JP6397795B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子を用いた電力変換装置に係り、その主回路および制御回路の配線構造に関する。

半導体素子を用いた電力変換装置の主回路においては、サージ電圧を抑制することを主目的として、半導体素子を有するスイッチングモジュールと平滑コンデンサを電気的に接続し、入力された直流電圧を三相交流電圧出力として与える配線を、絶縁シートで積層してブスバーとする構造が主流となっており、その一例が特許文献１に示されている。同様に制御回路においても、スイッチングモジュールと制御回路基板を電気的に接続し信号電圧を伝達する配線を、インダクタンスを低減させるために平板状導体とし、絶縁シートを介して積層した例が特許文献２に記載されている。

特開２００８−２４５４５１号公報 特開昭６１−２２７６６１号公報

しかし、特許文献２に記載のように、信号電圧を伝達する配線を平板状導体とした場合には、電力変換装置の振動に耐えることができるように、補強部材に固定して剛性を増加させる必要があり、装置の小型化や軽量化を阻害する要因となっていた。また、スイッチングモジュールに対して主回路ブスバーと制御回路ブスバーを例えばネジ締結などによりそれぞれ固定する必要があり、組立性が悪いことが課題となっていた。

本発明は上記懸念に鑑み、小型化や軽量化を図ると共に、組立性の良い電力変換装置を提供することを目的とする。

三相分の上下アーム素子を構成する複数のスイッチングモジュールと、直流電源とスイッチングモジュールの間に接続される平滑コンデンサと、スイッチングモジュールのオン／オフを制御する電気信号を出力する制御回路基板と、平滑コンデンサの高電位側と複数のスイッチングモジュールの上アーム素子の正極端子を電気的に接続する板状のＰ極導体と、平滑コンデンサの低電位側と複数のスイッチングモジュールの下アーム素子の負極端子を電気的に接続する板状のＮ極導体と、上アーム素子の負極端子と下アーム素子の正極端子と電気的に接続されて交流電圧を負荷へ出力する板状のＭ極導体と、複数のスイッチングモジュールのゲート制御端子と制御回路基板を電気的に接続する板状のＧ極導体と、複数のスイッチングモジュールの負極制御端子と制御回路基板を電気的に接続する板状のＥ極導体とを有する電力変換装置であって、Ｐ極導体、Ｎ極導体、Ｍ極導体、Ｇ極導体、Ｅ極導体をそれぞれ絶縁材を介して積層して接合し、一体型の導体部材としてスイッチングモジュール及び平滑コンデンサに固定されることを特徴とする。

主回路ブスバーにより制御回路ブスバーを支持させて、制御回路ブスバーに対する補強部材を不要として小型化又は軽量化を図ると共に、主回路ブスバーと制御回路ブスバーの取付部品点数を削減して組立性を向上させることができる。
貫通孔

本発明の実施例１に係る電力変換装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る電力変換装置の電気回路構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る一体型ブスバーの構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る主回路ブスバーの導体構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る主回路ブスバーの絶縁シート構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る制御回路ブスバーの導体構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る制御回路ブスバーの絶縁シート構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るＭ極導体と制御回路ブスバーの配置関係を示す図である。 本発明の実施例２に係る電力変換装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

本発明が対象とする電力変換装置について、その構造と電気回路構成を図１および図２に示す。図２に示す通り、電力変換装置は、入力電圧の正側電圧のＰ極端子９０１と負側電圧のＮ極端子９１１の間に接続されて入力電圧を平滑化する平滑コンデンサ４と、平滑コンデンサ４の電圧を電源として正側電圧もしくは負側電圧のいずれかを出力するためのスイッチングモジュール２１〜２６と、スイッチングモジュール２１〜２６の制御端子に制御信号を出力してスイッチング動作を制御する制御回路基板３を有している。各スイッチングモジュール２１〜２６は、IGBTやSiC等の一方向に電流を通流させるスイッチング素子と、当該スイッチング素子と並列接続されてスイッチング素子の通流方向とは逆方向に通流させるダイオードで構成される。ただし、スイッチング素子がボディーダイオードを有するSiC等で構成される場合には、ボディーダイオードで上記したダイオードの機能を満たすため、上記したダイオードを備えることは必須ではない。スイッチングモジュール２１のコレクタ端子とスイッチングモジュール２２のエミッタ端子が接続されて、互いに直列接続されて電力変換装置の１相分を構成し、この接続点が負荷接続用Ｍ極端子９２１と接続される。同様にスイッチングモジュール２３と２４、スイッチングモジュール２５と２６は互いに直列接続されて、それぞれ１相分を構成する。

