車輛用電力變換裝置的製作方法

2023-12-02 15:49:01 3

本發明的實施方式涉及車輛用電力變換裝置。

背景技術：

以往，轉換器大多由二極體鉗位型三電平電路構成。近年來，期待通過對該轉換器應用正在進行開發的碳化矽元件等低損耗器件，從而使轉換器裝置小型化。

然而，在當前所提供的碳化矽元件等中，儘管開始出現了能承受高電壓的元件，但價格高，可靠性也有待驗證。因此，雖然目前低耐壓的碳化矽元件具有實用性，但是需要進行元件的串行化和/或與現有的矽元件組合的多電平化。這二者中，元件的串行化存在損耗增加、元件數增加、平衡控制等問題，因此，目前多電平化是有利的。

於是，提出了將單相三電平轉換器和單相兩電平轉換器串聯連接的多電平電路。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-7941號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

然而，在現有技術中，為了使組成多電平電路的、構成單相兩電平轉換器的功率模塊以及構成單相三電平轉換器的功率模塊冷卻，必須具備冷卻裝置。在該冷卻裝置為了利用車輛的行駛風來進行冷卻而露出到外部環境的情況下，需要將該冷卻裝置接地。在該情況下，可認為冷卻裝置與功率模塊之間產生電位差，因此，需要在冷卻裝置與功率模塊之間設置絕緣介質等，不僅構造變得複雜，而且冷卻性能因插入絕緣介質而降低。

用於解決技術問題的方案

實施方式的車輛用電力變換裝置是將單相交流電力變換成直流電力的電力變換裝置，具備兩電平轉換器、三電平轉換器以及一個冷卻裝置。冷卻裝置設置有內置構成兩電平轉換器的開關器件的功率模塊，和內置構成三電平轉換器的開關器件的功率模塊。內置構成三電平轉換器的開關器件的功率模塊具有大於等於可施加於構成三電平轉換器的兩個串聯連接的電容器中的任意一個的電壓的絕緣耐壓。內置構成兩電平轉換器的開關器件的功率模塊具有大於等於可施加於構成三電平轉換器的兩個串聯連接的電容器中的任意一個以及構成兩電平轉換器的電容器的電壓的總和的絕緣耐壓。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置的結構的圖。

圖2是示出與對於第一實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置的輸出電壓指示對應的各轉換器的指令值電壓的圖。

圖3是示出第一實施方式所涉及的由各轉換器所包含的開關器件進行的開關控制的圖。

圖4是示出構成車輛用電力變換裝置的功率模塊的配置例的圖。

圖5是示例出第一實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置的功率模塊的側面的圖。

圖6是示出在從上方觀察第一實施方式所涉及的電容器的情況下的配置例的圖。

圖7是示出在從側面觀察第一實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置的情況下的配置例的圖。

圖8是示出第二實施方式的構成車輛用電力變換裝置的功率模塊的配置例的圖。

圖9是示出在從上方觀察第二實施方式所涉及的電容器的情況下的配置例的圖。

圖10是示出在從側面觀察第二實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置的情況下的配置例的圖。

具體實施方式

(第一實施方式)

圖1是示出第一實施方式所涉及的包括車輛用的多電平轉換器1的車輛用電力變換裝置11的結構的圖。如圖1所示，本實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11串聯連接有單相三電平轉換器50以及單相兩電平轉換器40。

而且，車輛用電力變換裝置11經由具有電抗器成分的無源元件2而與電力系統等的交流電源100連接，在將單相交流電力變換成直流電力後，向負載3供給電力。此外，本實施方式並非限制搭載車輛用電力變換裝置11的車輛，也可以搭載在各種車輛上。負載3在本實施方式中由逆變器和電機構成，但也可以是任意的結構。

控制部150對單相三電平轉換器50以及單相兩電平轉換器40進行控制。

單相兩電平轉換器40是單相轉換器，由開關器件4a～4d以及(直流)電容器14構成。另外，在單相兩電平轉換器40中，兩個開關器件4a、4b經由與供給單相交流電力的交流電源100連接的第一連接點41串聯連接並且與該電容器14並聯連接，兩個開關器件4c、4d經由第二連接點42串聯連接並且與電容器14並聯連接。

