JP2017112682A - ３レベル電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モジュールの転流経路に起因する寄生インダクタンスを極小化した低コストの３レベル電力変換装置を提供する。【解決手段】上アーム部を構成するスイッチングモジュール１,２と結合ダイオード５とを、正側導体７に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置し、下アーム部を構成するスイッチングモジュール４,３と結合ダイオード６とを、負側導体１２に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置する。スイッチングモジュール１〜４、結合ダイオード５,６が配置された同一平面の上方に、絶縁材１７ｃを介して第３中間電位導体９を配置し、その上方に、絶縁材１７ｂを介して、第１中間電位導体８、第２中間電位導体１１、正側導体７及び負側導体１２がほぼ同一平面上に位置するように配置し、これらの上方に、絶縁材１７ａを介して、交流側導体１０を配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、３レベル電力変換装置における内部の寄生インダクタンスを低減すると共に、装置の低コスト化を図るための技術に関するものである。

一般的な３レベルの単相インバータまたは多相インバータの一相分の回路は、図５に示すように構成されている。
図５において、直流電圧源１８の正極側の正側導体７と負極側の負側導体１２との間には、分圧コンデンサ１３,１４を直列に接続したコンデンサ直列回路が接続されている。また、このコンデンサ直列回路に対して並列に、ＩＧＢＴからなる第１〜第４スイッチングモジュール１〜４を直列接続したスイッチングモジュール直列回路が接続されている。なお、１ｐ，２ｐ，３ｐ，４ｐはそれぞれスイッチングモジュール１〜４の正側端子、１ｎ，２ｎ，３ｎ，４ｎは同じく負側端子である。

スイッチングモジュール１の負側端子１ｎとスイッチングモジュール２の正側端子２ｐとは第１中間電位導体８により接続され、スイッチングモジュール２の負側端子２ｎとスイッチングモジュール３の正側端子３ｐとの接続点には交流側導体１０が接続されると共に、スイッチングモジュール３の負側端子３ｎとスイッチングモジュール４の正側端子４ｐとは第２中間電位導体１１により接続されている。
また、分圧コンデンサ１３,１４同士の接続点は、第３中間電位導体９を介して結合ダイオード５のアノード端子５Ａと結合ダイオード６のカソード端子６Ｋとに接続され、結合ダイオード５のカソード端子５Ｋは第１中間電位導体８に、結合ダイオード６のアノード端子６Ａは第２中間電位導体１１に、それぞれ接続されている。

図５に示す回路では、スイッチングモジュール１〜４のオン・オフ動作により、直流電圧源１８の正極電位、負極電位、及び、分圧コンデンサ１３,１４同士の接続点の中間電位という３つの電位レベルを交流側導体１０から発生させることが可能である。

一般的に、スイッチングモジュールを用いた回路では、スイッチング動作時の電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）と回路上に存在する寄生インダクタンスとによりスイッチングモジュールの端子間にサージ電圧が生じるため、スイッチングモジュールの耐圧を超えないように、前記寄生インダクタンスを低減することが求められる。

図５に示した回路において、上記サージ電圧の要因となり得る回路中の寄生インダクタンスは、スイッチングモジュール１〜４の転流経路に寄生するインダクタンスである。
図５における矢印１０１,１０２は、各スイッチングモジュールの転流経路を示しており、破線矢印１０１は第１のスイッチングモジュール１の転流経路、実線矢印１０２は第３のスイッチングモジュール３の転流経路である。

スイッチングモジュール直列回路において、上アーム部（スイッチングモジュール１,２）及び下アーム部（スイッチングモジュール３,４）の配線構造が対称であれば、第２のスイッチングモジュール２の転流経路に寄生するインダクタンスは第３のスイッチングモジュール３の転流経路に寄生するインダクタンスと等しくなり、第４のスイッチングモジュール４の転流経路に寄生するインダクタンスは第１のスイッチングモジュール１の転流経路に寄生するインダクタンスと等しくなる。このため、図５では第２,第４のスイッチングモジュール２,４の転流経路を省略してある。

