JP2016073188A - 電力変換ユニットおよび電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換装置の設置面積を低減する。【解決手段】外部交流端子と、第一パワー半導体モジュールと、第二パワー半導体モジュールと、コンデンサと、外部正極端子及び外部負極端子を含む外部直流端子とは、回路接続部の長手方向に延びる直線上に配列され、外部交流端子は、回路接続部の長手方向の一端に設けられ、外部直流端子は、回路接続部の長手方向の他端に設けられる。【選択図】図６

Description

本発明は、電力変換のための回路に関する。

電力変換装置において、その主要部品であるパワー半導体モジュールに用いられるパワー半導体の技術革新により、スイッチング動作が高速化されており、パワー半導体における損失が低減されている。これにより、パワー半導体モジュールを冷却するための冷却器を小型化することができ、その結果、電力変換装置の小型化が実現されている。特に、電力変換装置を有するＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置）は、データセンタ向けに、地価の高い都市近郊に敷設されるため、設置面積が小さいことが望まれている。また、定格電流を出力するために、電力変換装置内の電力変換回路を構成するパワー半導体モジュールを並列接続して使用する場合は、各パワー半導体モジュールに流れる電流が平衡であることが望ましい。

並列接続されたパワー半導体モジュールに流れる電流を平衡化させる電力変換装置が知られている。特許文献１では、パワー半導体モジュールに備わる端子部の配列方向に対し、複数のパワー半導体モジュールが互いに側面にて平行になるように配列されている。これら複数のパワー半導体モジュールは、正極導体と負極導体から成る多層積層板と、交流導体とにより接続されている。また、交流導体に切り欠き形成部を設けることで、各パワー半導体モジュールに流れる電流を平衡化させている。

特開２０１２−９５４７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電力変換装置において、電力変換装置に接続されるリアクトル等の重量部品を電力変換装置の下方に配置する等の理由で、端子配列方向を電力変換装置の上下方向とした場合、複数のパワー半導体モジュールが水平に配列され、電力変換装置の幅方向が大きくなってしまう。これにより、電力変換装置の設置面積を増大させてしまう。

上記課題を解決するために、本発明の一態様である電力変換ユニットは、外部正極端子を有する正極導体、外部負極端子を有する負極導体、及び外部交流端子を有する交流導体を含む回路接続部と、前記正極導体、前記負極導体、及び前記交流導体に接続される第一パワー半導体モジュールと、前記正極導体、前記負極導体、及び前記交流導体に接続される第二パワー半導体モジュールと、前記正極導体及び前記負極導体に接続されるコンデンサと、を備える。前記第一パワー半導体モジュールは、前記正極導体に接続される第一正極端子、及び前記負極導体に接続される第一負極端子を有する第一直流端子と、前記交流導体に接続される第一交流端子とを含み、前記第二パワー半導体モジュールは、前記正極導体に接続される第二正極端子、及び前記負極導体に接続される第二負極端子を有する第二直流端子と、前記交流導体に接続される第二交流端子とを含み、前記外部交流端子と、前記第一パワー半導体モジュールと、前記第二パワー半導体モジュールと、前記コンデンサと、前記外部正極端子及び前記外部負極端子を含む外部直流端子とは、前記回路接続部の長手方向に延びる直線上に配列され、前記外部交流端子は、前記回路接続部の長手方向の一端に設けられ、前記外部直流端子は、前記回路接続部の長手方向の他端に設けられる。

本発明の一態様によれば、並列接続された複数のパワー半導体モジュールを含む電力変換装置の設置面積を低減することができる。

実施例のＵＰＳの構成を示す。 コンバータ１１の回路構成を示す。 インバータ１２の回路構成を示す。 昇圧チョッパ１３の回路構成を示す。 電力変換ユニット１０１の構成を示す。 電力変換ユニット１０１の構成を示す斜視図である。 電力変換ユニット１０１の構成を示す右側面図である。 電力変換ユニット１０１の前面の構成を示す分解斜視図である。 電力変換ユニット１０１の背面の構成を示す分解斜視図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面の構成を示す斜視図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１の背面の構成を示す斜視図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面の構成を示す分解斜視図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１の背面の構成を示す分解斜視図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１における外部交流端子１５４Ｔから負極のヒューズ接続部１５９への電流の経路を示す図である。 主回路バスバーアッセンブリ１５１における正極のヒューズ接続部１５８から外部交流端子１５４Ｔへの電流の経路を示す図である。 電力変換部２ａの構成を示す斜視図である。 電力変換部２ａの構成を示す正面図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

本発明の実施例として、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置）について説明する。

図１は、実施例のＵＰＳの構成を示す。

このＵＰＳ２は、停電時に無瞬断で電力供給を継続できる常時インバータ給電方式を用いる。なお、本発明は、常時インバータ給電方式に限らず、常時商用給電方式等の他の方式にも適用できる。

３相交流の商用電源３は、通常運用時において、コンバータ１１とインバータ１２を経由して負荷４へ電力を給電する。ここで、コンバータ１１は、３相交流の商用電源３を直流電圧５に変換してインバータ１２へ供給する。インバータ１２は、直流電圧５を３相交流電力６に変換する。これにより、商用電源３に瞬時電圧低下等の電圧変動が生じた場合でも、コンバータ１１とインバータ１２が制御することで、通常の商用電源と同等の電力を安定して負荷４へ供給できる。

一方、停電時には、インバータ１２が起動している状態で、蓄電池１４からインバータ１２を介して負荷４へ電力を供給する。これにより、ＵＰＳ２は無瞬断で電力を負荷４へ供給できる。本実施例においては、ＵＰＳ２の体積を小型化するために、蓄電池１４の総電圧は、インバータ１２に印加する直流電圧より十分小さくしている。そのため、本実施例のＵＰＳ２は、蓄電池１４の放電により出力される低圧の直流電圧を所望の直流電圧５まで昇圧させてインバータ１２へ出力する昇圧チョッパ１３を搭載している。なお、ＵＰＳ２は、体積の制約が無い場合、昇圧チョッパ１３を省き、所望の直流電圧を供給できる高圧の蓄電池１４を有するＵＰＳ２にも適用できる。