此外，在各開關器件4a～4d中，包含具有自滅弧能力並且進行開關的電晶體(開關元件)4aa、4ba、4ca、4da、以及相對於電晶體4aa、4ba、4ca、4da反並聯連接的(續流)二極體4ab、4bb、4cb、4db。本實施方式所涉及的單相兩電平轉換器40由SiC(碳化矽器件)構成。單相兩電平轉換器40通過使用SiC(碳化矽器件)，能夠降低開關損耗。

單相兩電平轉換器40在比電容器14更靠近交流電源100一側串聯連接有開關器件4a以及開關器件4b。開關器件4a設置於電容器14的正電位側，開關器件4b設置於電容器14的負電位側。而且，單相兩電平轉換器40將開關器件4a與開關器件4b之間的第一連接點41作為交流輸入輸出點，通過第一連接點41經由具有電抗器成分的無源元件2而與電力系統等的交流電源100連接。

另外，單相兩電平轉換器40在比電容器14更靠近負載3一側串聯連接有開關器件4c以及開關器件4d。開關器件4c設置於電容器14的正電位側，開關器件4d設置於電容器14的負電位側。而且，通過開關器件4c與開關器件4d之間的第二連接點42(交流輸入輸出點)而與單相三電平轉換器50連接。

接下來，對連接於單相兩電平轉換器40與負載3之間的單相三電平轉換器50進行說明。單相三電平轉換器50具備兩條線路、雙向開關器件7以及(由電容器15a、電容器15b構成的)電容器部15。

單相三電平轉換器50設置有兩個串聯連接的電容器15a、15b，兩個開關器件5a、5b經由(與第二連接點42連接的)第三連接點42a串聯連接並且與兩個串聯連接的電容器15a、15b並聯連接，兩個開關器件5c、5d經由第四連接點42b串聯連接並且與兩個串聯連接的電容器15a、15b並聯連接，在從第四連接點42b到中性點9的路徑上，設置有將多個開關器件5e、5f反極性地串聯連接的雙向開關器件7。

此外，在各開關器件5a～5f中，包含具有自滅弧能力並且進行開關的電晶體(開關元件)5aa、5ba、5ca、5da、5ea、5fa、以及相對於電晶體5aa、5ba、5ca、5da、5ea、5fa反並聯連接的(續流)二極體5ab、5bb、5cb、5db、5eb、5fb。

單相三電平轉換器50所具備的兩條線路中的一個由開關器件5a、開關器件5b構成。開關器件5a、5b串聯地相連接。開關器件5a連接於電容器部15的正電位與第三連接點42a之間。開關器件5b連接於電容器部15的負電位與第三連接點42a之間。第三連接點42a是與第二連接點42連接的點。

單相三電平轉換器50所具備的兩條線路中的另一個由開關器件5c、開關器件5d構成。開關器件5c、5d串聯地相連接。開關器件5c連接於電容器部15的正電位與(與雙向開關器件7以及中性點9側連接的)第四連接點42b之間。開關器件5d連接於電容器部15的負電位與第四連接點42b之間。

在單相三電平轉換器50中，將連接開關器件5c、5d、5e的第四連接點42b作為交流輸入輸出點，經由具有電抗器成分的無源元件2而與電力系統等的交流電源100連接。

在兩條線路的第四連接點42b(另一個的交流輸入輸出點)的靠負載3側連接有雙向開關器件7。雙向開關器件7具有反極性地串聯連接的開關器件5e、5f。雙向開關器件7的負載3側與電容器部15連接。

電容器部15具有電容器15a、電容器15b。電容器15a與電容器15b串聯地相連接。電容器15a將正側連接於負載3的正電位導線10a，負側連接於中性點9。電容器15b將正側連接於中性點9，負側連接於負載3的負電位導線10b。中性點9連接於在電容器部15內串聯連接的電容器15a、15b之間。

