JP6061068B2 - Switching circuit and medical device - Google Patents

Switching circuit and medical device Download PDF

Info

Publication number
JP6061068B2
JP6061068B2 JP2012196552A JP2012196552A JP6061068B2 JP 6061068 B2 JP6061068 B2 JP 6061068B2 JP 2012196552 A JP2012196552 A JP 2012196552A JP 2012196552 A JP2012196552 A JP 2012196552A JP 6061068 B2 JP6061068 B2 JP 6061068B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
transistor
switching circuit
fluid
wiring layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012196552A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014053742A (en
Inventor
大島 敦
敦 大島
井出 典孝
典孝 井出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2012196552A priority Critical patent/JP6061068B2/en
Priority to US14/019,317 priority patent/US9539390B2/en
Publication of JP2014053742A publication Critical patent/JP2014053742A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6061068B2 publication Critical patent/JP6061068B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、スイッチング回路及び医療機器に関する。   The present invention relates to a switching circuit and a medical device.

ローターの周縁部の同心円上に設けられた複数のローラー、チューブ受部材との間に流体を流動するチューブを装着し、ローターを回転させることによって、ローラーが順次チューブを押圧して流体を流動させる流体輸送装置を利用した医療機器が知られている。また、複数のローラーに代えて、複数の押圧素子(例えば、圧電素子)を用いてチューブを押圧して流体を流動させる流体輸送装置を利用した医療機器や、圧電素子を用いた流体噴射装置を利用した医療機器が知られている。   A plurality of rollers provided on concentric circles on the peripheral edge of the rotor and a tube that flows fluid between the tube receiving member and a rotor are rotated, so that the roller sequentially presses the tube and causes the fluid to flow. Medical devices that use fluid transport devices are known. Further, instead of a plurality of rollers, a medical device using a fluid transport device that presses a tube using a plurality of pressing elements (for example, piezoelectric elements) to flow a fluid, or a fluid ejecting apparatus using a piezoelectric element Medical devices used are known.

例えば、複数の圧電素子を駆動するための回路として、D級増幅器などのスイッチング回路を用いる場合には、出力電圧のリンギングを抑制するために、電源電位と接地電位との間にバイパスコンデンサーを配置することが一般的に行われている(例えば、特許文献1)。例えば、流体輸送装置や流体噴射装置を利用した医療機器においては、リンギングの発生は、EMIノイズの発生につながるので、装置自身や周辺機器の動作の妨げとなる。また例えば、リンギングに伴うEMIノイズの発生の結果、流体噴射装置を利用した医療機器においては、流体の噴射量のばらつきの原因となる。   For example, when a switching circuit such as a class D amplifier is used as a circuit for driving a plurality of piezoelectric elements, a bypass capacitor is disposed between the power supply potential and the ground potential in order to suppress ringing of the output voltage. It is generally performed (for example, Patent Document 1). For example, in a medical device using a fluid transport device or a fluid ejection device, occurrence of ringing leads to generation of EMI noise, which hinders the operation of the device itself and peripheral devices. Further, for example, as a result of generation of EMI noise due to ringing, in a medical device using a fluid ejecting apparatus, a variation in fluid ejection amount is caused.

特開2011−187809号公報JP 2011-187809 A

リンギングを抑制するためには、スイッチング回路を構成する2つのトランジスターとバイパスコンデンサーからなるループで生じる寄生インダクタンスを小さくすることが重要である。寄生インダクタンスを小さくするためには、スイッチング回路を構成する2つのトランジスターとバイパスコンデンサーからなるループの面積を小さくする必要がある。コンデンサーの容量が大きくなるほどコンデンサーの電極間距離が大きくなるので、特許文献1に記載のコンデンサーの配置の場合には、コンデンサーの容量が大きくなるほどループの面積が大きくなりがちであった。このため、リンギングの抑制、すなわち、安定した流体の輸送に限界があった。   In order to suppress ringing, it is important to reduce the parasitic inductance generated in the loop composed of two transistors and a bypass capacitor constituting the switching circuit. In order to reduce the parasitic inductance, it is necessary to reduce the area of the loop composed of the two transistors and the bypass capacitor constituting the switching circuit. Since the distance between the electrodes of the capacitor increases as the capacity of the capacitor increases, in the case of the arrangement of the capacitor described in Patent Document 1, the area of the loop tends to increase as the capacity of the capacitor increases. For this reason, there is a limit to ringing suppression, that is, stable fluid transport.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、リンギングの発生を抑制したスイッチング回路、及び、安定して流体を取り扱える医療機器等を提供することができる。   The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, a switching circuit that suppresses the occurrence of ringing, a medical device that can stably handle fluid, and the like Can be provided.

