极端子与所述第2二极管组件的所述阳极端子以相对于所述中心线对称的方式配置。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
所述第1开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子与所述第2开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子以相对于所述中心线对称的方式配置，且所述第1二极管组件的所述阴极端子和所述阳极端子与所述第2二极管组件的所述阳极端子和所述阴极端子以相对于所述中心线对称的方式配置。
4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
所述第1开关组件与所述第2开关组件由相同的封装件构成，且以相对于所述中心线对称的方式配置，
所述第1二极管组件与所述第2二极管组件由相同的封装件构成，且以相对于所述中心线对称的方式配置。
5.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
所述第1开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子中的至少任意两个端子分别配置于所述第1方向的一侧的端部和另一侧的端部，所述第2开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子中的至少任意两个端子分别配置于所述第1方向的一侧的端部和另一侧的端部，
所述第1二极管组件的所述阳极端子和所述阴极端子以及所述第2二极管组件的所述阳极端子和所述阴极端子分别配置于所述第1方向的中央部。
6.根据权利要求5所述的电力转换装置，其中，
所述第1二极管组件、所述第1开关组件、所述第2开关组件、以及所述第2二极管组件以按所述第1二极管组件、所述第1开关组件、所述第2开关组件、所述第2二极管组件的顺序沿所述第1方向排列的方式配置，
所述第1开关组件和所述第2开关组件配置为，以所述第1开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子中的任一端子与所述第2开关组件的所述正侧端子、所述负侧端子和所述输出端子中的任一端子之间的最短距离成为规定的绝缘距离以上的方式在所述第1方向上分离。
7.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
该电力转换装置还具备：
第1电容器和第2电容器，它们相互串联连接；
正极电位导体，其与所述第1电容器的正极端子和所述第1开关组件的所述正侧端子连接；
负极电位导体，其与所述第2电容器的负极端子和所述第2开关组件的所述负侧端子连接；以及
中间电位导体，其与所述第1电容器的所述负极端子、所述第2电容器的所述正极端子、所述第1二极管组件的所述阳极端子和所述第2二极管组件的所述阴极端子连接，
所述正极电位导体和所述负极电位导体各自包含立壁部，该立壁部以沿与所述第1方向和所述第2方向均正交的第3方向延伸的方式构成，
所述中间电位导体包含第1立壁部和第2立壁部，该第1立壁部和第2立壁部构成为，以与所述正极电位导体和所述负极电位导体各自的立壁部相邻的方式沿所述第3方向延伸。
8.根据权利要求7所述的电力转换装置，其中，
所述正极电位导体和所述负极电位导体各自还包含以沿所述第1方向延伸的方式构成的腿部，
所述中间电位导体还包含腿部，该腿部构成为，以在所述第3方向上与所述正极电位导体和所述负极电位导体各自的腿部相邻的方式沿所述第1方向延伸。
9.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
该电力转换装置还具备交流电位导体，该交流电位导体与所述第1开关组件的所述负侧端子和所述第2开关组件的所述正侧端子连接，且以沿所述第1方向延伸的方式构成，
所述交流电位导体包含弯折部，该弯折部以与配置所述第1开关组件和所述第2开关组件中的至少一者的控制基板的区域分离的方式弯折。
10.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，
所述第1开关组件和所述第2开关组件各自以沿所述第2方向排列的方式并联连接有多个。
11.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置是搭载于铁道车辆的电力转换装置，
所述第1开关组件、所述第2开关组件、所述第1二极管组件和所述第2二极管组件以沿作为所述铁道车辆的行驶方向的所述第1方向排列的方式配置。
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