商用電源３とコンバータ１１の交流端子の間には、正弦波を整形するためのフィルタ１８が接続されている。フィルタ１８は例えば、各相に対して、一端がコンバータ１１の交流端子に直列に接続されるリアクトルと、リアクトルの他端に並列に接続されるコンデンサとを含む。フィルタ１８は、重量部品であるため、コンバータ１１の直下に配置される。インバータ１２の交流端子と負荷４の間には、フィルタ１９が接続されている。フィルタ１９は例えば、各相に対して、一端がコンバータ１１の交流端子に直列に接続されるリアクトルと、リアクトルの他端に並列に接続されるコンデンサとを含む。フィルタ１９は、重量部品であるため、インバータ１２の直下に配置される。蓄電池１４と昇圧チョッパ１３の交流端子の間には、リアクトル１５が接続されている。リアクトル１５は、重量部品であるため、昇圧チョッパ１３の直下に配置される。

以下の説明において、コンバータ１１、インバータ１２、及び昇圧チョッパ１３を合わせて電力変換部２ａと呼ぶ。

ＵＰＳ２は更に、電力変換部２ａを空冷する冷却機構を有していても良い。

バイパス回路１７は、指示に応じて電力変換部２ａをバイパスし、商用電源３と負荷４を直接接続する。保守バイパス回路１６は、電力変換部２ａ及びバイパス回路１７の保守のために、指示に応じて、電力変換部２ａ及びバイパス回路１７をバイパスし、商用電源３と負荷４を直接接続する。

図２は、コンバータ１１の回路構成を示す。

商用電源３からの３相交流電力は、コンバータ１１の交流端子Ｒ，Ｓ，Ｔに供給され、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相において、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４と、コンデンサ群１２０とにより整流され、直流端子Ｐ，Ｎへ出力される。本実施例においては、スイッチング素子２１、２２としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、整流素子２３、２４としてダイオードを用いているが、これらに限らず、他の種類の素子を適用することも可能である。

図３は、インバータ１２の回路構成を示す。

コンバータ１１または昇圧チョッパ１３により変換された直流電圧５は、インバータ１２の直流端子Ｐ，Ｎに供給され、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相において、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４と、コンデンサ群１２０とにより交流電力６に変換され、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗへ出力される。交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力される３相交流は、負荷４へ供給される。

図４は、昇圧チョッパ１３の回路構成を示す。

蓄電池１４の出力は、リアクトル１５の入力端子Ｂａｔへ供給される。下アームのスイッチング素子２２がＯＮしている間に、入力端子Ｂａｔと交流端子Ｃとの間に接続されたリアクトル１５にエネルギーが蓄積される。次に、下アームのスイッチング素子２２がＯＦＦした際に、リアクトル１５が発する逆起電圧により上アームの整流素子２３がＯＮする。これにより、蓄電池１４から出力される直流電圧とリアクトル１５の逆起電圧の加算電圧が、昇圧チョッパ１３の出力端子Ｐ，Ｎに現れ、昇圧された直流電圧が出力される。

以上に述べたように、本実施例のＵＰＳ２に搭載されるコンバータ１１とインバータ１２と昇圧チョッパ１３とはいずれも、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４とが直列に接続された２レベルハーフブリッジ回路であるパワー半導体モジュール群１１０と、コンデンサ群１２０と、正極側のヒューズ１３１と、負極側のヒューズ１３２とを含む基本回路を、少なくとも一つ有している。なお、２レベルハーフブリッジ回路の代わりに３レベル以上の変換回路が用いられても良い。

本実施例では、電力変換ユニット１０１により基本回路を実現し、電力変換ユニット１０１の組み合わせにより、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３を実現する。これにより、電力変換部２ａに使用する部品の種類を共通化すると共に、電力変換部２ａの組立及びメンテナンスを容易にする。

図５は、電力変換ユニット１０１の構成を示す。

電力変換ユニット１０１においては、それぞれが上下アームを構成する２ｉｎ１型の第１のパワー半導体モジュール１１１と第２のパワー半導体モジュール１１２とを並列接続することにより、パワー半導体モジュール群１１０を実現する。更に、第１のコンデンサ１２１と第２のコンデンサ１２２とを並列接続することにより、コンデンサ群１２０を実現する。これにより、複数のパワー半導体モジュール及び複数のコンデンサを用いて、電力変換ユニット１０１に要求される電力に応じたパワー半導体モジュール群１１０及びコンデンサ群１２０を実現することができる。

更に、電力変換ユニット１０１において、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０とに対し、正極側にヒューズ１３１が直列に接続されており、負極側にヒューズ１３２が直列に接続されている。正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂは、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＰ端子に対応する。負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂは、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＮ端子に対応する。電力変換ユニット１０１がヒューズ１３１，１３２を有することにより、短絡故障時における電力変換ユニット１０１の信頼性を向上させることができる。なお、電力変換ユニット１０１が遮断器により切り離される場合などにおいて、ヒューズ１３１，１３２のいずれかまたは両方が省かれても良い。

パワー半導体モジュール１１１，１１２のそれぞれは、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４とを有する。パワー半導体モジュール１１１，１１２のそれぞれにおける上アームと下アームの間は、外部交流端子１５４Ｔに接続されている。パワー半導体モジュール１１１，１１２のそれぞれの上アームのスイッチング素子２１のゲート端子は、ゲート端子１１１ｇに接続されている。パワー半導体モジュール１１１，１１２のそれぞれの下アームのスイッチング素子２２のゲート端子は、ゲート端子１１２ｇに接続されている。

図６は、電力変換ユニット１０１の構成を示す斜視図である。

以降、ＵＰＳ２の座標を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と定める。なお、Ｙ軸方向がＵＰＳ２の前方を示し、Ｚ軸方向はＵＰＳ２の上方を示し、Ｘ軸方向はＵＰＳ２の左方を示す。ヒューズ１３１及び１３２のそれぞれには、後（−Ｙ）方向に一方の端子が設けられ、前（＋Ｙ）方向に他方の端子が設けられている。また、ヒューズ１３１及び１３２は、主回路バスバーアッセンブリ１５１に対して、前（＋Ｙ）方向に配置する。すなわち、正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａと、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａとは、後（−Ｙ）方向を向き、取付ねじ１３９により主回路バスバーアッセンブリ１５１に接続されている。一方、正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂとは、前（＋Ｙ）方向を向く。この配置にすることで、自身の電力変換ユニット１０１を他の電力変換ユニット１０１と連結するための端子となる、正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂとがＵＰＳ２の前面に位置することにより、組立時及びメンテナンス時における前面アクセス性が良く、作業性が向上する。ここで、電力変換ユニット１０１が有する外部端子として、前述したように、他の電力変換ユニット１０１と接続するためのユニット連結バスバーアッセンブリ１６１に接続される正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂと、主回路バスバーアッセンブリ１５１に設けられた外部交流端子１５４Ｔとの計３つが存在する。