図１に示す通り、各スイッチングモジュール２１〜２６は、コレクタ端子７０２と、エミッタ端子７１２と、ゲート制御端子７３１及びエミッタ制御端子７４１を有する。一体型ブスバー１は、スイッチングモジュール２１〜２６の各端子と制御回路基板３および平滑コンデンサ４または直流電源を電気的に接続する配線として機能する。

一体型ブスバー１が有する電源接続用Ｐ極端子９０１と電源接続用Ｎ極端子９１１の間には直流電圧が入力され、負荷接続用Ｍ極端子９２１で電動機等の負荷と接続されて三相交流電圧を出力する。また、一体型ブスバー１が有する制御回路接続用Ｇ極端子９３２と制御回路接続用Ｅ極端子９４２には制御回路基板３が接続され、制御信号電圧がスイッチングモジュール２１〜２６に伝達される。制御回路接続用Ｇ極端子９３２はスイッチングモジュールのゲート制御端子７３１に接続され、制御回路接続用Ｅ極端子９４２はスイッチングモジュールのエミッタ制御端子７４１に接続される。

図３に一体型ブスバー１の構成を示す。図３に示すとおり、一体型ブスバー１は主回路ブスバー１１と制御回路ブスバー１２で構成されており、手前側から奥側に向かって主回路ブスバー１１、制御回路ブスバー１２の順で絶縁材を介して接合されている。つまり、スイッチングモジュールから遠い方（手前側）に主回路ブスバー１１、スイッチングモジュールに近い方（奥側）に制御回路ブスバー１２を配置する。絶縁材には、接着剤や両面テープなどが用いられる。このように接合することで、従来は個別の部品であった主回路ブスバー１１と制御回路ブスバー１２が単一の部品に集約され部品点数の削減を図ることができる。また、主回路ブスバー１１は制御回路ブスバー１２よりも大きな電流を流すために比較的厚い金属版で構成される。そのため、主回路ブスバー１１が相対的に強度の低い制御回路ブスバー１２を支持できるようになることから、制御回路ブスバー１２に対する補強部材を不要とすることができる。

図４に主回路ブスバー１１の導体の構成を示す。図４に示すとおり、主回路ブスバー１１の導体はＰ極導体１１１、Ｎ極導体１１２、Ｍ極導体１１３〜１１５で構成され、手前側から奥側に向かってＰ極導体１１１、Ｎ極導体１１２、Ｍ極導体１１３〜１１５の順で積層される。つまり、スイッチングモジュールから遠い方（手前側）から近い方（奥側）に向かってＰ極導体１１１、Ｎ極導体１１２、Ｍ極導体１１３〜１１５の順で積層される。

Ｐ極導体１１１は、電源接続用Ｐ極端子９０１とモジュール接続用Ｐ極端子９０２を備えた板状の導体であり、電源接続用Ｐ極端子９０１を介して直流電源の正電圧側と接続され、モジュール接続用Ｐ極端子９０２を介してスイッチングモジュール２１、２３、２５の各コレクタ端子７０２と接続される。

Ｎ極導体１１２は、電源接続用Ｎ極端子９１１とモジュール接続用Ｎ極端子９１２とＮ極導体の貫通孔８１１，８１２，８１３，８１４を備えた板状の導体であり、電源接続用Ｎ極端子９１１介して直流電源の負電圧側と接続され、モジュール接続用Ｎ極端子９１２介してスイッチングモジュール２２、２４、２６の各エミッタ端子７１２と接続される。