[適用例1]
適用例にかかるスイッチング回路は、第1配線層及び第2配線層を有する多層配線基板と、前記多層配線基板の前記第1配線層側に実装される第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーと、を含み、前記多層配線基板は、前記第1配線層に形成された第1配線、第2配線、第3配線及び第4配線と、前記第2配線層に形成された第5配線と、前記第3配線と前記第5配線とを電気的に接続する第1ビア導体と、前記第4配線と前記第5配線とを電気的に接続する第2ビア導体と、を有し、前記第1トランジスターのドレイン電極は、前記第1配線と電気的に接続され、前記第1トランジスターのソース電
極は、前記第2配線と電気的に接続され、前記第2トランジスターのドレイン電極は、前記第2配線と電気的に接続され、前記第2トランジスターのソース電極は、前記第3配線と電気的に接続され、前記コンデンサーの第1電極は、前記第1配線と電気的に接続され、前記コンデンサーの第2電極は、前記第4配線と電気的に接続されている、スイッチング回路である。
[Application Example 1]
A switching circuit according to an application example includes a multilayer wiring board having a first wiring layer and a second wiring layer, a first transistor, a second transistor, and a capacitor mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board, The multilayer wiring board includes a first wiring, a second wiring, a third wiring, and a fourth wiring formed in the first wiring layer; a fifth wiring formed in the second wiring layer; A first via conductor that electrically connects a third wiring and the fifth wiring; and a second via conductor that electrically connects the fourth wiring and the fifth wiring; A drain electrode of the transistor is electrically connected to the first wiring, a source electrode of the first transistor is electrically connected to the second wiring, and a drain electrode of the second transistor is connected to the second wiring. Electrically connected with The source electrode of the second transistor is electrically connected to the third wiring, the first electrode of the capacitor is electrically connected to the first wiring, and the second electrode of the capacitor is the fourth wiring. It is a switching circuit electrically connected to the wiring.

この適用例によれば、第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーはいずれも多層配線基板の第1配線層側に実装され、第2配線層に形成された第5配線を介して電気的にループを形成している。これによって、コンデンサーが多層配線基板の第2配線層側に実装されている場合に比べて、コンデンサーが大きくなっても第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーを含む電気的なループの面積が大きくなるのを抑制できる。また、全ての配線を同一の配線層で形成した場合に比べても第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーを含む電気的なループの面積が大きくなるのを抑制できる。すなわち、寄生インダクタンスが大きくなるのを抑制できる。これによって、スイッチング回路の出力電圧のリンギングを抑制できる。   According to this application example, the first transistor, the second transistor, and the capacitor are all mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board and electrically looped through the fifth wiring formed in the second wiring layer. Is forming. As a result, the area of the electrical loop including the first transistor, the second transistor, and the capacitor is increased even when the capacitor is larger than when the capacitor is mounted on the second wiring layer side of the multilayer wiring board. Can be suppressed. In addition, it is possible to suppress an increase in the area of the electrical loop including the first transistor, the second transistor, and the capacitor even when all the wirings are formed with the same wiring layer. That is, it is possible to suppress an increase in parasitic inductance. Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit can be suppressed.

また、第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーはいずれも多層配線基板の第1配線層側に実装されているので、容易に実装することができる。   Further, since the first transistor, the second transistor, and the capacitor are all mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board, they can be easily mounted.

また、多層配線基板の第2配線層側には素子を配置していないので、例えば、多層配線基板の第2配線層側にヒートシンクを設けるなど、第1トランジスター及び第2トランジスターの放熱対策が容易となる。   In addition, since no element is arranged on the second wiring layer side of the multilayer wiring board, for example, a heat sink is easily provided on the second wiring layer side of the multilayer wiring board, so that heat dissipation measures for the first transistor and the second transistor are easy. It becomes.

[適用例2]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記多層配線基板を平面視した場合に、前記第1トランジスターの少なくとも一部、前記第2トランジスターの少なくとも一部及び前記コンデンサーの少なくとも一部は、同一直線上に配置されていることが好ましい。
[Application Example 2]
In the switching circuit according to the application example described above, when the multilayer wiring board is viewed in plan, at least part of the first transistor, at least part of the second transistor, and at least part of the capacitor are on the same line. It is preferable to arrange | position.

この適用例によれば、第1トランジスターの少なくとも一部、第2トランジスターの少なくとも一部及びコンデンサーの少なくとも一部が同一直線上に配置されているので、第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーを含む電気的なループの面積を小さくできる。これによって、寄生インダクタンスを小さくできるので、スイッチング回路の出力電圧のリンギングを抑制できる。   According to this application example, since at least a part of the first transistor, at least a part of the second transistor, and at least a part of the capacitor are arranged on the same straight line, the first transistor, the second transistor, and the capacitor are included. The area of the electrical loop can be reduced. As a result, the parasitic inductance can be reduced, and the ringing of the output voltage of the switching circuit can be suppressed.

[適用例3]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記第2配線と前記第5配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されていることが好ましい。
[Application Example 3]
In the switching circuit according to the application example described above, it is preferable that the second wiring and the fifth wiring are formed at positions where at least a part of the second wiring and the fifth wiring overlap when the multilayer wiring board is viewed in plan.

第2配線と第5配線には、通常は逆向きの電流が流れる。この適用例によれば、第2配線と第5配線は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路の出力電圧のリンギングを抑制できる。   A reverse current normally flows through the second wiring and the fifth wiring. According to this application example, since the second wiring and the fifth wiring are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance. Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit can be suppressed.

[適用例4]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記多層配線基板は、前記第1配線層以外の配線層に形成された第6配線と、前記第1配線と前記第6配線とを電気的に接続する第3ビア導体と、をさらに有することが好ましい。
[Application Example 4]
In the switching circuit according to the application example described above, the multilayer wiring board electrically connects the sixth wiring formed in a wiring layer other than the first wiring layer, and the first wiring and the sixth wiring. It is preferable to further have a third via conductor.

この適用例によれば、第1配線と電気的に接続された第6配線が、第1配線層以外の配線層(例えば、第2配線層)に形成されているので、第6配線が放熱板として機能する。したがって、第1トランジスターの放熱効率を向上させることができる。   According to this application example, since the sixth wiring electrically connected to the first wiring is formed in a wiring layer other than the first wiring layer (for example, the second wiring layer), the sixth wiring dissipates heat. Functions as a board. Therefore, the heat dissipation efficiency of the first transistor can be improved.