本實施方式所涉及的單相兩電平轉換器40如上所述那樣由開關損耗少的碳化矽器件(SiC)等構成，單相三電平轉換器50由高耐壓的矽器件等構成。由此，單相兩電平轉換器40與單相三電平轉換器50相比，能夠減少開關損耗。由此，即使在單相兩電平轉換器40的開關次數增多的情況下，也能夠抑制開關損耗。另一方面，單相三電平轉換器50與單相兩電平轉換器40相比，耐電壓性增高。

如圖1所示，在對中性點9進行了接地的情況下，相對於接地點，開關器件5a～5f以中性點9為基點而具有與電容器15a或電容器15b的電壓相當的電位。與此相對地，開關器件4a～4d以中性點9為基點而呈與對電容器15a或電容器15b的電壓再加上電容器14的電壓而得到的電壓相當的電位。因此，在車輛用電力變換裝置11中，需要考慮單相三電平轉換器50與單相兩電平轉換器40之間的電位差，進行絕緣設計。

在單相三電平轉換器50的基本輸出周期內，單相三電平轉換器50的輸出電壓能夠以5級來進行調整。該單相三電平轉換器50對所具有的(可控的)開關器件5a～5f的切換相位進行控制。接下來，對包括單相三電平轉換器50的5級的輸出電壓在內的、車輛用電力變換裝置11的指令值電壓進行說明。

圖2是示出與對於第一實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11的輸出電壓指示對應的各轉換器的指令值電壓的圖。圖2中示出了車輛用電力變換裝置11的輸出電壓指令值Vref201、單相三電平轉換器50的指令值電壓202、單相兩電平轉換器40的指令值電壓203以及單相兩電平轉換器40的輸出電壓204。

也就是說，本實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11通過組合單相三電平轉換器50的指令值電壓202和單相兩電平轉換器40的指令值電壓203，實現了車輛用電力變換裝置11的輸出電壓指令值Vref201。

而且，本實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11在使開關損耗低的單相兩電平轉換器40的開關頻率高於單相三電平轉換器50的基礎上，控制單相兩電平轉換器40，以使其跟隨輸出電壓指令值Vref201的詳細變化。由此實現了詳細的電壓的控制以及開關損耗的降低。

一般而言，碳化矽器件等開關損耗少的元件大多耐電壓性低。於是，在本實施方式中，為了使電壓的大的變化成為可能，對耐電壓性高的單相三電平轉換器50進行了用於實現階梯波形的控制。

在本實施方式中，對車輛用電力變換裝置11的輸出電壓指令值Vref201設置有閾值，該閾值用於輸出單相三電平轉換器50的電容器15a、15b的直流電壓。例如，將用於由單相三電平轉換器50的電容器15a、15b的任意一個輸出直流電壓的電壓閾值設為±Vthr1。再者，將用於輸出單相三電平轉換器50的電容器15a、15b雙方的直流電壓的電壓閾值設為±Vthr2。而且，控制部150根據輸出電壓指令值Vref是否超過了電壓閾值±Vthr1以及電壓閾值±Vthr2，來控制單相三電平轉換器50所包含的開關器件5a～5f。

如圖2的指令值電壓202所示，單相三電平轉換器50的輸出電壓值以如下5級來控制輸出電壓值：負的(由電容器15a、15b輸出的)全電壓；負的(由電容器15a、15b的任意一個輸出的)半電壓；0；正的(由電容器15a、15b的任意一個輸出的)半電壓；以及正的(由電容器15a、15b輸出的)全電壓。而且，控制部150進行與在5級上切換輸出電壓值的正時、即時刻t1～t8對應的相位的控制。

再者，控制部150根據單相兩電平轉換器40的指令值電壓203進行控制，以使得成為單相兩電平轉換器40的輸出電壓204。接下來對具體的開關器件的控制進行說明。

圖3是示出由各轉換器所包含的開關器件進行的開關控制的圖。在圖3所示的例子中，示出了單相三電平轉換器50側的開關器件5a～5f的開關控制以及單相兩電平轉換器40側的開關器件4a～4d的開關控制。