図７は、電力変換ユニット１０１の構成を示す右側面図である。

電力変換ユニット１０１は、パワー半導体モジュール群１１０と、コンデンサ群１２０と、ヒューズ１３１及び１３２と、これらを電気的に接続する主回路バスバーアッセンブリ１５１とを有する。なお、空冷フィン１１３は、パワー半導体モジュール群１１０の背面（−Ｙ方向）に設けられ、パワー半導体モジュール群１１０を冷却する。そして、それらは、下（−Ｚ）方向へ、パワー半導体モジュール群１１０、コンデンサ群１２０、ヒューズ１３１及び１３２、の順で配置されている。なお、主回路バスバーアッセンブリ１５１の背面側において、空冷フィン１１３を空冷するための風が上（＋Ｚ）方向へ流動するように、筺体が設計され、冷却機構が設けられている。このように配置する理由は、空冷フィン１１３が、コンデンサ群１２０に対し風路の風下側、すなわち上（＋Ｚ）側に位置することで、コンデンサ群１２０等が空冷フィン１１３からのあおり熱を受けないようにするためである。また、発熱量が大きいヒューズ１３１，１３２が風上側に配置されることにより、ヒューズ１３１，１３２が効率良く冷却される。本実施例では、空冷フィン１１３がパワー半導体モジュール群１１０の−Ｙ方向に設置されているが、例えば風路が−Ｙ方向である場合は、空冷フィン１１３をパワー半導体モジュール群１１０の＋Ｚ方向に設置するなど、空冷フィン１１３の設置方向は風路に応じて決まる。また、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０とを隣接させることで、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０を接続する主回路バスバーアッセンブリ１５１に形成する寄生インダクタンスを低減でき、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、かつ、自身の電力変換ユニット１０１内のパワー半導体モジュール群１１０から、隣接する電力変換ユニット１０１内のコンデンサ群１２０までのインピーダンスを最も小さくできるため、自身の電力変換ユニット１０１のコンデンサ群１２０のみならず、他の電力変換ユニット１０１のコンデンサ群１２０までも有効活用できるため、結果的に１つの電力変換ユニット１０１当りに使用するコンデンサ群の容量を低減することができ、電力変換ユニット１０１の体積も低減できる。

前（＋Ｙ）方向に突き出た端子を有するパワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０は、主回路バスバーアッセンブリ１５１に対し後（−Ｙ）方向に配置されている。この配置にすることで、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０の端子がすべて前面に位置し、メンテナンス時における端子部の点検、または、取り付け及び取り外し等の作業が容易となる。

図８は、電力変換ユニット１０１の前面の構成を示す分解斜視図であり、図９は、電力変換ユニット１０１の背面の構成を示す分解斜視図である。

本実施例において、パワー半導体モジュール群１１０には、それぞれが２レベルハーフブリッジ回路（２ｉｎ１）であるパワー半導体モジュール１１１及び１１２が並列に接続された状態で搭載されている。なお、電力変換ユニット１０１内におけるパワー半導体モジュールの並列数は、電力変換ユニット１０１を用いるＵＰＳやその他の電力変換装置のラインナップにおいて最小電力となる機種を基準とし、その電力を許容できる必要最小限の並列数とすると良い。なぜならば、より大きな電力を要求する機種に対しては、電力変換ユニット１０１を並列化させることで、所望の電力量を満たすことが可能であるためである。本実施例では、上記の点を考慮して、パワー半導体モジュールの並列数を２としている。

パワー半導体モジュール１１１及び１１２のそれぞれには、正極端子１１１ｐ及び１１２ｐと、負極端子１１１ｎ及び１１２ｎと、交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃと、制御端子群１１１ｄ及び１１２ｄとが備えられている。制御端子群１１１ｄ及び１１２ｄのそれぞれには、ゲート端子１１１ｇ及び１１２ｇを含む。

パワー半導体モジュール群１１０における正極端子１１１ｐ及び１１２ｐのそれぞれは、主回路バスバーアッセンブリ１５１における正極の接続端子１５２ｐに接続されている。パワー半導体モジュール群１１０における負極端子１１１ｎ及び１１２ｎのそれぞれは、主回路バスバーアッセンブリ１５１における負極の接続端子１５３ｎに接続されている。パワー半導体モジュール群１１０における交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃのそれぞれは、外部交流端子１５４Ｔに接続されている接続端子１５４ａｃに接続されている。これらの正極端子１１１ｐ及び１１２ｐ、負極端子１１１ｎ及び１１２ｎ、交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃのそれぞれは、主回路バスバーアッセンブリ１５１に対して溶接等の接合方式を用いて接続されている。なお、これらは、ねじやクリップなどにより接続されても良い。

なお、コンデンサ群１２０からパワー半導体モジュール１１１の正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎまでの距離と、コンデンサ群１２０からパワー半導体モジュール１１２の正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎまでの距離との差を抑えるために、一方のパワー半導体モジュール１１１のＸ軸方向に並んでいる正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎの配置に対し、他方のパワー半導体モジュール１１２の正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎの配置を反転させる。更に、パワー半導体モジュール１１１における正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎを近接させて対面させ、パワー半導体モジュール１１２における正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎを近接させて対面させている。即ち、パワー半導体モジュール１１２は、パワー半導体モジュール１１１に対してＸＺ平面内で反転している。このような配置にすることで、パワー半導体モジュール１１１及び１１２とコンデンサ１２１及び１２２との間に生じるインピーダンスの差を低減させることで、パワー半導体モジュール１１１とパワー半導体モジュール１１２とに流れる電流の均衡を向上させている。

コンデンサ１２１が有する正極端子１２１ｐ及び負極端子１２１ｎは、主回路バスバーアッセンブリ１５１に設けられたコンデンサ接続箇所１５６にコンデンサ取付ねじ１２９を用いて取り付けられる。同様に、コンデンサ１２２が有する正極端子１２２ｐ及び負極端子１２２ｎは、主回路バスバーアッセンブリ１５１に設けられたコンデンサ接続箇所１５７に、コンデンサ取付ねじ１２９を用いて取り付けられる。