[適用例5]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記多層配線基板は、前記第1配線層以外の配線層に形成された第7配線と、前記第2配線と前記第7配線とを電気的に接続する第4ビア導体と、をさらに有することが好ましい。
[Application Example 5]
In the switching circuit according to the application example described above, the multilayer wiring board electrically connects a seventh wiring formed in a wiring layer other than the first wiring layer, the second wiring, and the seventh wiring. It is preferable to further have a fourth via conductor.

この適用例によれば、第2配線と電気的に接続された第7配線が、第1配線層以外の配線層(例えば、第2配線層)に形成されているので、第7配線が放熱板として機能する。したがって、第2トランジスターの放熱効率を向上させることができる。   According to this application example, since the seventh wiring electrically connected to the second wiring is formed in a wiring layer other than the first wiring layer (for example, the second wiring layer), the seventh wiring is dissipated. Functions as a board. Therefore, the heat dissipation efficiency of the second transistor can be improved.

[適用例6]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記多層配線基板は、前記第1配線層に形成された第8配線と、前記第2配線層に形成された第9配線と、前記第2配線と前記第9配線とを電気的に接続する第5ビア導体と、をさらに有し、前記第1トランジスターのゲート電極は、前記第8配線に電気的に接続され、前記第8配線と前記第9配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されていることが好ましい。
[Application Example 6]
In the switching circuit according to the application example described above, the multilayer wiring board includes: an eighth wiring formed in the first wiring layer; a ninth wiring formed in the second wiring layer; the second wiring; A fifth via conductor that is electrically connected to the ninth wiring, and a gate electrode of the first transistor is electrically connected to the eighth wiring, and the eighth wiring and the ninth wiring Is preferably formed at a position where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board is viewed in plan.

第8配線と第9配線には、通常は逆向きの電流が流れる。この適用例によれば、第8配線と第9配線は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路の出力電圧のリンギングを抑制できる。   Normally, reverse currents flow through the eighth wiring and the ninth wiring. According to this application example, since the eighth wiring and the ninth wiring are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance. Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit can be suppressed.

[適用例7]
上述の適用例にかかるスイッチング回路において、前記多層配線基板は、前記第1配線層に形成された第10配線をさらに有し、前記第2トランジスターのゲート電極は、前記第10配線に電気的に接続され、前記第5配線と前記第10配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されていることが好ましい。
[Application Example 7]
In the switching circuit according to the application example described above, the multilayer wiring board further includes a tenth wiring formed in the first wiring layer, and a gate electrode of the second transistor is electrically connected to the tenth wiring. It is preferable that the fifth wiring and the tenth wiring are connected and formed at a position where at least a part of the fifth wiring and the tenth wiring overlap when the multilayer wiring board is viewed in plan.

第5配線と第10配線には、通常は逆向きの電流が流れる。この適用例によれば、第5配線と第10配線は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路の出力電圧のリンギングを抑制できる。   A reverse current normally flows through the fifth wiring and the tenth wiring. According to this application example, since the fifth wiring and the tenth wiring are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance. Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit can be suppressed.

[適用例8]
適用例にかかる医療機器は、駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、前記変調信号を、前記第1トランジスターのゲート電極及び前記第2トランジスターのゲート電極で受け付け、前記変調信号を電力増幅した信号である電力増幅変調信号を生成する、上述のいずれかのスイッチング回路と、前記電力増幅変調信号を平滑化することによって駆動信号を生成する平滑フィルターと、を含む容量性負荷駆動回路を含む、医療機器である。
[Application Example 8]
A medical device according to an application example includes a drive waveform signal generation circuit that generates a drive waveform signal, a modulation circuit that generates a modulation signal by pulse-modulating the drive waveform signal, and the modulation signal that is a gate of the first transistor. By receiving the electrode and the gate electrode of the second transistor and generating a power amplification modulation signal that is a signal obtained by power amplification of the modulation signal, and by smoothing the power amplification modulation signal A medical device including a capacitive load driving circuit including a smoothing filter that generates a driving signal.

この適用例によれば、リンギングの発生を抑制したスイッチング回路を含んでいるので、安定して流体を取り扱える医療機器を実現できる。   According to this application example, since the switching circuit that suppresses the occurrence of ringing is included, a medical device that can stably handle fluid can be realized.

本実施形態のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200の詳細な構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the detailed structure of the capacitive load drive circuit 200 using the switching circuit 230 of this embodiment. 本実施形態のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200が駆動信号408を生成する動作の概要を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the outline | summary of the operation | movement in which the capacitive load drive circuit 200 using the switching circuit 230 of this embodiment produces | generates the drive signal 408. FIG. 図3(A)及び図3(B)は、スイッチング回路230の配置例を示す平面図である。FIG. 3A and FIG. 3B are plan views illustrating an arrangement example of the switching circuit 230. 図3(A)及び図3(B)のA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA line of FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B). 寄生インダクタンスについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating a parasitic inductance. 図6(A)は、本実施形態のスイッチング回路230の出力電圧波形例を示すグラフ、図6(B)は、比較例のスイッチング回路の出力電圧波形例を示すグラフである。6A is a graph showing an example of the output voltage waveform of the switching circuit 230 of the present embodiment, and FIG. 6B is a graph showing an example of the output voltage waveform of the switching circuit of the comparative example. 第1変形例のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200の詳細な構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the detailed structure of the capacitive load drive circuit 200 using the switching circuit 230 of a 1st modification. 図8(A)及び図8(B)は、スイッチング回路230の配置例の第1変形例を示す平面図である。FIGS. 8A and 8B are plan views showing a first modification of the arrangement example of the switching circuit 230. FIG. 図9(A)及び図9(B)は、スイッチング回路230の配置例の第2変形例を示す平面図である。9A and 9B are plan views showing a second modification of the arrangement example of the switching circuit 230. FIG. 流体噴射装置1を例示した説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a fluid ejection device 1. FIG. 本実施形態にかかる脈流発生部21を流体の噴射方向に沿って切断した切断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cut surface which cut | disconnected the pulsating flow generation part 21 concerning this embodiment along the injection direction of the fluid. 本実施形態の流体輸送装置20を含む流体輸送器1Aの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of 1 A of fluid transporters containing the fluid transport apparatus 20 of this embodiment. 流体輸送装置20の流体輸送の仕組みを説明するための図である。4 is a diagram for explaining a mechanism of fluid transportation of the fluid transportation device 20. FIG.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drawings used are for convenience of explanation. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