而且，在滿足條件Vthr1≥Vref≥-Vthr1的情況下(時間0～t1、t4～t5、t8以後)，控制部150使單相三電平轉換器50所包含的「開關器件5a和開關器件5c」的組合以及「開關器件5b和開關器件5d」的組合中的任意一個組合成為導通(ON)狀態。由此，單相三電平轉換器50的輸出電壓中沒有重疊電容器15a、15b的電壓，控制部150在對於單相兩電平轉換器40的脈寬調製控制中，輸出轉換器整體的輸出電壓指令值Vref。

在滿足條件Vthr2≥Vref>Vthr1的情況下(時刻t1～t2、t3～t4)，控制部150將單相三電平轉換器50所包含的開關器件5a、5e、5f控制為導通狀態。由此，轉換器輸出電壓中加上了電容器15a的電壓，因此，單相兩電平轉換器40按照由控制部150進行的脈寬調製控制，輸出轉換器整體的輸出電壓指令值Vref減去電容器15a的電壓而得到的差分電壓。

在滿足條件Vref>Vthr2的情況下(時刻t2～t3)，控制部150使單相三電平轉換器50所包含的開關器件5a、5d成為導通狀態。由此，轉換器輸出電壓中加上了電容器15a、15b的電壓，因此，單相兩電平轉換器40通過由控制部150進行的脈寬調製控制，輸出轉換器整體的輸出電壓指令值Vref減去電容器15a、15b的電壓而得到的差分電壓。

在滿足條件-Vthr1>Vref≥-Vthr2的情況下(時刻t5～t6、t7～t8)，控制部150使單相三電平轉換器50所包含的開關器件5b、5e以及5f成為導通狀態。由此，從轉換器輸出電壓中減去了電容器15b的電壓，因此，單相兩電平轉換器40通過由控制部150進行的脈寬調製控制，輸出對轉換器整體的輸出電壓指令值Vref加上電容器15a的電壓而得到的差分電壓。

在滿足條件-Vthr2>Vref的情況下(時刻t6～t7)，控制部150使單相三電平轉換器50所包含的開關器件5b以及5c成為導通狀態。由此，從轉換器輸出電壓中減去了電容器15a、15b的電壓，因此，單相兩電平轉換器40通過由控制部150進行的脈寬調製控制，輸出對轉換器整體的輸出電壓指令值Vref加上電容器15a、15b而得到的差分電壓。

這樣，本實施方式所涉及的控制部150用規定電壓單位(閾值±Vthr2、閾值±Vthr1)來控制單相三電平轉換器50所包含的開關器件5a～5f。而且，控制部150以對應於比規定電壓小的輸出電壓的變化的方式，控制單相兩電平轉換器40所包含的開關器件4a～4d。

圖4是示出構成車輛用電力變換裝置11的功率模塊的配置例的圖。如圖4所示，在車輛用電力變換裝置11中設置有冷卻裝置720。而且在冷卻裝置720上設置有設為單相兩電平轉換器40用的兩電平用區域701、以及設為單相三電平轉換器50用的三電平用區域702。另外，圖4所示的每個功率模塊(例如，功率模塊704a～704d、705a～705f)中內置有一個開關器件(例如，開關器件4a～4d、5a～5f)。此外，在圖4中，設為一個功率模塊對應一個開關器件來進行說明，但也可以對一個功率模塊內置大於等於兩個開關器件。

在設為單相兩電平轉換器40用的兩電平用區域701中，構成了單相兩電平轉換器40用的開關電路，配置有功率模塊704a～704d。在這些功率模塊704a～704d中內置有開關器件4a～4d。此外，關於單相兩電平轉換器40用的電容器14的配置，將在下面進行說明。

在設為單相三電平轉換器50用的三電平用區域702中，構成了單相三電平轉換器50用的開關電路，配置有功率模塊705a～705f。在這些功率模塊705a～705f中內置有開關器件5a～5f。此外，關於單相三電平轉換器50用的電容器15a、15b的配置，將在下面進行說明。