ここで、配線の寄生インダクタンスを低減するためには、電流経路である導体を平板形状とし、かつ、往路と復路の平板状導体をできるだけ近接して設置する、いわゆる平行平板にすれば良いことが知られている。これは、往路と復路に流れる電流がお互いに逆向きであることから、それらの電流が作り出す磁束の変化を互いに相殺し、見かけ上の磁束変化が極めて小さくなることに起因する。
このため、電力変換装置の寄生インダクタンスを低減する一般的な手法として、各平板状導体を転流経路が互いに逆向きになるように重ね合わせ、一方向に並べられたスイッチングモジュールの端子を各平板状導体に接続する積層ラミネート配線構造が知られている。ただし、電位が異なる平板状導体同士を絶縁するために、平板状導体間に絶縁材を介在させると共に、スイッチングモジュールの端子と平板状導体との間の意図しない電気的接続を防ぐため、全ての平板状導体には導電部分を少なくするために複数の貫通孔が形成され、絶縁材の対応箇所にも複数の貫通孔が形成されている。
積層ラミネート配線構造は前述した理由により、各スイッチングモジュールの転流経路に寄生するインダクタンスを低減する有効な手法であり、例えば特許文献１に記載されているように広く用いられている。

図６は、特許文献１に記載された電力変換装置の３レベルユニットを示す分解斜視図である。
この３レベルユニット２００は、一枚の冷却体８０を挟み込むように第１〜第４スイッチングモジュール３９〜４２と第１,第２結合ダイオード４３,４４とを取り付け、その両側に平板状導体と絶縁材とを重ね合わせた積層ラミネート配線構造となっている。上アーム部積層バスバー４８は、交流側導体５１、第１中間電位導体５２、正側導体５３及び第３中間電位導体５４によって構成され、下アーム部積層バスバー４９は、交流側導体５８、第１中間電位導体５７、負側導体５６及び第３中間電位導体５５によって構成されている。
これらの積層バスバー４８,４９と後述する分圧コンデンサ４５,４６とは、バスバー５９〜６２からなる積層ラミネートバスバー５０によって接続される。

図７は、図６の各部材を一体化して構成された３レベルユニット２００の断面図である。この図７（ａ）,（ｂ）において、４５,４６は分圧コンデンサを示す。また、図７（ａ）では第１スイッチングモジュール３９の転流経路（図５における符号１０１に相当）を実線にて示し、図７（ｂ）では第３スイッチングモジュール４１の転流経路（図５における符号１０２に相当）を実線にて示してある。

上アーム部積層バスバー４８において、第２スイッチングモジュール４０を積層ラミネートバスバー５０に最も近い位置に配置し、第１スイッチングモジュール３９を積層ラミネートバスバー５０から最も離れた位置に配置する。また、第１結合ダイオード４３を、第１スイッチングモジュール３９と第２スイッチングモジュール４０との間に配置する。
更に、下アーム部積層バスバー４９において、第３スイッチングモジュール４１を積層ラミネートバスバー５０に最も近い位置に配置し、第４スイッチングモジュール４２を積層ラミネートバスバー５０から最も離れた位置に配置する。また、第２結合ダイオード４４を、第３スイッチングモジュール４１と第４スイッチングモジュール４２との間に配置している。

この従来技術では、冷却体８０を挟むように配置された第１〜第４スイッチングモジュール３９〜４２及び第１,第２結合ダイオード４３,４４の各端子（エミッタＥ、コレクタＣ、アノードＡ、カソードＫ）を表裏の外面に配置し、これらの端子の上に第３中間電位導体５４,５５、正側導体５３、負側導体５６、第１中間電位導体５２、第２中間電位導体５７、交流側導体５１,５８を積層して配置することにより、各スイッチングモジュール３９〜４２の転流経路に寄生するインダクタンスを低減している。

特開２００８−２４５４５１号公報（図１３,図１４,図１６等）

図６,図７に示した従来技術においては、電位が異なる平板状導体を順次積層することで寄生インダクタンスの低減を図っている。
しかし、この従来技術によると、上アーム部積層バスバー４８と下アーム部積層バスバー４９とを接続するための積層ラミネートバスバー５０や、積層ラミネート配線構造を構成する各種導体５１〜５８等によって部品点数が多くなり、部品の製造や組立加工に多くの手間とコストがかかるという問題があった。

また、寄生インダクタンスを低減するためにはバスバー同士の間隔を短くする必要があるが、上記従来技術では第２スイッチングモジュール４０及び第３スイッチングモジュール４１の転流経路に寄生するインダクタンスが十分に低減されていない。
例えば、図７（ａ）において、第１スイッチングモジュール３９の転流経路１０１を示す実線矢印の間隔に着目すると、正側導体５３と第1中間電位導体５２との間隔、正側導体５３と第３中間電位導体５４との間隔は、何れも絶縁材１枚相当の厚さである。しかしながら、図７（ｂ）において、第３スイッチングモジュール４１の転流経路１０２を示す実線矢印の間隔に着目すると、この転流経路１０２の一部を構成する、第３中間電位導体５５と第２中間電位導体５７との間隔と、第３中間電位導体５５と交流側導体５８との間隔が、導体１枚と絶縁材２枚相当の厚さであり、未だ寄生インダクタンスを低減させる余地が残っている。
また、上アーム部積層バスバー４８と下アーム部積層バスバー４９とを接続するための積層ラミネートバスバー５０は、転流経路の寄生インダクタンスを増加させる要因の一つとなっている。

