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JR貨物・JR東日本・JR西日本・JR九州・JR総研EF590形交直流電気機関車試験車・東西九691系試験電車：
交直流電気機関車の誕生の経緯に、常磐線の地磁気観測所対策の藤代セクションがあり、鹿児島本線交流電化に伴う関門トンネルの門司セクションがある。
また、北陸本線・湖西線では北陸本線田村での地上切替試験実績と、信越本線直流電化による交直流セクションを敦賀・糸魚川・村上に抱える。
現状、交直流機関車の構造は直流回路の上に特高圧変圧器と整流器を搭載する構造で回路の一体化が出来ない為にコスト高となってしまう。
そこで、半導体技術を多用して、変電所での周波数変換や青函トンネル内共同溝直流送電で用いられる光トリガーサイリスタを応用した、トラクションモジュールの試作である。
交流特高圧回路を直接直流に変換して、光トリガーサイリスタによるチョッパ制御により1500Vに落とし、そこに直流回路を挿入してVVVF駆動とする。
回生ブレーキは光トリガーサイリスタで交流50/60Hz20kVに変換。