如圖4所示，單相兩電平轉換器40的功率模塊704a～704d以及單相三電平轉換器50的功率模塊705a～705f設置於同一冷卻裝置720上。

本實施方式的冷卻裝置720構成為冷卻翅片，通過車輛的行駛風等，使功率模塊704a～704d以及功率模塊705a～705f冷卻。為了使冷卻效率提高，大多將這種冷卻裝置720設置於可從外部接觸到的地方。這樣，在將冷卻裝置720設置於可接觸到的地方的情況下，為了確保安全性，需要將該冷卻裝置720接地。

如上所述，在內置有開關器件4a～4d的功率模塊704a～704d以及內置有開關器件5a～5f的功率模塊705a～705f中，電位不同。考慮到這些，則需要在冷卻裝置720與功率模塊704a～704d及功率模塊705a～705f之間設置絕緣介質，但是，不僅構造變得複雜，而且冷卻性能可能會降低。

於是，在本實施方式中，不在冷卻裝置720與功率模塊704a～704d及功率模塊705a～705f之間設置絕緣介質。除此之外，在本實施方式中，作為功率模塊705a～705f，使用具備大於等於可施加於電容器15a或電容器15b的電壓的電位的絕緣耐壓的功率模塊，並且，作為功率模塊704a～704d，使用具備大於等於對可施加於電容器15a或電容器15b的電壓加上可施加於電容器14的電壓而導出的電位的絕緣耐壓的功率模塊。

這樣，功率模塊704a～704d與功率模塊705a～705f相比，具備高的絕緣耐壓。也就是說，在耐電壓性方面，單相三電平轉換器50的功率模塊705a～705f比單相兩電平轉換器40的功率模塊704a～704d高，另一方面，在絕緣耐壓方面，單相兩電平轉換器40的功率模塊704a～704d比單相三電平轉換器50的功率模塊705a～705f高。

作為提高絕緣耐壓的方法之一，可考慮增加功率模塊的沿面距離的方法。圖5是示例出功率模塊704a的側面的圖。如圖5所示，功率模塊704a的側面部由凹凸形狀構成，通過增加沿面距離，能夠提高絕緣耐壓。此外，在圖5中，說明了功率模塊704a的情況，但設其他功率模塊704a～704d也(根據需要，功率模塊705a～705f也)具備同樣的形狀。此外，圖5所示的例子示例了用於增加沿面距離的功率模塊的形狀，只要是增加沿面距離，則也可以是其他形狀。再者，也可以通過除增加沿面距離以外的方法，來使絕緣耐壓提高。

接下來，對電容器的配置進行說明。圖6是示出在從上方觀察本實施方式所涉及的電容器的情況下的配置例的圖。在圖6所示的例子中，在兩電平用區域701的功率模塊704a～704d的上部配置有電容器14。再者，在三電平用區域702的功率模塊705a、705c、705e的上部配置有電容器15a，在三電平用區域702的功率模塊705b、705d、705f的上部配置有電容器15b。

圖7是示出在從側面觀察本實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11的情況下的配置例的圖。如圖10所示，冷卻裝置720的散熱部1001露出到車輛用電力變換裝置11的外部，構成該散熱部1001的翅片(散熱板)沿行進方向而配置，以使得在車輛行駛時利用行駛風來冷卻。

而且，在冷卻裝置720上，配置有功率模塊704b、704d、705b、705d、705f。另外，無法從圖7中視覺識別的功率模塊704a、704c、705a、705c、705e也同樣地配置在冷卻裝置720上。

而且，如圖7所示，設置於單相兩電平轉換器40的電容器14設置在功率模塊(704a～704d)的上方且設置在其近旁。同樣地，設置於單相三電平轉換器50的電容器15a、15b設置在功率模塊(705a～705f)的上方且設置在其近旁。

而且，單相兩電平轉換器40的電路設置於電容器14與功率模塊704a～704d之間即1002處。這樣，電容器14以及功率模塊704a～704d相接近，因此，單相兩電平轉換器40的電路內的電流路徑變短。

同樣地，單相三電平轉換器50的電路設置於電容器15a、15b與功率模塊705a～705f之間即1003處。這樣，由於電容器15a、15b以及功率模塊705a～705f相接近，因此，單相三電平轉換器50的電路內的電流路徑變短。