そこで、本発明の解決課題は、各導体の配置構造を改良することにより、スイッチングモジュールの転流経路に起因する寄生インダクタンスを極小化すると共に、低コスト化を可能にした３レベル電力変換装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、直流電圧源と、複数の分圧コンデンサを直列接続したコンデンサ直列回路と、複数のスイッチングモジュールを直列接続したスイッチングモジュール直列回路と、を互いに並列に接続し、
前記コンデンサ直列回路は、前記直流電圧源の正極に接続される正電位点、前記直流電圧源の負極に接続される負電位点、及び、前記正電位点と前記負電位点との中間電位である中間電位点を有すると共に、前記スイッチングモジュール直列回路は、それぞれが少なくとも２個のスイッチングモジュールからなる上アーム部及び下アーム部を備え、
前記中間電位点を、第１結合ダイオードを介して前記上アーム部内のスイッチングモジュール同士の接続点に接続し、かつ、第２結合ダイオードを介して前記下アーム部内のスイッチングモジュール同士の接続点に接続し、前記上アーム部と前記下アーム部との接続点を交流側導体に接続してなる電力変換装置であって、
前記スイッチングモジュールのオン・オフ動作により、前記交流側導体から前記正電位点、前記負電位点、及び、前記中間電位点の電位を出力可能とした３レベル電力変換装置において、
前記直流電圧源の正極と前記正電位点と前記上アームの正側端子とを接続する正側導体と、前記直流電圧源の負極と前記負電位点と前記下アームの負側端子とを接続する負側導体と、前記上アーム部内のスイッチングモジュール同士と前記第１結合ダイオードのカソード端子とを接続する第１中間電位導体と、前記下アーム部内のスイッチングモジュール同士と前記第２結合ダイオードのアノード端子とを接続する第２中間電位導体と、前記中間電位点に前記第１結合ダイオードのアノード端子と前記第２結合ダイオードのカソード端子とを接続する第３中間電位導体と、を備え、
前記上アーム部を構成するスイッチングモジュールと前記第１結合ダイオードとを、前記正側導体に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置し、前記下アーム部を構成するスイッチングモジュールと前記第２結合ダイオードとを、前記負側導体に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置し、
全てのスイッチングモジュール、前記第１結合ダイオード及び前記第２結合ダイオードが配置された同一平面の上方に、絶縁材を介して前記第３中間電位導体を配置し、
前記第３中間電位導体の上方に、絶縁材を介して、前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記正側導体及び前記負側導体がほぼ同一平面上に位置するように配置し、前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記正側導体及び前記負側導体の上方に、絶縁材を介して、前記交流側導体を配置したものである。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した３レベル電力変換装置において、前記スイッチングモジュール直列回路を、２個のスイッチングモジュールを直列に接続してなる前記上アーム部と、２個のスイッチングモジュールを直列に接続してなる前記下アーム部と、によって構成したものである。

請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載した３レベル電力変換装置において、前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記第３中間電位導体、前記正側導体、前記負側導体、前記交流側導体の何れかのうち、前記スイッチングモジュールの転流経路に含まれない導体部分を除去したものである。

本発明によれば、スイッチングモジュールとは電位が異なる各導体の配置を最適化することにより、従来の３レベル電力変換装置と比べて、転流経路に起因する寄生インダクタンスを極小化することができる。また、各導体を必要最小限の形状として導体の製造、加工工程を簡略化することにより、装置全体の低コスト化が可能である。

本発明の第１実施形態の３レベル電力変換装置における、一相分の主要部を示す分解斜視図である。 図１の各部を一体化して構成されたユニットの断面図（図２（ａ）,（ｂ））及び上面図（図２（ｃ））である。 本発明の第２実施形態の３レベル電力変換装置における、一相分の主要部を示す分解斜視図である。 図３の各部を一体化して構成されたユニットの断面図（図４（ａ）,（ｂ））及び上面図（図４（ｃ））である。 一般的な３レベルインバータの一相分の回路図である。 特許文献１に記載された電力変換装置の３レベルユニットを示す分解斜視図である。 図６の各部を一体化して構成された３レベルユニットの断面図である。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る３レベル電力変換装置における、一相分の主要部を示す分解斜視図である。なお、この一相分の回路構成は前述した図５と同様であり、図１の各部については図５と同一の参照符号を付してある。