Ｍ極導体１１３，１１４，１１５は、同一平面に配置され、それぞれ負荷接続用Ｍ極端子９２１とモジュール接続用Ｍ極端子９２２、９２３とＭ極導体の貫通孔８２１，８２２を備えた板状の導体である。また、Ｍ極導体１１３は、負荷接続用Ｍ極端子９２１を介して負荷と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２２を介してスイッチングモジュール２１のエミッタ端子７１２と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２３を介してスイッチングモジュール２２のコレクタ端子７０２と接続される。同様に、Ｍ極導体１１４は、負荷接続用Ｍ極端子９２１を介して負荷と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２２を介してスイッチングモジュール２３のエミッタ端子７１２と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２３を介してスイッチングモジュール２４のコレクタ端子７０２と接続される。同様に、Ｍ極導体１１５は、負荷接続用Ｍ極端子９２１を介して負荷と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２２を介してスイッチングモジュール２５のエミッタ端子７１２と接続され、モジュール接続用Ｍ極端子９２３を介してスイッチングモジュール２６のコレクタ端子７０２と接続される。

Ｐ極導体１１１に設けられた複数のモジュール接続用Ｐ極端子９０２は、Ｎ極導体の貫通孔８１１およびＭ極導体の貫通孔８２１の空間を通って、正電圧側のスイッチングモジュール２１，２３，２５のコレクタ端子７０２にそれぞれ接続される。一方、Ｎ極導体１１２に設けられた複数のモジュール接続用Ｎ極端子９１２は、Ｍ極導体の下方の空間を通過して負電圧側のスイッチングモジュール２２，２４，２６のエミッタ端子７１２にそれぞれ接続される。また、Ｍ極導体１１３，１１４，１１５にそれぞれ設けられた複数のＭ極端子９２２は正電圧側のスイッチングモジュール２１，２３，２５のエミッタ端子７１２に、複数のＭ極端子９２３は負電圧側のスイッチングモジュール２２，２４，２６のコレクタ端子７０２にそれぞれ接続される。これら複数のＭ極端子９２２，９２３をスイッチングモジュール２１、２２に手前側からネジ締結することを可能とするために、Ｎ極導体の対応する位置には貫通孔８１２、８１３が設けられている。

主回路ブスバー１１における絶縁シートの構成を図５に示す。主回路絶縁シート１１６，１１７，１１８，１１９は、それぞれスイッチングモジュールから遠い方（手前側）から近い方（奥側）に向かってＰ極導体１１１、Ｎ極導体１１２、Ｍ極導体１１３〜１１５を隔てて交互に積層される。つまり、主回路絶縁シート１１６はＰ極導体１１１の手前側、主回路絶縁シート１１７はＰ極導体１１１とＮ極導体１１２の間、主回路絶縁シート１１８はＮ極導体１１２とＭ極導体１１３〜１１５の間、主回路絶縁シート１１９はＭ極導体１１３〜１１５の奥側に配置される。

図５に示す通り、各主回路絶縁シートには円形の貫通孔８３１，８３２が、スイッチングモジュールの各端子に対応する位置に設けられているため、主回路ブスバー１１の各端子とスイッチングモジュールの端子、制御回路ブスバー１２の各端子とスイッチングモジュールの端子とがネジ接続でき、手前側からドライバーを差し込むことができる。また、貫通孔８３１，８３２により、導体の貫通孔端部を封じて絶縁性を高めることも可能となる。

次に、制御回路ブスバーの導体構成を図６に示す。図６に示す通り、制御回路ブスバー１２の各導体は、それぞれ同一平面に配置されるＧ極導体１２１〜１２６とＥ極導体１２７〜１３２で構成され、スイッチングモジュールから遠い方（手前側）から近い方（奥側）向かってＥ極導体１２７〜１３２、Ｇ極導体１２１〜１２６の順で積層される。