以下では、次のような順序にしたがって本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.

1.スイッチング回路の構成例
2.スイッチング回路の配置例
3.スイッチング回路の配置例の第1変形例
4.スイッチング回路の配置例の第2変形例
5.医療機器
1. 1. Configuration example of switching circuit 2. Arrangement example of switching circuit 3. First modification example of arrangement of switching circuit 4. Second modification of arrangement example of switching circuit Medical equipment

1.スイッチング回路の構成例
図1は、本実施形態のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200の詳細な構成を示した説明図である。図示されているように、容量性負荷駆動回路200は、駆動波形信号402を発生する駆動波形信号発生回路210と、駆動波形信号402をパルス変調して変調信号GH及び変調信号GLを生成する変調回路220と、変調信号GH及び変調信号GLを受け付け、変調信号GH及び変調信号GLを電力増幅した信号である電力増幅変調信号406を生成するスイッチング回路230と、電力増幅変調信号406を平滑化することによって駆動信号408を生成する平滑フィルター240と、を含んで構成されている。
1. Configuration Example of Switching Circuit FIG. 1 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of a capacitive load driving circuit 200 using the switching circuit 230 of the present embodiment. As shown in the figure, the capacitive load drive circuit 200 includes a drive waveform signal generation circuit 210 that generates a drive waveform signal 402, and modulation that generates a modulation signal GH and a modulation signal GL by pulse-modulating the drive waveform signal 402. A circuit 220, a switching circuit 230 that receives the modulation signal GH and the modulation signal GL, generates a power amplification modulation signal 406 that is a signal obtained by power amplification of the modulation signal GH and the modulation signal GL, and smoothes the power amplification modulation signal 406 And a smoothing filter 240 that generates the drive signal 408.

駆動波形信号発生回路210は、駆動信号408の基準となる駆動波形信号402を制御信号400に基づいて生成する。   The drive waveform signal generation circuit 210 generates a drive waveform signal 402 serving as a reference for the drive signal 408 based on the control signal 400.

変調回路220は、駆動波形信号402をPWM変調(パルス幅変調)してPWM変調信号404を生成するPWM変調回路221と、PWM変調信号404に基づいて変調信号GH及び変調信号GLを生成するゲートドライバー回路222と、を含んで構成されている。   The modulation circuit 220 performs PWM modulation (pulse width modulation) on the drive waveform signal 402 to generate a PWM modulation signal 404, and a gate for generating the modulation signal GH and the modulation signal GL based on the PWM modulation signal 404. And a driver circuit 222.

ゲートドライバー回路222は、PWM変調信号404のレベルを調整するレベルシフター224と、レベルシフター224を経由したPWM変調信号404に基づいて第1トランジスターM1のON/OFFを切り換えるハイサイドドライバー228Hと、レベルシフター224を経由したPWM変調信号404に基づいて第2トランジスターM2のON/OFFを切り換えるローサイドドライバー228Lと、を含んで構成されている。   The gate driver circuit 222 includes a level shifter 224 that adjusts the level of the PWM modulation signal 404, a high side driver 228H that switches ON / OFF of the first transistor M1 based on the PWM modulation signal 404 that has passed through the level shifter 224, and a level And a low-side driver 228L that switches ON / OFF of the second transistor M2 based on the PWM modulation signal 404 via the shifter 224.

また、ハイサイドドライバー228Hから第1トランジスターM1のON/OFFを切り換えるのに出力される信号を変調信号GHとし、ローサイドドライバー228Lから第2トランジスターM2のON/OFFを切り換えるのに出力される信号を変調信号GLとする。   The signal output from the high-side driver 228H to switch ON / OFF of the first transistor M1 is a modulation signal GH, and the signal output from the low-side driver 228L to switch ON / OFF of the second transistor M2 is a signal. The modulation signal GL is used.

スイッチング回路230は、電力増幅変調信号406を生成する第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2と、バイパスコンデンサーとして機能するコンデンサーC1を含むデジタル電力増幅回路(スイッチングアンプ回路)として構成されている。本実施形態における容量性負荷駆動回路200では、第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2はN型のMOSFETであるが、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスター(Insulated Gate Bipolar Transistor、IGBT)といった他の種類の素子が用いられてもよい。なお、本発明が適用されるスイッチング回路としては、スイッチングアンプ回路、スイッチング電源回路及びインバーター回路を含む種々のスイッチング回路がある。   The switching circuit 230 is configured as a digital power amplifier circuit (switching amplifier circuit) including a first transistor M1 and a second transistor M2 that generate a power amplification modulation signal 406, and a capacitor C1 that functions as a bypass capacitor. In the capacitive load driving circuit 200 according to the present embodiment, the first transistor M1 and the second transistor M2 are N-type MOSFETs, but other types of elements such as insulated gate bipolar transistors (IGBT) are used. May be used. The switching circuit to which the present invention is applied includes various switching circuits including a switching amplifier circuit, a switching power supply circuit, and an inverter circuit.