図１の最下部には、第１〜第４スイッチングモジュール１〜４が、正側端子１ｐ，２ｐ，３ｐ，４ｐ、負側端子１ｎ，２ｎ，３ｎ，４ｎをそれぞれ上方に向けて同一平面上に配置されている。また、第２,第３スイッチングモジュール２,３の隣には、第１,第２結合ダイオード５,６が、アノード端子５Ａ，６Ａ及びカソード端子５Ｋ，６Ｋをそれぞれ上方に向けて配置されている。なお、上アーム部を構成する第１,第２スイッチングモジュール１,２及び第１結合ダイオード５は直線上に配置され、これらの配置方向に対して平行に、下アーム部を構成する第３,第４スイッチングモジュール３,４及び第２結合ダイオード６も直線上に配置されている。

これらのスイッチングモジュール１〜４及び結合ダイオード５,６の上方には、絶縁材１７ｃを介して第３中間電位導体９が配置されており、この第３中間電位導体９の端部には接続端子９Ｔが立設されている。
第３中間電位導体９の上方には、絶縁材１７ｂを介して、第１中間電位導体８及び第２中間電位導体１１が同一平面内に配置され、これらの導体８,１１の側方には、正面から見てＬ字型の正側導体７及び負側導体１２が配置されている。なお、正側導体７及び負側導体１２は、前述した第３中間電位導体９の接続端子９Ｔと同一平面内に配置される接続端子７Ｔ,１２Ｔを備えている。
各導体８,１１,７,１２の上方には、絶縁材１７ａを介して交流側導体１０が配置される。

上記構成において、接続端子９Ｔを除く第３中間電位導体９、第１中間電位導体８、第２中間電位導体１１、接続端子７Ｔ,１２Ｔを除く正側導体７及び負側導体１２、並びに、交流側導体１０は、何れも平板状に形成されていて互いに平行であり、絶縁材１７ａ,１７ｂ,１７ｃも平板状に形成されていて互いに平行である。また、各導体８〜１１、接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔには、図６と同様に多数の貫通孔２１が形成され、絶縁材１７ａ,１７ｂ,１７ｃにも多数の貫通孔２２が形成されている。
なお、各導体８〜１１には、スイッチングモジュール１〜４及び結合ダイオード５,６の各端子に接続される電気的接続部２３が設けられている。

図５に示した直流電圧源１８及び分圧コンデンサ１３,１４は、図１における接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔに接続されるが、図１では、便宜的に直流電圧源１８及び分圧コンデンサ１３,１４の図示を省略してある。

次に、スイッチングモジュール１〜４及び結合ダイオード５,６とこれらの端子の配置方法について詳述する。
図５における上アーム部の第１スイッチングモジュール１、及び、下アーム部の第４スイッチングモジュール４は、図１に示すように、直流電圧源１８及び分圧コンデンサ１３,１４が接続される側（上面から見て接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔ側、すなわち図１の右側）に配置する。ここで、第１スイッチングモジュール１の正側端子１ｐ、第４スイッチングモジュール４の負側端子４ｎは、何れも外側（接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔに最も近い側）に配置されるようにする。

また、図５における上アーム部の第１結合ダイオード５及び下アーム部の第２結合ダイオード６は、第１,第４スイッチングモジュール１,４とは反対側（上面から見て接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔとは反対側、すなわち図１の左側）に配置する。ここで、第１結合ダイオード５のアノード端子５Ａ、第２結合ダイオード６のカソード端子６Ｋは、何れも外側（接続端子７Ｔ, ９Ｔ,１２Ｔから最も遠い側）に配置されるようにする。

図５における上アーム部の第２スイッチングモジュール２は、第１スイッチングモジュール１と第１結合ダイオード５との間に配置し、下アーム部の第３スイッチングモジュール３は、第４スイッチングモジュール４と第２結合ダイオード６との間に配置する。
ここで、第２スイッチングモジュール２の負側端子２ｎを第１スイッチングモジュール１側に配置（言い換えれば、正側端子２ｐを第１結合ダイオード５側に配置）すると共に、第３スイッチングモジュール３の正側端子３ｐを第４スイッチングモジュール４側に配置（言い換えれば、負側端子３ｎを第２結合ダイオード６側に配置）する。