ここで、Ｅ極導体１２７、１２９、１３１のモジュール接続用Ｅ極端子９４１は、正電圧側のスイッチングモジュール２１，２３，２５のエミッタ制御端子７４１と接続され、Ｅ極導体１２８、１３０、１３２のモジュール接続用Ｅ極端子９３１は、負電圧側のスイッチングモジュール２２，２４，２６のエミッタ制御端子７４１と接続される。また、Ｇ極導体１２１、１２３、１２５のモジュール接続用Ｇ極端子９３１は、正電圧側のスイッチングモジュール２１，２３，２５のゲート制御端子７３１と接続され、Ｇ極導体１２２，１２４，１２６のモジュール接続用Ｇ極端子９３１は、負電圧側のスイッチングモジュール２２，２４，２６のゲート制御端子７３１と接続される。

Ｅ極導体１２７、１２９、１３１とＭ極導体１１３、１１４、１１５はそれぞれ同電位であるから、前述した通り主回路ブスバー１１のＭ極導体１１３〜１１５が絶縁シートを介して制御回路ブスバー１２のＥ極導体に隣接する構成となっている。この作用及び効果は以下に詳細に説明するが、この配置によれば、主回路ブスバー１１と制御回路ブスバー１２の間で懸念される、高電界に起因する絶縁破壊およびノイズの発生を抑制することができる。

Ｎ極導体の貫通孔８１４、Ｍ極導体の貫通孔８２２、主回路絶縁シートの貫通孔８３２が、スイッチングモジュール２１，２３，２５のゲート制御端子とエミッタ制御端子と対応する位置に設けられているため、モジュール接続用Ｅ極端子９３１およびモジュール接続用Ｇ極端子９４１を各スイッチングモジュールに手前側からネジ締結することが可能となる。

制御回路ブスバー１２における絶縁シートの構成を図７に示す。制御回路絶縁シート１３３〜１３５はスイッチングモジュールから遠い方（手前側）から近い方（奥側）に向かってＥ極導体１２７〜１３２、Ｇ極導体１２１〜１２６を隔てて交互に積層される。つまり、制御回路絶縁シート１３３はＥ極導体の手前側、制御回路絶縁シート１３４はＥ極導体とＧ極導体の間、制御回路絶縁シート１３５はＧ極導体の奥側に配置される。各制御回路絶縁シートには円形の貫通孔８４１、８４２がスイッチングモジュールの各端子に対応する位置に設けられているため、主回路ブスバー１１の各端子とスイッチングモジュールの端子、制御回路ブスバー１２の各端子とスイッチングモジュールの端子とがネジ接続でき、手前側からドライバーを差し込むことができる。貫通孔また、貫通孔８４１、８４２により、導体の貫通孔端部を封じて絶縁性を高めることも可能となる。

上述したように、Ｍ極導体１１３〜１１５は、制御回路ブスバー１２と絶縁材を介して隣接して積層される。絶縁材を介して隣接するブスバー間の電位差が絶縁材の絶縁耐圧を超えた場合には、絶縁材の絶縁破壊が生じ、ブスバー間で大きな電流が流れる。また、絶縁耐圧を超えない場合であっても、ブスバー間には寄生容量が存在するため、電位差が大きいとこの寄生容量を介して電流が流れることにより制御回路にノイズが発生する。本実施例のようにＭ極導体１１３〜１１５と制御回路ブスバー１２を隣接して配置することにより、上記したような高電界に起因する絶縁破壊およびノイズの発生を抑制することができる。

以下にこの効果が生じるメカニズムをスイッチングモジュール２１及び２２で構成される１相分について説明する。ここでは電源の低電位側が０Ｖ、高電位側が１５００Ｖであると仮定する。この相から低電位を負荷接続用Ｍ極端子９２１に出力する場合、上アームのスイッチングモジュール２１がＯＦＦ状態、下アームのスイッチングモジュール２２がＯＮ状態となり電源の低電位側が負荷接続用Ｍ極端子９２１に接続される。この場合、下アームのスイッチングモジュール２２のエミッタ制御端子は、スイッチングモジュール２２のエミッタ側と同電位となり電位は０Ｖとなる。また、上アームのスイッチングモジュール２１のエミッタ側も電源の低電位側と同電位となるため、スイッチングモジュール２１のエミッタ制御端子の電位も０Ｖとなる。よって、低電位を出力する場合には、スイッチングモジュール２１のエミッタ制御端子、スイッチングモジュール２２のエミッタ制御端子、負荷接続用Ｍ極端子９２１の電位は全て０Ｖとなり電位差が生じないため、上記した問題は発生しない。