図1に示すように、第1トランジスターM1と第2トランジスターM2は、電源から供給される電位VDD(以下、単にVDDとする)と接地電位であるGND(以下、単にGNDとする)との間で接続されている。そして、第1トランジスターM1と第2トランジスターM2のON/OFFを切り換えることによって、電力増幅変調信号406を生成する。なお、第1トランジスターM1と第2トランジスターM2とが接続されている接点(ノード)を第1ノードN1とする。第1ノードN1は電力増幅変調信号406が伝わる配線上にある。コンデンサーC1は、VDDとGNDとの間に接続されている。   As shown in FIG. 1, the first transistor M1 and the second transistor M2 are between a potential VDD (hereinafter simply referred to as VDD) supplied from a power source and a ground potential GND (hereinafter simply referred to as GND). Connected with. Then, the power amplification modulation signal 406 is generated by switching ON / OFF of the first transistor M1 and the second transistor M2. Note that a contact (node) where the first transistor M1 and the second transistor M2 are connected is defined as a first node N1. The first node N1 is on the wiring through which the power amplification modulation signal 406 is transmitted. The capacitor C1 is connected between VDD and GND.

平滑フィルター240は、電力増幅変調信号406の高周波数成分を取り除いて駆動信号408を生成する。図1に示す例では、平滑フィルター240は、コイルLFとコンデンサーCFを含むローパスフィルターとして構成されている。   The smoothing filter 240 removes the high frequency component of the power amplification modulation signal 406 and generates the drive signal 408. In the example illustrated in FIG. 1, the smoothing filter 240 is configured as a low-pass filter including a coil LF and a capacitor CF.

図2は、本実施形態のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200が駆動信号408を生成する動作の概要を示した説明図である。駆動波形信号発生回路210は、制御信号400に基づいて例えば図2に示すような駆動波形信号402を生成する。なお、駆動波形信号402は図2のようなアナログ信号に限られるものではなく、例えばDCレベルで出力される信号やマルチビットからなるデジタル信号であってもよい。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of an operation in which the capacitive load driving circuit 200 using the switching circuit 230 of the present embodiment generates the driving signal 408. The drive waveform signal generation circuit 210 generates a drive waveform signal 402 as shown in FIG. 2 based on the control signal 400, for example. The drive waveform signal 402 is not limited to the analog signal as shown in FIG. 2, but may be a signal output at a DC level or a digital signal composed of multiple bits, for example.

駆動波形信号発生回路210は、例えば演算器を備えており制御信号400に基づいて演算によって駆動波形信号402を生成してもよい。また、例えば波形を記憶する波形メモリーを備えており、波形メモリーを参照して制御信号400に対応する駆動波形信号402を生成してもよい。   The drive waveform signal generation circuit 210 may include an arithmetic unit, for example, and may generate the drive waveform signal 402 by calculation based on the control signal 400. Further, for example, a waveform memory for storing a waveform may be provided, and the drive waveform signal 402 corresponding to the control signal 400 may be generated with reference to the waveform memory.

変調回路220は、駆動波形信号発生回路210からの駆動波形信号402を受け取ると、所定の変調を行って変調信号GH及び変調信号GLを生成する。所定の変調とは、本
実施形態ではパルス幅変調(Pulse-Width Modulation、PWM)であるが、例えばパルス密度変調(Pulse-Density Modulation、PDM)といった他の変調方式が用いられてもよい。
Upon receiving the drive waveform signal 402 from the drive waveform signal generation circuit 210, the modulation circuit 220 performs a predetermined modulation to generate a modulation signal GH and a modulation signal GL. The predetermined modulation is pulse-width modulation (PWM) in the present embodiment, but other modulation schemes such as pulse-density modulation (PDM) may be used.

スイッチング回路230は、変調信号GH及び変調信号GLを受け取って電力増幅を行う。図1に示したように、スイッチング回路230は、第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2を用いて電力を増幅する。図2に示した例では、スイッチング回路230は、PWM変調信号404の電圧をVDDまで増幅した電力増幅変調信号406を生成する。   The switching circuit 230 receives the modulation signal GH and the modulation signal GL and performs power amplification. As shown in FIG. 1, the switching circuit 230 amplifies power using the first transistor M1 and the second transistor M2. In the example illustrated in FIG. 2, the switching circuit 230 generates a power amplification modulation signal 406 obtained by amplifying the voltage of the PWM modulation signal 404 to VDD.

そして、平滑フィルター240は、電力増幅変調信号406を平滑化して、広いパルス幅に変調されている部分は電圧値が高く、狭いパルス幅に変調されている部分は電圧値が低いアナログの駆動信号408を生成する。図1に示したように、平滑フィルター240は、コイルLFとコンデンサーCFとを組み合わせることによって容易に実現することができる。   The smoothing filter 240 smoothes the power amplification modulation signal 406, and an analog drive signal having a high voltage value in a portion modulated to a wide pulse width and a low voltage value in a portion modulated to a narrow pulse width. 408 is generated. As shown in FIG. 1, the smoothing filter 240 can be easily realized by combining the coil LF and the capacitor CF.