也就是說，轉換器電路內的電流路徑越長，電路電感越大，而在本實施方式中，通過將電容器(電容器14以及電容器15a、15b)設置在構成各轉換器(單相兩電平轉換器40以及單相三電平轉換器50)的功率模塊(功率模塊704a～704d以及功率模塊705a～705f)的上方且設置在其近旁，能夠使電路電感降低。

另外，單相兩電平轉換器40的構成開關器件4a～4d的(低耐壓的)功率模塊704a～704d與構成開關器件5a～5f的(高耐壓的)功率模塊705a～705f相比，能夠降低開關損耗。然而，單相兩電平轉換器40與單相三電平轉換器50相比，由於進行高速的開關動作，因此開關次數更多。再者，功率模塊704a～704d與功率模塊705a～705f相比，散熱面積更小。因此，單相兩電平轉換40的功率模塊704a～704d與單相三電平轉換器50的功率模塊705a～705f相比，溫度有可能上升得更高。

於是，在本實施方式中，使用如下功率模塊：即、內置構成單相兩電平轉換器40的開關器件4a～4d的功率模塊704a～704d的工作溫度上限值比內置構成單相三電平轉換器50的開關器件5a～5f的功率模塊705a～705f高。由此，即使在進行高速的開關動作的情況下，也能夠使穩定性提高。

在本實施方式中，通過具備上述的結構，能夠將功率模塊704a～704d以及功率模塊705a～705f直接配置於接地的同一冷卻裝置720。由此，不需要設置絕緣介質等，因此，能夠在簡化構造的基礎上，使冷卻性能提高。

(第二實施方式)

在第一實施方式中，說明了將內置構成單相兩電平轉換器40的開關器件4a～4d的功率模塊704a～704d與內置構成單相三電平轉換器50的開關器件5a～5f的功率模塊705a～705f配置在同一冷卻裝置720上的例子。然而，上述的實施方式並非限制於將功率模塊704a～704d以及功率模塊705a～705f配置於同一冷卻裝置720的情況。於是，在第二實施方式中，說明將功率模塊704a～704d以及功率模塊705a～705f配置在不同的冷卻裝置上的例子。

第二實施方式的車輛用電力變換裝置11具備與第一實施方式的車輛用電力變換裝置11(圖1中示出的結構)同樣的電路結構，省略說明。

圖8是示出第二實施方式的構成車輛用電力變換裝置11的功率模塊的配置例的圖。如圖8所示，設置有單相兩電平轉換器40用的兩電平用冷卻裝置1120以及單相三電平轉換器50用的三電平用冷卻裝置1121。

而且，在兩電平用冷卻裝置1120上設置有設為單相兩電平轉換器40用的兩電平用區域1130。另外，在三電平用冷卻裝置1121上設置有設為單相三電平轉換器50用的三電平用區域1131。另外，圖8所示的每個功率模塊(例如，功率模塊704a～704d、705a～705f)中內置有一個開關器件(例如，開關器件4a～4d、5a～5f)。此外，在圖8中，設為一個功率模塊對應一個開關器件來進行說明，但也可以對一個功率模塊內置大於等於兩個開關器件。

在兩電平用冷卻裝置1120上，在設為單相兩電平轉換器40用的兩電平用區域1130中，構成了單相兩電平轉換器40用的開關電路，配置有功率模塊704a～704d。在這些功率模塊704a～704d中內置有開關器件4a～4d。此外，關於單相兩電平轉換器40用的電容器14的配置，將在下面進行說明。

在三電平用冷卻裝置1121上，在設為單相三電平轉換器50用的三電平用區域1131中，構成了單相三電平轉換器50用的開關電路，配置有功率模塊705a～705f。在這些功率模塊705a～705f中內置有開關器件5a～5f。此外，關於單相三電平轉換器50用的電容器15a、15b的配置，將在下面進行說明。