図１０は、主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面の構成を示す斜視図であり、図１１は、主回路バスバーアッセンブリ１５１の背面の構成を示す斜視図である。

コンデンサ接続箇所１５６の背面にはコンデンサ接続部１５６ｐ，１５６ｎが設けられ、コンデンサ接続箇所１５７の背面にはコンデンサ接続部１５７ｐ，１５７ｎが設けられている。主回路バスバーアッセンブリ１５１に対しコンデンサ接続部１５６ｐ，１５６ｎの反対側にはそれぞれコンデンサ取付ねじ接続部１５６ｐｆ，１５６ｎｆが設けられ、主回路バスバーアッセンブリ１５１に対しコンデンサ接続部１５７ｐ，１５７ｎの反対側にはコンデンサ取付ねじ接続部１５７ｐｆ，１５７ｎｆが設けられている。コンデンサ１２１の正極端子１２１ｐ及び負極端子１２１ｎのそれぞれは、コンデンサ接続箇所１５６の前面のコンデンサ取付ねじ１２９を用いてコンデンサ接続箇所１５６の背面に固定される。これにより、コンデンサ１２１の正極端子１２１ｐ及び負極端子１２１ｎのそれぞれは、コンデンサ接続部１５６ｐ，１５６ｎに接触し、各コンデンサ取付ねじ１２９のそれぞれは、コンデンサ取付ねじ接続部１５６ｐｆ，１５６ｎｆに接触する。更に、コンデンサ１２２の正極端子１２２ｐ及び負極端子１２２ｎのそれぞれは、コンデンサ接続箇所１５７の前面のコンデンサ取付ねじ１２９を用いてコンデンサ接続箇所１５７の背面に固定される。これにより、コンデンサ１２２の正極端子１２２ｐ及び負極端子１２２ｎのそれぞれは、コンデンサ接続部１５７ｐ，１５７ｎに接触し、各コンデンサ取付ねじ１２９のそれぞれは、コンデンサ取付ねじ接続部１５７ｐｆ，１５７ｎｆに接触する。

主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面にはヒューズ接続部１５８、１５９が設けられ、主回路バスバーアッセンブリ１５１に対しヒューズ接続部１５８、１５９の反対側にはそれぞれヒューズ取付ねじ接続部１５８ｂ及び１５９ｂが設けられている。正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａは、ヒューズ取付ねじ接続部１５８ｂの背面のヒューズ取付ねじ１３９を用いて、ヒューズ接続部１５８の前面に固定される。これにより、正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａは、ヒューズ接続部１５８に接触し、ヒューズ取付ねじ１３９は、ヒューズ取付ねじ接続部１５８ｂに接触する。更に、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａは、ヒューズ取付ねじ接続部１５９ｂの背面のヒューズ取付ねじ１３９を用いて、ヒューズ接続部１５９の前面に固定される。これにより、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａはヒューズ接続部１５９に接触し、ヒューズ取付ねじ１３９は、ヒューズ取付ねじ接続部１５９ｂに接触する。

図１２は、主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面の構成を示す分解斜視図であり、図１３は、主回路バスバーアッセンブリ１５１の背面の構成を示す分解斜視図である。

主回路バスバーアッセンブリ１５１は、正極導体１５２と、負極導体１５３と、交流導体１５４と、絶縁体１５５とを有する。正極導体１５２と、負極導体１５３と、交流導体１５４とは、平板状である。パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０との間に現れる寄生インダクタンスを低減するために、正極導体１５２及び負極導体１５３は、互いに対向する面が平行で近接するように絶縁体１５５を介して積層されている。これにより、主回路バスバーアッセンブリ１５１における電流リプル及びインピーダンスを低減し、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。更に、絶縁体１５５は、積層配置された正極導体１５２と、負極導体１５３と、交流導体１５４と、が所定の絶縁距離を保つように、それら導体の大部分を覆っている。ここで、放熱性を改善するために、所定の絶縁距離を保つ範囲で、主回路バスバーアッセンブリ１５１の前面及び背面の導体面を露出させても良い。絶縁体１５５は、流動性の良い絶縁性の樹脂などが用いられる。

なお、本実施例においては、後（−Ｙ）方向へ、交流導体１５４、正極導体１５２、負極導体１５３の順で配置しているが、これらの導体のうち正極導体１５２と負極導体１５３が最も近接するように配置していれば、これら導体の配置順番を変更しても、寄生インダクタンスには影響しない。これらの導体は、銅やアルミなどの導電率の高い材質を用いて、一枚の導体板から切り出しや折り曲げ等の加工により形成されている。正極導体１５２を例に挙げて説明する。その形成法は、一枚の導体板を基に、正極端子１１１ｐ及び１１２ｐと接続するための接続端子１５２ｐとなる部分を導体板の面内に残しつつ、パワー半導体モジュール１１１及び１１２の全端子１１１ｐ，１１１ｎ，１１１ａｃ，１１１ｄ，１１２ｐ，１１２ｎ，１１２ａｃ，１１２ｄを貫通させるための開口部１５２ｈを切り抜く。そして、導体板の面内に残された接続端子１５２ｐとなる部分を前（＋Ｙ）方向へ９０度折り曲げることで接続端子１５２ｐを形成する。以上の形成法は、負極導体１５３と交流導体１５４に対しても同様である。

正極導体１５２は、パワー半導体モジュール群１１０の正極端子１１１ｐ及び１１２ｐにそれぞれ接続される二つの接続端子１５２ｐを含む。負極導体１５３は、パワー半導体モジュール群１１０の負極端子１１１ｎ及び１１２ｎにそれぞれ接続される二つの接続端子１５３ｎを含む。交流導体１５４は、パワー半導体モジュール群１１０の交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃにそれぞれ接続される二つの接続端子１５４ａｃと、外部に接続される外部交流端子１５４Ｔとを含む。