次に、この相から高電位を負荷接続用Ｍ極端子９２１に出力する場合、上アームのスイッチングモジュール２１がＯＮ状態、下アームのスイッチングモジュール２２がＯＦＦ状態となり電源の高電位側が負荷接続用Ｍ極端子９２１に接続される。この場合、上アームのスイッチングモジュール２１のエミッタ制御端子は、負荷接続用Ｍ極端子９２１と同電位となり電位は１５００Ｖとなる。一方、下アームのスイッチングモジュール２２のエミッタ制御端子は電源の低電位側と同電位の０Ｖとなる。そのため、高電位を出力する場合には、スイッチングモジュール２１のエミッタ制御端子、負荷接続用Ｍ極端子９２１の電位が１５００Ｖ、スイッチングモジュール２２のエミッタ制御端子が０Ｖとなり、上記した問題が生じる虞がある。

ここで、図８を用いて、高電位を出力する場合であっても上記した電位差の問題を解決する構成について説明する。図８は絶縁材を介して隣接配置されるＭ極導体１１３，１１４，１１５とＥ極導体１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２の配置関係を示している。図８に示す通り、Ｍ極導体は上アームのスイッチングモジュール２１のエミッタ制御端子７４１を覆う位置に配置され、スイッチングモジュール２１と接続されるＥ極導体１２７，１２９，１３１と積層されるが、下アームのスイッチングモジュール２２のエミッタ制御端子７４１に対応する部分に配置されず、スイッチングモジュール２１と接続されるＥ極導体１２８，１３０，１３２とは積層されない。

このようにＭ極導体は、高電位出力時及び低電位出力時に同電位となるＥ極導体１２７，１２９，１３１と積層され、高電位出力時に電位差を生じるＥ極導体１２８，１３０，１３２とは積層されない位置に配置されることで、絶縁距離が確保される。このような構成により、主回路ブスバー１１と制御回路ブスバー１２を積層して一体部材とした場合であっても、主回路ブスバーからの影響により制御回路ブスバーにノイズが発生したり、絶縁破壊が生じたりする問題を解決することができる。

なお、高電位出力時には、Ｅ極導体１２７，１２９，１３１と、Ｅ極導体１２８，１３０，１３２の間に高い電位差が生じるため、これらの導体間には十分な絶縁距離を設ける、若しくは絶縁材を設けることが望ましい。

また、本実施形態では、Ｍ極導体とＥ極導体１２７，１２９，１３１が絶縁材を介して隣接するように積層させることで、制御回路ブスバーにノイズが発生したり、絶縁破壊が生じたりする問題を解決することを説明したが、ゲート制御端子とエミッタ制御端子の電位差は１０〜２０Ｖ程度と主回路電源電圧に比べて非常に小さいため、図６に示すＥ極導体とＧ極導体の位置関係を入れ替えて、Ｍ極導体とＧ極導体１２１，１２３，１２５を絶縁材を介して隣接して積層させ、Ｍ極導体をＧ極導体１２２，１２４，１２６とは積層されない位置に配置させる構造としても、ほぼ同様の効果を得ることができる。つまり、Ｍ極導体とＧ極導体１２１，１２３，１２５との電位差は、高電位出力時及び低電位出力時に１０〜２０Ｖ程度と小さく、Ｍ極導体とＧ極導体１２２，１２４，１２６との電位差は１４８０〜１４９０Ｖ程度と大きくなるためである。

以上述べたとおり、本実施例で挙げた一体型ブスバーの構成を適用すると、主回路ブスバーと制御回路ブスバーを接合して単一の部品に集約するうえで、絶縁性、組立性および耐ノイズ性が保たれた電力変換装置を提供することができる。

本実施例ではスイッチングモジュールとして、２並列のスイッチング素子を備えてコレクタ・エミッタ端子を２つ備えたものを用いたが、単一スイッチング素子を備えたスイッチングモジュールや３並列のスイッチング素子を備えたスイッチングモジュールにも適用可能である。