なお、各導体７〜１２と各端子との接続状況は、以下のとおりである。
すなわち、第３中間電位導体９は第１結合ダイオード５のアノード端子５Ａと第２結合ダイオード６のカソード端子６Ｋとに接続され、第１中間電位導体８は第１スイッチングモジュール１の負側端子１ｎと第２スイッチングモジュール２の正側端子２ｐと第１結合ダイオード５のカソード端子５Ｋとに接続され、第２中間電位導体１１は第４スイッチングモジュール４の正側端子４ｐと第３スイッチングモジュール３の負側端子３ｎと第２結合ダイオード６のアノード端子６Ａとに接続される。
また、正側導体７は第１スイッチングモジュール１の正側端子１ｐに接続され、負側導体１２は第４スイッチングモジュール４の負側端子４ｎに接続され、交流側導体１０は第２スイッチングモジュール２の負側端子２ｎと第３スイッチングモジュール３の正側端子３ｐとに接続されている。

次いで、図２（ａ）,（ｂ）は図１の各部を一体化して構成されたユニットの断面図であり、図２（ｃ）は同じく上面図である。なお、図２（ａ）は図２（ｃ）のＸ１−Ｘ１断面図、図２（ｂ）は図２（ｃ）のＹ１−Ｙ１断面図に相当する。
これらの図２（ａ）,（ｂ）,（ｃ）では、第１スイッチングモジュール１の転流経路１０１を破線矢印にて示し、第３スイッチングモジュール３の転流経路１０２を実線矢印にて示している。

図１，図２から明らかなように、上アーム部と下アーム部とは対称構造を有するため、第４スイッチングモジュール４の転流経路に寄生するインダクタンスは第１スイッチングモジュール１の転流経路１０１に寄生するインダクタンスと等しく、同様にして、第２スイッチングモジュール２の転流経路に寄生するインダクタンスは第３スイッチングモジュール３の転流経路１０２に寄生するインダクタンスと等しい。

図２における第１スイッチングモジュール１の転流経路１０１に着目すると、この転流経路１０１の往路−復路間に存在する導体間の間隔は常に絶縁材一枚相当の厚さに等しいため、寄生インダクタンスは最大限、低減されている。
一方、第３スイッチングモジュール３の転流経路１０２は第１スイッチングモジュール１の転流経路１０１と比べて転流経路内のスイッチングモジュール数が多いため、寄生インダクタンスが増加する懸念があるが、第３スイッチングモジュール３の転流経路１０２の往路−復路間に存在する導体間の間隔も常に絶縁材一枚相当の厚さであるから、寄生インダクタンスは極小になっている。
従って、この第１実施形態を前述した図７（ｂ）の転流経路１０２と比べた場合、転流経路の往路−復路間に存在する導体間の間隔が短くなるので、従来技術よりも寄生インダクタンスを低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態を、図３,図４に基づいて説明する。
この第２実施形態は、スイッチングモジュール１〜４と結合ダイオード５,６とを接続する導体のうち、転流経路ではない導体部分を削減することにより、第１実施形態よりも一層の導体構造の簡素化、コストの低減を可能にしたものである。

図３において、第１中間電位導体８’については、転流経路ではない部分、つまり図３の左端における第１結合ダイオード５のアノード端子５Ａの上方部分を除去し、同様に、第２中間電位導体１１’については、第２結合ダイオード６のカソード端子６Ｋの上方部分を除去してある。
また、交流導体１０’については、第２スイッチングモジュール２の負側端子２ｎ及び第３スイッチングモジュール３の正側端子３ｐに接続される電気的接続部２３の周囲のみを残し、その他の転流経路ではない導体部分を除去してある。
上述した第１中間電位導体８’、第２中間電位導体１１’及び交流導体１０’の形状変更に伴い、絶縁材１７ａ’，１７ｂ’の形状も同様に変更されている。

図４（ａ）,（ｂ）は図３の各部を一体化して構成されたユニットの断面図であり、図４（ｃ）は同じく上面図である。ここで、図４（ａ）は図４（ｃ）のＸ２−Ｘ２断面図、図４（ｂ）は図４（ｃ）のＹ２−Ｙ２断面図に相当する。
図２と同様に、図４（ａ）,（ｂ）,（ｃ）には、第１スイッチングモジュール１の転流経路１０１及び第３スイッチングモジュール３の転流経路１０２も示してある。