コンデンサ接続箇所１５６及び１５７においては、コンデンサ１２１及び１２２の負極端子１２１ｎ及び１２２ｎが、負極導体１５３の背面に設けられているコンデンサ接続部１５６ｎ及び１５７ｎに当接する。更に、コンデンサ１２１及び１２２の正極端子１２１ｐ及び１２２ｐが、負極導体１５３の背面と同一の仮想平面にて導体に当接するように、正極導体１５２から後（−Ｙ）方向へ突出したコンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐが設けられている。コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐは、正極導体１５２とは別体であり、ろう付けやはんだやかしめ等の手段により正極導体１５２に接続される。また、一枚の導体板からコンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐが突出した状態で残るように切削する手段や、ダイカスト等の鋳造の手段によっても、コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐを製造可能である。コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐには、コンデンサ取付ねじ１２９を通すための穴が設けられている。そして、突出した正極のコンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐが負極導体１５３に接触することを避けるために、負極導体１５３には開口部１５６ｈ及び１５７ｈが設けられている。

更に、コンデンサ接続箇所１５６及び１５７においては、コンデンサ１２１の正極端子１２１ｐ及びコンデンサ１２２の正極端子１２２ｐのそれぞれを固定するコンデンサ取付ねじ１２９が、正極導体１５２の前面に設けられているコンデンサ接続部１５６ｐｆ及び１５７ｐｆに当接する。更に、コンデンサ１２１の負極端子１２１ｎ及びコンデンサ１２２の負極端子１２２ｎのそれぞれを固定するコンデンサ取付ねじ１２９が、正極導体１５２の前面と同一の仮想平面にて導体に当接するように、負極導体１５３から前（＋Ｙ）方向へ突出したコンデンサ接続部１５６ｎｆ及び１５７ｎｆが設けられている。コンデンサ接続部１５６ｎｆ及び１５７ｎｆは、負極導体１５３とは別体であり、コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐと同様の手段により負極導体１５３に接続される。コンデンサ接続部１５６ｎｆ及び１５７ｎｆには、コンデンサ取付ねじ１２９を通すための穴が設けられている。そして、突出した負極のコンデンサ接続部１５６ｎｆ及び１５７ｎｆが正極導体１５２に接触することを避けるために、正極導体１５２には開口部１５６ｈ及び１５７ｈが設けられている。

主回路バスバーアッセンブリ１５１とヒューズ１３１，１３２との接続箇所においては、正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａが、正極導体１５２の前面に設けられているヒューズ接続部１５８に当接する。更に、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａが、正極導体１５２の前面と同一の仮想平面（第２仮想平面）にて導体に当接するように、負極導体１５３から前（＋Ｙ）方向へ突出したヒューズ接続部１５９が設けられている。ヒューズ接続部１５９は、負極導体１５３とは別体であり、コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐと同様の手段によって負極導体１５３に接続される。ヒューズ接続部１５９には、ヒューズ取付ねじ１３９を通すための穴が設けられている。そして、突出した負極のヒューズ接続部１５９が正極導体１５２に接触することを避けるために、正極導体１５２には開口部１５９ｈが設けられている。

正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａと、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａとが、同一の仮想平面内で主回路バスバーアッセンブリ１５１に当接することにより、ヒューズ１３１，１３２の取付けが容易になると共に、主回路バスバーアッセンブリ１５１の取り扱いが容易になる。

更に、主回路バスバーアッセンブリ１５１とヒューズ１３１，１３２との接続箇所においては、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａを固定するヒューズ取付ねじ１３９が、負極導体１５３の後面に設けられているヒューズ接続部１５８に当接する。更に、正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａを固定するヒューズ取付ねじ１３９が、負極導体１５３の後面と同一の仮想平面にて導体に当接するように、負極導体１５３から後（−Ｙ）方向へ突出したヒューズ接続部１５８ｂが設けられている。ヒューズ接続部１５８ｂは、正極導体１５２とは別体であり、コンデンサ接続部１５６ｐ及び１５７ｐと同様の手段によって正極導体１５２に接続される。ヒューズ接続部１５８ｂには、ヒューズ取付ねじ１３９を通すための穴が設けられている。そして、突出した正極のヒューズ接続部１５８ｂが負極導体１５３に接触することを避けるために、負極導体１５３には開口部１５８ｈが設けられている。

上から下へ（−Ｚ方向に）向かって、外部交流端子１５４Ｔと、パワー半導体モジュール１１１と、パワー半導体モジュール１１２と、コンデンサ１２１と、コンデンサ１２２と、ヒューズ接続部１５８，１５９とが順に配置されることにより、電力変換ユニット１０１の水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）の大きさを削減することができる。また、本実施例におけるパワー半導体モジュール１１１，１１２は、同一の構造を有し、それぞれのＺ方向の長さは、Ｘ方向の長さより長い。パワー半導体モジュール１１２は、パワー半導体モジュール１１１に対して下方（−Ｚ方向）に隣接して配置されている。これにより、二つのパワー半導体モジュールを水平に並べる場合に比べて、電力変換ユニット１０１のＸ方向の大きさを削減することができる。主回路バスバーアッセンブリ１５１の表面（ＸＺ平面）上で、パワー半導体モジュール１１１，１１２の長手方向が主回路バスバーアッセンブリ１５１の長手方向に向けられている。例えば、パワー半導体モジュール１１１における交流端子１１１ａｃから正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎまでの距離と、パワー半導体モジュール１１２における交流端子１１２ａｃから正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎまでの距離とを端子間距離とすると、端子間距離は、パワー半導体モジュール１１１，１１２のそれぞれの幅（Ｘ方向の長さ）より長い。また、本実施例において、端子間距離は、主回路バスバーアッセンブリ１５１の幅（短手方向の長さ、Ｘ方向の長さ）より大きい。これにより、電力変換ユニット１０１のＸ方向の大きさを削減することができる。

以上の電力変換ユニット１０１のような構成とすることにより、ＵＰＳ２等の電力変換装置の設置面積の低減することができる。

パワー半導体モジュール１１１，１１２がＺ方向に配列され、且つ互いに反転して配置されることにより、パワー半導体モジュール１１１を流れる電流の経路と、パワー半導体モジュール１１２を流れる電流の経路とが異なるため、それらの電流の不平衡が生ずる恐れがある。以下、この不平衡を防ぐための構成について説明する。