本実施例２では、上述した実施例１の電力変換装置における各スイッチングモジュール２１〜２６を手前側から見て左回転方向もしくは右回転方向に９０°回転させた実施形態である。図９においては、スイッチングモジュール２１〜２６を右回転方向に９０°回転させている。これに応じて、制御回路ブスバーの制御回路接続用Ｇ極端子９３２と制御回路接続用Ｅ極端子９４２を一体型ブスバー１の横側（左右いずれか）に配置し、主回路ブスバーの電源との端子９０１，９１１，９２１を一体型ブスバー１の上側（もしくは下側）に配置している。また、主回路ブスバーの導体及び絶縁シート、制御回路ブスバーの導体及び絶縁シートに設けられる貫通孔は、スイッチングモジュール２１〜２６の各端子に対応した位置に設けられる。他の構成は実施例１と同様であるものとする。この構成を用いると、主回路電流は、主回路ブスバー１１の上部に設けられた各端子９０１，９１１，９２１とスイッチングモジュールのコレクタ端子またはエミッタ端子の間を主に上下方向に流れ、制御電流は、制御回路ブスバー１２の横側に設けられた各端子９３２、９４２とスイッチングモジュールの各制御端子７３１，７４１の間を主に左右方向に流れるため、主回路ブスバー１１と制御回路ブスバー１２の電流経路を直交させることができる。そのため、主回路ブスバー周囲の磁界に起因して制御回路ブスバーに発生するノイズを低減することができる。

本実施例においても、実施例１と同様に、Ｍ極導体を、上アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続されるＥ極導体と重なる位置に配置し、下アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続されるＥ極導体と重なる位置に配置しないことで、主回路ブスバーからの影響により制御回路ブスバーにノイズが発生したり、絶縁破壊が生じたりする問題を解決することができる。

本実施例で述べた一体型ブスバーの構成を適用すると、主回路ブスバーと制御回路ブスバーを単一部品に集約するうえで、絶縁性、組立性および耐ノイズ性が保たれることに加え、特に耐ノイズ性を向上させた電力変換装置を提供することができる。

１・・・一体型ブスバー
２１〜２６・・・スイッチングモジュール
３・・・制御回路基板
４・・・平滑コンデンサ
１１・・・主回路ブスバー
１２・・・制御回路ブスバー
７０２・・・コレクタ端子(正極端子)
７１２・・・エミッタ端子(負極端子)
７３１・・・ゲート制御端子
７４１・・・エミッタ制御端子(負極制御端子)
１１１・・・Ｐ極導体
９０１・・・電源接続用Ｐ極端子
９０２・・・モジュール接続用Ｐ極端子
１１２・・・Ｎ極導体
９１１・・・電源接続用Ｎ極端子
９１２・・・モジュール接続用Ｎ極端子
８１１，８１２，８１３，８１４・・・Ｎ極導体の貫通孔
１１３，１１４，１１５・・・Ｍ極導体
９２１・・・負荷接続用Ｍ極端子
９２２，９２３・・・モジュール接続用Ｍ極端子
８２１、８２２・・・Ｍ極導体の貫通孔
１１６，１１７，１１８，１１９・・・主回路絶縁シート
８３１、８３２・・・主回路絶縁シートの貫通孔
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６・・・Ｇ極導体
９３１・・・モジュール接続用Ｅ極端子
９３２・・・制御回路接続用Ｇ極端子
１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２・・・Ｅ極導体
９４１・・・モジュール接続用Ｅ極端子
９４２・・・制御回路接続用Ｅ極端子
１３３，１３４，１３５・・・制御回路絶縁シート
８４１、８４２・・・制御回路絶縁シートの貫通孔

Claims (14)