接下來，對電容器的配置進行說明。圖9是示出在從上方觀察本實施方式所涉及的電容器的情況下的配置例的圖。在圖9所示的例子中，在兩電平用區域1130的功率模塊704a～704d的上部配置有電容器14。再者，在三電平用區域1131的功率模塊705b、705d、705f的上部配置有電容器15a，在三電平用區域1131的功率模塊705a、705c、705e的上部配置有電容器15b。

而且，即使單相兩電平轉換器40與單相三電平轉換器50之間的配線電感高，也沒有問題，因此，只要將兩電平用冷卻裝置1120設置在無法從外部接觸的地方，且無需將兩電平用冷卻裝置1120接地，那麼也可以不考慮如第一實施方式那樣的功率模塊704a～704d的絕緣耐壓。

圖10是示出在從側面觀察本實施方式所涉及的車輛用電力變換裝置11的情況下的配置例的圖。在圖10中，配置有單相兩電平轉換器40的兩電平用冷卻裝置1120配置在裝置內部，配置有單相三電平轉換器50的三電平用冷卻裝置1121配置為其一部分露出到裝置外部，單相兩電平轉換器40與單相三電平轉換器50通過連接導體1301連接。

如圖10所示，三電平用冷卻裝置1121的散熱部1302露出到車輛用電力變換裝置11的外部環境，構成該散熱部1302的翅片(散熱板)沿行進方向而配置，以使得在車輛行駛時利用行駛風(空氣)來冷卻。因此，三電平用冷卻裝置1121需要接地，並且，功率模塊705a～705f需要具備與第一實施方式同樣的絕緣耐壓。

另一方面，兩電平用冷卻裝置1120容納於車輛用電力變換裝置11的內部(換言之，構成為不露出到外部環境)，並且，使用(未圖示的)風扇(冷卻部)等對兩電平用冷卻裝置1120進行強制冷卻。也就是說，可認為由行駛風帶來的冷卻效果會因將兩電平用冷卻裝置1120配置在了無法從外部接觸的地方而減弱。因此，設為使用風扇等進行強制冷卻。再者，通過將兩電平用冷卻裝置1120構成為不接地，從而在功率模塊704a～704d與兩電平用冷卻裝置1120之間並不產生如第一實施方式那樣的電位差，因此，功率模塊704a～704d也可以不構成為具備如第一實施方式那樣的絕緣耐壓。

而且，設置於單相兩電平轉換器40的電容器14設置在功率模塊(704a～704d)的上方且設置在其近旁。同樣地，設置於單相三電平轉換器50的電容器15a、15b設置在功率模塊(705a～705f)的上方且設置在其近旁。

由此，與第一實施方式同樣地，能夠縮短單相兩電平轉換器40以及單相三電平轉換器50的電路內的電流路徑。也就是說，在本實施方式的單相兩電平轉換器40以及單相三電平轉換器50中，與第一實施方式同樣地，能夠降低電路電感。

再者，單相兩電平轉換器40的功率模塊704a～704d與單相三電平轉換器50的(高耐壓的)功率模塊705a～705f相比，能夠降低開關損耗。然而，單相兩電平轉換器40與單相三電平轉換器50相比，開關次數多，散熱面積小，因此，溫度有可能上升得更高。

於是，在本實施方式中，使用如下功率模塊：即、單相兩電平轉換器40的功率模塊704a～704d的工作溫度上限值比單相三電平轉換器50的功率模塊705a～705f高。由此，即使在進行高速的開關動作的情況下，也能夠使穩定性提高。

在本實施方式中，通過具備上述的結構，不需要在功率模塊704a～704d與兩電平用冷卻裝置1120之間、以及功率模塊705a～705f與功率模塊705a～705f之間設置絕緣介質等，因此，能夠簡化構造，並且使冷卻性提高。

雖然對本發明的幾個實施方式進行了說明，但是這些實施方式是作為例子提出的，並非旨在限定發明的保護範圍。這些新穎的實施方式能夠以其他各種方式實施，在不偏離發明宗旨的範圍內，可以進行各種省略、替換、變更。這些實施方式或其變形包含在發明的保護範圍或宗旨中，並且，包含在權利要求書所記載的發明和其等同的保護範圍內。