まず、電流が主回路バスバーアッセンブリ１５１の交流側から直流側へ流れる場合について説明する。

図１４は、主回路バスバーアッセンブリ１５１における外部交流端子１５４Ｔから負極のヒューズ接続部１５９への電流の経路を示す図である。

ここで、主回路バスバーアッセンブリ１５１の長手方向に存在する外部交流端子１５４Ｔ、第１のパワー半導体モジュール１１１の交流端子１１１ａｃ、第１のパワー半導体モジュール１１１の正負極端子１１１ｐ及び１１１ｎ、第２のパワー半導体モジュール１１２の正負極端子１１２ｐ及び１１２ｎ、第２のパワー半導体モジュール１１２の交流端子１１２ａｃ、ヒューズ接続部１５８または１５９の位置にて、それぞれ線分ｈ_１〜ｈ_５として区分を設けた。

ここでは、定常時として、外部交流端子１５４Ｔに電流が流れ込む状況下で、各パワー半導体モジュール１１１及び１１２の下アームのＩＧＢＴがＯＮしている状況を想定して考える。このとき、電流は外部交流端子１５４Ｔから交流導体１５４を通じてパワー半導体モジュール１１１，１１２内の下アームのＩＧＢＴ、負極導体１５３、負極側のヒューズ接続部１５９の順に流れる。この電流経路を、第１のパワー半導体モジュール１１１を通る経路１と、第２のパワー半導体モジュール１１２を通る経路２に分けて考える。

ここでは、正極導体１５２と負極導体１５３と交流導体１５４とにおいて単位長さ当たりのインピーダンスが等しく、そのインピーダンスをＺ_Ｃとする。また、パワー半導体モジュール１１１，１１２のインピーダンスが等しく、そのインピーダンスをＺ_Ｍとする。このとき、経路１のインピーダンスＺ_１、経路２のインピーダンスＺ_２は、ｈ_１〜ｈ_５を用いて次式で表される。

式（１）及び（２）により、インピーダンスの不平衡Ｚ_２−Ｚ_１は次式で表される。

式（３）に示すように、定常時における経路１と経路２のインピーダンスの不平衡は、経路長の不平衡ｈ_２＋ｈ_４により決定される。この経路長の不平衡は、パワー半導体モジュール１１１に対してパワー半導体モジュール１１２が反転して配置されていることに起因する。

全経路のインピーダンスに対するインピーダンスの不平衡の比に応じて、電流の不平衡が生じるため、電流不平衡を低減するためには、経路長の不平衡ｈ_２＋ｈ_４が全経路長に比べて十分小さければ良いことになる。すなわち、以下の関係式となる。

言い換えれば、ｈ_２＋ｈ_４は、外部交流端子１５４Ｔからヒューズ接続部１５８，１５９までの距離からｈ_２＋ｈ_４を減じた値より十分小さい。ここで、先述したように第１のパワー半導体モジュール１１１と第２のパワー半導体モジュール１１２は近接させる必要があるため、ｈ_３は短い必要がある。よって、式（４）は、ｈ_１及びｈ_５がｈ_２及びｈ_４に比べて十分長ければ良いということを意味する。以上のことより、外部交流端子１５４Ｔとヒューズ接続部１５８または１５９を、主回路バスバーアッセンブリ１５１の両端にそれぞれ設けることで、定常時において、第１のパワー半導体モジュール１１１と第２のパワー半導体モジュール１１２に流れる電流を平衡化できる。なお、ｈ_２とｈ_４は等しくてもよい。

一方、電力変換装置の全体構造上の寸法制約等により、式（４）を十分に満足できない場合は、電流不平衡が大きくなる。その場合は、不平衡が生じている交流導体１５４の導体厚さを調整することで、経路長の不平衡を小さくすることも可能である。

ここでは、正極導体１５２の厚さと負極導体１５３の厚さが等しいとし、交流導体１５４の厚さが、正極導体１５２及び負極導体１５３の厚さのｎ倍であるとする。経路１のインピーダンスＺ_１、経路２のインピーダンスＺ_２は、次式で表される。

式（５）及び（６）により、Ｚ_１とＺ_２が等しくなるためのｎは次式で表される。

以上に説明したように、正極導体１５２及び負極導体１５３の厚さに対する交流導体１５４の厚さの比を、式（７）で表されるｎにすることにより、インピーダンスの不平衡を抑えることができ、経路１及び経路２の間の電流の不平衡を防ぐことができる。

次に、電流が主回路バスバーアッセンブリ１５１の直流側から交流側へ流れる場合について説明する。

図１５は、主回路バスバーアッセンブリ１５１における正極のヒューズ接続部１５８から外部交流端子１５４Ｔへの電流の経路を示す図である。

ここでは、定常時として、外部交流端子１５４Ｔから電流が流れ出る状況下で、各パワー半導体モジュール１１１及び１１２の上アームのＩＧＢＴがＯＮしている状況を想定して考える。このとき、電流はヒューズ接続部１５８から正極導体１５２を通じてパワー半導体モジュール１１１，１１２内の上アームのＩＧＢＴ、交流導体１５４、外部交流端子１５４Ｔの順に流れる。この電流経路を、第１のパワー半導体モジュール１１１を通る経路３と、第２のパワー半導体モジュール１１２を通る経路４に分けて考える。このとき、経路３の長さは経路１の長さに等しく、経路４の長さは経路２の長さに等しい。したがって、正極導体１５２、負極導体１５３、及び交流導体１５４の厚さが等しい場合の各区分の長さの条件は、前述の式（４）になる。また、正極導体１５２及び負極導体１５３の厚さに対して交流導体１５４の厚さを異ならせる場合の条件は、前述の式（７）になる。

図１６は、電力変換部２ａの構成を示す斜視図である。

ここで、電力変換部２ａは、ＵＰＳ２の筺体（不図示）内に設けられており、電力変換部２ａのＹ軸方向すなわちＵＰＳ２の筺体の前面には、ＵＰＳ２のメンテナンス時に開かれる開閉扉（不図示）が備えられている。この開閉扉を開くことにより、電力変換部２ａの前面に容易にアクセスできる。

電力変換部２ａは、Ｘ軸方向に配列された複数の電力変換ユニット１０１を含む。コンバータ１１には、商用電源の３相にそれぞれ対応する３つの電力変換ユニット１０１を含む。インバータ１２も同様に、３相にそれぞれ対応する３つの電力変換ユニット１０１を含む。