1. 三相分の上下アーム素子を構成する複数のスイッチングモジュールと、
   直流電源と前記スイッチングモジュールの間に接続される平滑コンデンサと、
   前記スイッチングモジュールのオン／オフを制御する電気信号を出力する制御回路基板と、
   前記平滑コンデンサの高電位側と前記複数のスイッチングモジュールの上アーム素子の正極端子を電気的に接続する板状のＰ極導体と、
   前記平滑コンデンサの低電位側と前記複数のスイッチングモジュールの下アーム素子の負極端子を電気的に接続する板状のＮ極導体と、
   前記上アーム素子の負極端子と前記下アーム素子の正極端子と電気的に接続されて交流電圧を負荷へ出力する板状のＭ極導体と、
   前記複数のスイッチングモジュールのゲート制御端子と前記制御回路基板を電気的に接続する板状のＧ極導体と、
   前記複数のスイッチングモジュールの負極制御端子と前記制御回路基板を電気的に接続する板状のＥ極導体とを有する電力変換装置であって、
   前記Ｐ極導体、前記Ｎ極導体、前記Ｍ極導体、前記Ｇ極導体、前記Ｅ極導体をそれぞれ絶縁材を介して積層して接合し、一体型の導体部材として前記スイッチングモジュール及び前記平滑コンデンサに固定されることを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記Ｍ極導体と前記Ｅ極導体が前記絶縁材を介して隣接するように積層されることを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置であって、
   前記Ｍ極導体は、上アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続される前記Ｅ極導体と重なる位置に配置され、下アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続される前記Ｅ極導体と重なる位置に配置されないことを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記Ｍ極導体と前記Ｇ極導体が前記絶縁材を介して隣接するように積層されることを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項４に記載の電力変換装置であって、
   前記Ｍ極導体は、上アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続される前記Ｇ極導体と重なる位置に配置され、下アーム素子を構成するスイッチングモジュールと接続される前記Ｇ極導体と重なる位置に配置されないことを特徴とする電力変換装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電力変換装置であって、
   前記Ｐ極導体、前記Ｎ極導体、前記Ｍ極導体をそれぞれ絶縁材を介して積層して構成した主回路ブスバーと、前記Ｇ極導体、前記Ｅ極導体を絶縁材を介して積層して構成した制御回路ブスバーを絶縁材を介して積層して接合することを特徴とする電力変換装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力変換装置であって、
   前記Ｐ極導体、前記Ｎ極導体、前記Ｍ極導体、前記Ｇ極導体、前記Ｅ極導体を接合する前記絶縁材が接着剤もしくは両面テープであることを特徴とする電力変換装置。
8. 請求項６に記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路ブスバーが前記主回路ブスバーと前記スイッチングモジュールの間に配置されることを特徴とする電力変換装置。
9. 請求項８に記載の電力変換装置であって、
   前記主回路ブスバーは、前記制御回路ブスバー側から前記Ｍ極導体、前記Ｎ極導体、前記Ｐ極導体の順で積層されることを特徴とする電力変換装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の電力変換装置であって、
    前記Ｎ極導体と前記Ｍ極導体およびこれらの導体間に配置される前記絶縁材には、前記ゲート制御端子及び前記負極制御端子に対応する位置に、貫通孔を設けていることを特徴とする電力変換装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の電力変換装置であって、
    前記Ｇ極導体と前記Ｅ極導体の間に配置される絶縁材の前記ゲート制御端子、前記負極制御端子、前記正極端子、前記負極端子に対応する位置に、貫通孔を設けていることを特徴とする電力変換装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の電力変換装置であって、
    各スイッチングモジュールの前記ゲート制御端子に接続される複数の前記Ｇ極導体は、それぞれ絶縁距離または絶縁材を介して同一平面上に配置されることを特徴とする電力変換装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の電力変換装置であって、
    複数の前記スイッチングモジュールと接続される複数の前記Ｍ極導体は、それぞれ絶縁距離または絶縁材を介して同一平面状に配置されることを特徴とする電力変換装置。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の電力変換装置であって、
    前記Ｐ極導体及び前記Ｎ極導体の電源との接続端子を前記スイッチングモジュールの上又は下方向に配置し、制御回路ブスバーの前記制御回路基板との接続端子を前記スイッチングモジュールの右又は左方向に配置し、前記Ｐ極導体及び前記Ｎ極導体を流れる電流の経路と、前記制御回路ブスバーを流れる電気信号の経路を互いに直交させることを特徴とする電力変換装置。

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