図４において、転流経路１０１,１０２は何れも図２の場合と同一であるため、各転流経路１０１,１０２に寄生するインダクタンスも図２の場合と同一である。
従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の寄生インダクタンス低減効果を維持できるうえに、導体や絶縁材の材料費削減による低コスト化が可能になると共に、導体や絶縁材の穴あけ加工数も少なくなるため、製造・加工工程の簡略化、作業性の向上を期待することができる。

１：第１スイッチングモジュール
２：第２スイッチングモジュール
３：第３スイッチングモジュール
４：第４スイッチングモジュール
１ｐ，２ｐ，３ｐ，４ｐ：正側端子
１ｎ，２ｎ，３ｎ，４ｎ：負側端子
５：第１結合ダイオード
６：第２結合ダイオード
５Ａ，６Ａ：アノード端子
５Ｋ，６Ｋ：カソード端子
７：正側導体
７Ｔ：接続端子
８,８’：第１中間電位導体
９：第３中間電位導体
９Ｔ：接続端子
１０，１０’：交流導体
１１,１１’：第２中間電位導体
１２：負側導体
１２Ｔ：接続端子
１３，１４：分圧コンデンサ
１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’，１７ｃ：絶縁材
１８：直流電圧源
２１，２２：貫通孔
２３：電気的接続部
１０１，１０２：転流経路

Claims (3)

1. 直流電圧源と、複数の分圧コンデンサを直列接続したコンデンサ直列回路と、複数のスイッチングモジュールを直列接続したスイッチングモジュール直列回路と、を互いに並列に接続し、
   前記コンデンサ直列回路は、前記直流電圧源の正極に接続される正電位点、前記直流電圧源の負極に接続される負電位点、及び、前記正電位点と前記負電位点との中間電位である中間電位点を有すると共に、前記スイッチングモジュール直列回路は、それぞれが少なくとも２個のスイッチングモジュールからなる上アーム部及び下アーム部を備え、
   前記中間電位点を、第１結合ダイオードを介して前記上アーム部内のスイッチングモジュール同士の接続点に接続し、かつ、第２結合ダイオードを介して前記下アーム部内のスイッチングモジュール同士の接続点に接続し、前記上アーム部と前記下アーム部との接続点を交流側導体に接続してなる電力変換装置であって、
   前記スイッチングモジュールのオン・オフ動作により、前記交流側導体から前記正電位点、前記負電位点、及び、前記中間電位点の電位を出力可能とした３レベル電力変換装置において、
   前記直流電圧源の正極と前記正電位点と前記上アームの正側端子とを接続する正側導体と、前記直流電圧源の負極と前記負電位点と前記下アームの負側端子とを接続する負側導体と、前記上アーム部内のスイッチングモジュール同士と前記第１結合ダイオードのカソード端子とを接続する第１中間電位導体と、前記下アーム部内のスイッチングモジュール同士と前記第２結合ダイオードのアノード端子とを接続する第２中間電位導体と、前記中間電位点に前記第１結合ダイオードのアノード端子と前記第２結合ダイオードのカソード端子とを接続する第３中間電位導体と、を備え、
   前記上アーム部を構成するスイッチングモジュールと前記第１結合ダイオードとを、前記正側導体に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置し、前記下アーム部を構成するスイッチングモジュールと前記第２結合ダイオードとを、前記負側導体に近い位置から順次、ほぼ直線上に配置し、
   全てのスイッチングモジュール、前記第１結合ダイオード及び前記第２結合ダイオードが配置された同一平面の上方に、絶縁材を介して前記第３中間電位導体を配置し、
   前記第３中間電位導体の上方に、絶縁材を介して、前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記正側導体及び前記負側導体がほぼ同一平面上に位置するように配置し、
   前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記正側導体及び前記負側導体の上方に、絶縁材を介して、前記交流側導体を配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置。
2. 請求項１に記載した３レベル電力変換装置において、
   前記スイッチングモジュール直列回路を、２個のスイッチングモジュールを直列に接続してなる前記上アーム部と、２個のスイッチングモジュールを直列に接続してなる前記下アーム部と、によって構成したことを特徴とする３レベル電力変換装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した３レベル電力変換装置において、
   前記第１中間電位導体、前記第２中間電位導体、前記第３中間電位導体、前記正側導体、前記負側導体、前記交流側導体の何れかのうち、前記スイッチングモジュールの転流経路に含まれない導体部分を除去したことを特徴とする３レベル電力変換装置。

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