昇圧チョッパ１３は、並列接続された２つの電力変換ユニット１０１を含む。なお、昇圧チョッパ１３は、１つの電力変換ユニット１０１であっても良い。昇圧チョッパ１３に要求される電力が、電力変換ユニット１０１に備えられるパワー半導体モジュール群１１０の定格電力を超える場合、電力変換ユニット１０１をＮ個並列接続することで、許容できる電力をＮ倍化させている。なお、同様の目的で、コンバータ１１及びインバータ１２のそれぞれは、必要に応じて、１相当り複数並列接続された電力変換ユニット１０１を有していても良い。

電力変換部２ａにおける複数の電力変換ユニット１０１は、ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１を介して並列接続されている。複数の電力変換ユニット１０１のそれぞれの長手方向はＺ方向であり、複数の電力変換ユニット１０１は、Ｘ方向に配列されている。ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１の長手方向はＸ方向であり、ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１は、複数の電力変換ユニット１０１の＋Ｙ方向に配置されている。即ち、複数の電力変換ユニット１０１のそれぞれの長手方向は、ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１の長手方向と交差する。これにより、複数の電力変換ユニット１０１は、限られた体積内に効率よく配置することができる。

各々の電力変換ユニット１０１の下部の前面に備えられた正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂとには、取付ねじ１６９を用いてユニット連結バスバーアッセンブリ１６１が組み付けられている。

図１７は、電力変換部２ａの構成を示す正面図である。

複数の電力変換ユニット１０１の上端に設けられている外部交流端子１５４Ｔのそれぞれは、コンバータ１１のＲ，Ｓ，Ｔ端子、インバータ１２のＵ，Ｖ，Ｗ端子、昇圧チョッパ１３のＣ，Ｃ端子（共通）に対応する。ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１の左端に設けられている二つの端子のうち、上の端子はコンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＰ端子、下の端子はコンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＮ端子に対応する。

以上の実施例のような構成とすることにより、所望の電力量及び相数に応じて適切な数の電力変換ユニット１０１を並列接続することで、コンバータ１１やインバータ１２や昇圧チョッパ１３などの様々な電力変換装置を任意に構成できる。そして、最小構成単位として電力変換ユニット１０１を製造することで、多品種の電力変換装置に対し部品の共通化が図られ、コスト削減が可能となる。また、共通化された電力変換ユニット１０１を用いることで、並列配置させた際に整然としたレイアウトとなり、ユニット間接続配線の容易性及び全体組立性が向上する。また、電力変換ユニット１０１に含まれるパワー半導体モジュールの端子群やコンデンサ端子やヒューズ端子、電力変換ユニット１０１同士を接続するユニット連結バスバーアッセンブリ１６１が、電力変換装置の前面に存在するため、組立時及びメンテナンス時における前面アクセス性が良く、作業性が向上する。

電力変換部２ａの製造方法について説明する。まず、製造者は、複数の電力変換ユニット１０１を＋Ｘ方向に配列し、複数の電力変換ユニット１０１に対して＋Ｙ方向にユニット連結バスバーアッセンブリ１６１を配置する。その後、製造者は、複数の電力変換ユニット１０１にそれぞれ含まれる複数の正極導体１５２を、ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１に含まれる正極導体１６２を介して接続し、複数の電力変換ユニット１０１にそれぞれ含まれる複数の負極導体１５３を、ユニット連結バスバーアッセンブリ１６１に含まれる負極導体１６３を介して接続する。これにより、電力変換部２ａを製造することができる。また、複数の電力変換ユニット１０１を用いて、コンバータ１１やインバータ１２や昇圧チョッパ１３等を製造することができる。更に製造者は、複数の電力変換ユニット１０１にそれぞれ含まれる複数の交流端子１５４Ｔに、蓄電池１４や保守バイパス回路１６やバイパス回路１７等を接続することにより、ＵＰＳ２を製造することができる。

なお、電力変換ユニット１０１には、上から下に（−Ｚ方向に）向かって順に、外部正極端子及び外部負極端子を含む外部直流端子群と、パワー半導体モジュール１１１と、パワー半導体モジュール１１２と、コンデンサ１２１と、コンデンサ１２２と、外部交流端子１５４Ｔとが配置されていてもよい。この場合、外部直流端子群が主回路バスバーアッセンブリ１５１の上端に設けられ、外部交流端子１５４Ｔが主回路バスバーアッセンブリ１５１の下端に設けられている。この場合、外部交流端子１５４Ｔに接続されるリアクトル等の重量部品が電力変換ユニット１０１の下方に配置されることにより、外部交流端子と重量部品との距離を短くして、インピーダンスを低く抑えることができる。

用語について説明する。電力変換ユニットは、電力変換ユニット１０１等に対応する。正極導体は、正極導体１５２等に対応する。負極導体は、負極導体１５３等に対応する。交流導体は、交流導体１５４等に対応する。回路接続部は、主回路バスバーアッセンブリ１５１等に対応する。コンデンサは、コンデンサ群１２０等に対応する。正極接続導体は、正極導体１６２等に対応する。負極接続導体は、負極導体１６３等に対応する。二つの２レベルハーフブリッジ回路は、パワー半導体モジュール１１１、１１２等に対応する。二つのコンデンサは、コンデンサ１２１、１２２等に対応する。正極ヒューズは、ヒューズ１３１等に対応する。負極ヒューズは、ヒューズ１３２等に対応する。電力変換装置は、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３、電力変換部２ａ、ＵＰＳ２等に対応する。第一パワー半導体モジュールは、パワー半導体モジュール１１１等に対応する。第二パワー半導体モジュールは、パワー半導体モジュール１１２等に対応する。外部正極端子は、ヒューズ接続部１５８等に対応する。外部負極端子は、ヒューズ接続部１５９等に対応する。外部交流端子は、外部交流端子１５４Ｔ等に対応する。第一直流端子は、正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎ等に対応する。第一正極端子は、正極端子１１１ｐ等に対応する。第一負極端子は、負極端子１１１ｎ等に対応する。第一交流端子は、交流端子１１１ａｃ等に対応する。第二直流端子は、正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎ等に対応する。第二正極端子は、正極端子１１２ｐ等に対応する。第二負極端子は、負極端子１１２ｎ等に対応する。第二交流端子は、交流端子１１２ａｃ等に対応する。特定方向は、−Ｚ方向等に対応する。配列方向は、Ｘ方向等に対応する。ａは、ｈ_２等に対応する。ｂは、ｈ_４等に対応する。ｃは、ｈ_３等に対応する。