本実施形態の容量性負荷駆動回路200では、スイッチング回路230で第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2のON/OFFを切り換えることで電力を増幅するため、余分な電力が消費されることがない。また、平滑フィルター240も、コイルLFやコンデンサーCFのように電力を消費しない部品で構成することができる。このため、所謂アナログ増幅回路のようにアナログの駆動波形信号402をアナログのまま電力増幅する場合に比べて電力損失を大幅に低減することができるので、駆動信号408を生成する際の電力損失を大幅に低減することが可能である。   In the capacitive load driving circuit 200 of the present embodiment, the power is amplified by switching the first transistor M1 and the second transistor M2 on / off by the switching circuit 230, so that no extra power is consumed. Further, the smoothing filter 240 can also be configured with parts that do not consume power, such as the coil LF and the capacitor CF. For this reason, since the power loss can be significantly reduced as compared with the case where the analog drive waveform signal 402 is amplified in analog as in a so-called analog amplifier circuit, the power loss when generating the drive signal 408 can be reduced. It can be greatly reduced.

このようなスイッチング回路230においては、出力電圧のリンギングが問題となる場合がある。流体輸送装置や流体噴射装置を利用した医療機器においては、流体輸送装置を駆動するスイッチング回路230にリンギングが発生すると、EMIノイズが発生するので、装置自身や周辺機器の動作の妨げとなる。また、リンギングを抑制するためにスイッチング波形の立ち上がり時間を長くした場合には、電力効率が低下したり、流体の制御の精度が低下したりする。また、リンギングが発生すると、第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2に印加される電圧が大きくなるので、素子破壊や誤動作の原因となる。   In such a switching circuit 230, ringing of the output voltage may be a problem. In a medical device using a fluid transport device or a fluid ejection device, if ringing occurs in the switching circuit 230 that drives the fluid transport device, EMI noise is generated, which hinders the operation of the device itself and peripheral devices. Further, when the rise time of the switching waveform is lengthened in order to suppress ringing, the power efficiency is lowered and the accuracy of fluid control is lowered. In addition, when ringing occurs, the voltage applied to the first transistor M1 and the second transistor M2 increases, which causes element destruction and malfunction.

リンギングが発生する要因としては、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1を含む電気的なループの寄生インダクタンスと第1トランジスターM1又は第2トランジスターM2のドレイン/ソース間の寄生容量による共振現象、ハイサイドドライバー228H及び第1トランジスターM1を含む電気的なループの寄生インダクタンスと第1トランジスターM1のゲート容量による共振現象、及び、ローサイドドライバー228L及び第2トランジスターM2を含む電気的なループの寄生インダクタンスと第2トランジスターM2のゲート容量による共振現象などがある。   Causes of ringing include resonance phenomenon due to parasitic inductance of the electrical loop including the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 and the parasitic capacitance between the drain / source of the first transistor M1 or the second transistor M2. , A resonance phenomenon caused by the parasitic inductance of the electrical loop including the high-side driver 228H and the first transistor M1 and the gate capacitance of the first transistor M1, and the parasitic inductance of the electrical loop including the low-side driver 228L and the second transistor M2. And a resonance phenomenon due to the gate capacitance of the second transistor M2.

したがって、スイッチング回路230を構成する素子や配線を配置する場合には、特に、電気的なループの寄生インダクタンスを小さくすることが重要である。   Therefore, when arranging elements and wirings constituting the switching circuit 230, it is particularly important to reduce the parasitic inductance of the electrical loop.

2.スイッチング回路の配置例
本実施形態におけるスイッチング回路230は、第1配線層及び第2配線層を有する多層配線基板1000と、多層配線基板1000の第1配線層側に実装される第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1と、を含んで構成されている。
2. Switching Circuit Arrangement Example The switching circuit 230 in the present embodiment includes a multilayer wiring board 1000 having a first wiring layer and a second wiring layer, and a first transistor M1 mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, The second transistor M2 and the capacitor C1 are included.

図3(A)及び図3(B)は、スイッチング回路230の配置例を示す平面図である。
図3(A)は、主として第1配線層の構成を示している。図3(B)は、主として第2配線層の構成を示している。図3(A)及び図3(B)において、実線の多角形は第1配線層又は第2配線層に形成された配線を示し、実線の円は第1配線層の配線と第2配線層の配線とを電気的に接続するビア導体の位置を示す。また、図3(A)において、一点鎖線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの実装位置を示し、点線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの電極の位置を示す。
FIG. 3A and FIG. 3B are plan views illustrating an arrangement example of the switching circuit 230.
FIG. 3A mainly shows the configuration of the first wiring layer. FIG. 3B mainly shows the configuration of the second wiring layer. In FIGS. 3A and 3B, the solid polygon represents the wiring formed in the first wiring layer or the second wiring layer, and the solid circle represents the wiring of the first wiring layer and the second wiring layer. The position of the via conductor that electrically connects the wiring is shown. In FIG. 3A, the alternate long and short dash line indicates the mounting position of each transistor, capacitor, and coil, and the dotted line indicates the position of each transistor, capacitor, and coil electrode.