本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。

１：電力変換装置 ２：ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置） １１：コンバータ １２：インバータ １３：昇圧チョッパ １０１：電力変換ユニット １１０：パワー半導体モジュール群 １１１、１１２：パワー半導体モジュール １１３：空冷フィン １２０：コンデンサ群 １２１、１２２：コンデンサ １３１、１３２：ヒューズ １５１：主回路バスバーアッセンブリ １５２：正極導体 １５３：負極導体 １５４：交流導体 １５４Ｔ：外部交流端子 １５５：絶縁体 １６１：ユニット連結バスバーアッセンブリ １６２：正極導体 １６２Ｔ：外部正極端子 １６３：負極導体 １６３Ｔ：外部負極端子 １６４：絶縁体

Claims (14)

1. 外部正極端子を有する正極導体、外部負極端子を有する負極導体、及び外部交流端子を有する交流導体を含む回路接続部と、
   前記正極導体、前記負極導体、及び前記交流導体に接続される第一パワー半導体モジュールと、
   前記正極導体、前記負極導体、及び前記交流導体に接続される第二パワー半導体モジュールと、
   前記正極導体及び前記負極導体に接続されるコンデンサと、
   を備え、
   前記第一パワー半導体モジュールは、前記正極導体に接続される第一正極端子、及び前記負極導体に接続される第一負極端子を有する第一直流端子と、前記交流導体に接続される第一交流端子とを含み、
   前記第二パワー半導体モジュールは、前記正極導体に接続される第二正極端子、及び前記負極導体に接続される第二負極端子を有する第二直流端子と、前記交流導体に接続される第二交流端子とを含み、
   前記外部交流端子と、前記第一パワー半導体モジュールと、前記第二パワー半導体モジュールと、前記コンデンサと、前記外部正極端子及び前記外部負極端子を含む外部直流端子とは、前記回路接続部の長手方向に延びる直線上に配列され、
   前記外部交流端子は、前記回路接続部の長手方向の一端に設けられ、
   前記外部直流端子は、前記回路接続部の長手方向の他端に設けられる、
   電力変換ユニット。
2. 前記第一直流端子と、前記第一交流端子と、前記第二直流端子と、前記第二交流端子とは、前記直線上に配列され、
   前記第一直流端子は、前記第一交流端子に対して特定方向に配置され、
   前記第二直流端子は、前記第二交流端子に対して前記特定方向の逆方向に配置される、
   請求項１に記載の電力変換ユニット。
3. 前記正極導体と前記負極導体と前記交流導体のそれぞれは、平板状であり、
   前記正極導体と前記負極導体と前記交流導体とは、絶縁体を介して互いに積層される、
   請求項１又は２に記載の電力変換ユニット。
4. 前記第一交流端子から前記第一直流端子までの距離と、前記第二交流端子から前記第二直流端子までの距離とのそれぞれは、前記回路接続部の平板の短手方向の長さより大きい、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
5. 前記正極導体と前記負極導体のそれぞれの厚さは、所定厚さであり、
   前記交流導体の厚さは、前記所定厚さより大きく、
   前記所定厚さに対する前記交流導体の厚さの比ｎは、前記第一交流端子及び前記第一直流端子の間の距離ａと、前記第二直流端子及び前記第二交流端子の間の距離ｂと、前記第一直流端子及び前記第二直流端子の距離ｃとを用いて表される、
   請求項２乃至４の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
6. ｎ、ａ、ｂ、及びｃの関係は、ｎ＝１＋（ａ＋ｂ）／ｃで表される、
   請求項５に記載の電力変換ユニット。
7. 前記正極導体の厚さと前記負極導体の厚さと前記交流導体の厚さとは、等しく、
   前記第一交流端子及び前記第一直流端子の間の距離と、前記第二直流端子及び前記第二交流端子の間の距離との和は、前記外部交流端子及び前記外部直流端子の間の距離から前記和を減じた値より小さい、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
8. 前記直線上には、前記外部交流端子と、前記第一パワー半導体モジュールと、前記第二パワー半導体モジュールと、前記コンデンサと、前記外部直流端子とが順に配置される、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
9. 前記直線上には、前記外部直流端子と、前記第一パワー半導体モジュールと、前記第二パワー半導体モジュールと、前記コンデンサと、前記外部交流端子とが順に配置される、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
10. 前記第一負極端子は、前記第一正極端子に対して前記回路接続部の短手方向である配列方向に配列され、
    前記第二負極端子は、前記第二正極端子に対して前記配列方向の逆方向に配列される、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
11. 前記コンデンサは、二つのコンデンサを含み、
    前記二つのコンデンサは、前記直線上に配置される、
    請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
12. 前記第一パワー半導体モジュール及び前記第二パワー半導体モジュールのそれぞれは、２レベルハーフブリッジ回路を含む、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
13. 前記外部正極端子に接続されるヒューズである正極ヒューズと、前記外部負極端子に接続されるヒューズである負極ヒューズとの、少なくとも一つを更に備える、
    請求項１乃至１２の何れか一項に記載の電力変換ユニット。
14. 複数の電力変換ユニットを備え、
    前記複数の電力変換ユニットのそれぞれは、
    外部正極端子を有する正極導体、外部負極端子を有する負極導体、及び外部交流端子を有する交流導体を含む回路接続部と、
    前記正極導体に接続される第一正極端子、及び前記負極導体に接続される第一負極端子を有する第一直流端子と、前記交流導体に接続される第一交流端子とを含む第一パワー半導体モジュールと、
    前記正極導体に接続される第二正極端子、及び前記負極導体に接続される第二負極端子を有する第二直流端子と、前記交流導体に接続される第二交流端子とを含む第二パワー半導体モジュールと、
    前記正極導体及び前記負極導体に接続されるコンデンサと、
    を含み、
    前記外部交流端子と、前記第一パワー半導体モジュールと、前記第二パワー半導体モジュールと、前記コンデンサと、前記外部正極端子及び前記外部負極端子を含む外部直流端子とは、前記回路接続部の長手方向に延びる直線上に配列され、
    前記外部交流端子は、前記回路接続部の長手方向の一端に設けられ、
    前記外部直流端子は、前記回路接続部の長手方向の他端に設けられる、
    電力変換装置。
    

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