図4は、図3(A)及び図3(B)のA−A線における断面図である。図4に示すように、多層配線基板1000の第1配線層と第2配線層との間には絶縁層が設けられている。すなわち、第1配線層に形成された配線と第2配線層に形成された配線とは、ビア導体で接続されている場合を除き、互いに絶縁されている。絶縁層の厚さは、通常、配線幅よりも十分に小さい。多層配線基板1000は、3層以上の配線層を有していて、3層以上の配線層から任意に選択した2つの配線層を第1配線層及び第2配線層としてもよい。第1配線層及び第2配線層は、互いに最も近い配線層であることが好ましい。多層配線基板1000は、配線層を保護する保護層を有していてもよい。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIGS. 3 (A) and 3 (B). As shown in FIG. 4, an insulating layer is provided between the first wiring layer and the second wiring layer of the multilayer wiring board 1000. That is, the wiring formed in the first wiring layer and the wiring formed in the second wiring layer are insulated from each other except when connected by via conductors. The thickness of the insulating layer is usually sufficiently smaller than the wiring width. The multilayer wiring board 1000 has three or more wiring layers, and two wiring layers arbitrarily selected from the three or more wiring layers may be used as the first wiring layer and the second wiring layer. The first wiring layer and the second wiring layer are preferably closest to each other. The multilayer wiring board 1000 may have a protective layer that protects the wiring layer.

本実施形態における多層配線基板1000は、第1配線層に形成された第1配線1001、第2配線1002、第3配線1003及び第4配線1004と、第2配線層に形成された第5配線1005と、第3配線1003と第5配線1005とを電気的に接続する第1ビア導体2001と、第4配線1004と第5配線1005とを電気的に接続する第2ビア導体2002と、を有して構成されている。   The multilayer wiring board 1000 in this embodiment includes a first wiring 1001, a second wiring 1002, a third wiring 1003, a fourth wiring 1004 formed in the first wiring layer, and a fifth wiring formed in the second wiring layer. 1005, a first via conductor 2001 that electrically connects the third wiring 1003 and the fifth wiring 1005, and a second via conductor 2002 that electrically connects the fourth wiring 1004 and the fifth wiring 1005. It is configured.

また、第1トランジスターM1のドレイン電極Dは、第1配線1001と電気的に接続され、第1トランジスターM1のソース電極Sは、第2配線1002と電気的に接続されている。第2トランジスターM2のドレイン電極Dは、第2配線1002と電気的に接続され、第2トランジスターM2のソース電極Sは、第3配線1003と電気的に接続されている。コンデンサーC1の第1電極+C1は、第1配線1001と電気的に接続され、コンデンサーC1の第2電極−C1は、第4配線1004と電気的に接続されている。すなわち、第2トランジスターM2のソース電極SからコンデンサーC1の第2電極−C1までの配線経路の一部が第2配線層の第5配線1005として形成されている。   Further, the drain electrode D of the first transistor M1 is electrically connected to the first wiring 1001, and the source electrode S of the first transistor M1 is electrically connected to the second wiring 1002. The drain electrode D of the second transistor M2 is electrically connected to the second wiring 1002, and the source electrode S of the second transistor M2 is electrically connected to the third wiring 1003. The first electrode + C1 of the capacitor C1 is electrically connected to the first wiring 1001, and the second electrode -C1 of the capacitor C1 is electrically connected to the fourth wiring 1004. That is, a part of the wiring path from the source electrode S of the second transistor M2 to the second electrode -C1 of the capacitor C1 is formed as the fifth wiring 1005 of the second wiring layer.

本実施形態によれば、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1はいずれも多層配線基板1000の第1配線層側に実装され、第2配線層に形成された第5配線1005を介して電気的にループを形成しているので、この電気的なループの面積は、第1配線層と第2配線層との層間距離、つまり絶縁層の厚みに大きく依存することとなる。これによって、コンデンサーC1が多層配線基板1000の第2配線層側に実装されている場合に比べて、コンデンサーC1が大きくなっても第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1を含む電気的なループの面積が大きくなるのを抑制できる。また、絶縁層の厚さは配線幅よりも十分に小さいので、全ての配線を同一の配線層で形成した場合に比べても第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1を含む電気的なループの面積が大きくなるのを抑制できる。すなわち、寄生インダクタンスが大きくなるのを抑制できる。これによって、スイッチング回路230の出力電圧のリンギングを抑制できる。   According to the present embodiment, the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 are all mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, and the fifth wiring 1005 formed in the second wiring layer is interposed therebetween. Therefore, the area of the electrical loop greatly depends on the distance between the first wiring layer and the second wiring layer, that is, the thickness of the insulating layer. As a result, as compared with the case where the capacitor C1 is mounted on the second wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, the electrical circuit including the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 is included even if the capacitor C1 becomes larger. An increase in the area of the loop can be suppressed. Further, since the thickness of the insulating layer is sufficiently smaller than the wiring width, the electrical characteristics including the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 can be achieved even when all the wirings are formed of the same wiring layer. An increase in the area of the loop can be suppressed. That is, it is possible to suppress an increase in parasitic inductance. Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit 230 can be suppressed.

また、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1はいずれも多層配線基板1000の第1配線層側に実装されているので、容易に実装することができる。   In addition, since the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 are all mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, they can be easily mounted.

また、多層配線基板1000の第2配線層側には素子を配置していないので、例えば、多層配線基板1000の第2配線層側にヒートシンクを設けるなど、第1トランジスター
M1及び第2トランジスターM2の放熱対策が容易となる。
In addition, since no element is arranged on the second wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, for example, a heat sink is provided on the second wiring layer side of the multilayer wiring board 1000, and the first transistor M1 and the second transistor M2 are arranged. Easier heat dissipation measures.

図3(A)に示す例では、多層配線基板1000を平面視した場合に、第1トランジスターM1の少なくとも一部、第2トランジスターM2の少なくとも一部及びコンデンサーC1の少なくとも一部は、同一直線上に配置されている。図3(A)及び図4に示す例では、コンデンサーC1、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2の順に同一直線上に配置されている。   In the example shown in FIG. 3A, when the multilayer wiring board 1000 is viewed in plan, at least a part of the first transistor M1, at least a part of the second transistor M2, and at least a part of the capacitor C1 are on the same line. Is arranged. In the example shown in FIG. 3A and FIG. 4, the capacitor C1, the first transistor M1, and the second transistor M2 are arranged on the same straight line in this order.

本実施形態によれば、第1トランジスターM1の少なくとも一部、第2トランジスターM2の少なくとも一部及びコンデンサーC1の少なくとも一部が同一直線上に配置されているので、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1を含む電気的なループの面積を小さくできる。これによって、寄生インダクタンスを小さくできるので、スイッチング回路230の出力電圧のリンギングを抑制できる。   According to the present embodiment, since at least a part of the first transistor M1, at least a part of the second transistor M2, and at least a part of the capacitor C1 are arranged on the same straight line, the first transistor M1, the second transistor The area of the electrical loop including M2 and the capacitor C1 can be reduced. As a result, the parasitic inductance can be reduced, and the ringing of the output voltage of the switching circuit 230 can be suppressed.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、第2配線1002と第5配線1005は、多層配線基板1000を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the second wiring 1002 and the fifth wiring 1005 are formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board 1000 is viewed in plan. .

図5は、寄生インダクタンスについて説明するための図である。図5には、互いに隔てて設けられた2つの配線が描かれている。一方の配線に電流が流れると、電流が自ら作る磁界を打ち消す向きに逆起電力が発生する。2つの配線が近接して設けられている場合には、他方の配線にも一方の配線に流れる電流が作る磁界を打ち消す向きに逆起電力が発生する(相互インダクタンスの効果)。したがって、2つの配線に流れる電流が互いに逆向きの電流になるように配線することによって、配線の寄生インダクタンスを低減することができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the parasitic inductance. FIG. 5 shows two wirings provided apart from each other. When a current flows through one wiring, a back electromotive force is generated in a direction that cancels out the magnetic field that the current creates. When two wirings are provided close to each other, a back electromotive force is generated in the other wiring in a direction that cancels a magnetic field generated by a current flowing in one wiring (effect of mutual inductance). Therefore, by wiring so that the currents flowing through the two wirings are opposite to each other, the parasitic inductance of the wiring can be reduced.

第2配線1002と第5配線1005には、通常は逆向きの電流が流れる。本実施形態によれば、第2配線1002と第5配線1005は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、図5を用いて説明した相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路230の出力電圧のリンギングを抑制できる。   A reverse current normally flows through the second wiring 1002 and the fifth wiring 1005. According to the present embodiment, since the second wiring 1002 and the fifth wiring 1005 are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance described with reference to FIG. . Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit 230 can be suppressed.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、多層配線基板1000は、第1配線層以外の配線層である第2配線層に形成された第6配線1006と、第1配線1001と第6配線1006とを電気的に接続する第3ビア導体2003と、をさらに有している。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the multilayer wiring board 1000 includes a sixth wiring 1006 formed in a second wiring layer that is a wiring layer other than the first wiring layer, and a first wiring 1001. And a third via conductor 2003 that electrically connects the first wiring 1006 and the sixth wiring 1006.

本実施形態によれば、第1配線1001と電気的に接続された第6配線1006が、第1配線層以外の配線層(例えば、第2配線層)に形成されているので、第6配線1006が放熱板として機能する。したがって、第1トランジスターM1の放熱効率を向上させることができる。   According to the present embodiment, since the sixth wiring 1006 electrically connected to the first wiring 1001 is formed in the wiring layer other than the first wiring layer (for example, the second wiring layer), the sixth wiring 1006 functions as a heat sink. Therefore, the heat dissipation efficiency of the first transistor M1 can be improved.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、多層配線基板1000は、第1配線層以外の配線層に形成された第7配線1007と、第2配線1002と第7配線1007とを電気的に接続する第4ビア導体2004と、をさらに有している。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the multilayer wiring board 1000 includes a seventh wiring 1007, a second wiring 1002, and a seventh wiring 1007 formed in a wiring layer other than the first wiring layer. And a fourth via conductor 2004 for electrically connecting the two.

本実施形態によれば、第2配線1002と電気的に接続された第7配線1007が、第1配線層以外の配線層(例えば、第2配線層)に形成されているので、第7配線1007が放熱板として機能する。したがって、第2トランジスターM2の放熱効率を向上させることができる。   According to the present embodiment, since the seventh wiring 1007 electrically connected to the second wiring 1002 is formed in the wiring layer other than the first wiring layer (for example, the second wiring layer), the seventh wiring 1007 functions as a heat sink. Therefore, the heat dissipation efficiency of the second transistor M2 can be improved.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、多層配線基板1000は、第1配線層に形成された第8配線1008と、第2配線層に形成された第9配線1009と、第2配線1002と第9配線1009とを電気的に接続する第5ビア導体2005と、をさらに有し、第1トランジスターM1のゲート電極Gは、第8配線1008と電気的に接続され、第8配線1008と第9配線1009は、多層配線基板1000を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the multilayer wiring board 1000 includes an eighth wiring 1008 formed in the first wiring layer, a ninth wiring 1009 formed in the second wiring layer, A fifth via conductor 2005 for electrically connecting the second wiring 1002 and the ninth wiring 1009; the gate electrode G of the first transistor M1 is electrically connected to the eighth wiring 1008; The eight wirings 1008 and the ninth wiring 1009 are formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board 1000 is viewed in plan.

第8配線1008と第9配線1009には、通常は逆向きの電流が流れる。本実施形態によれば、第8配線1008と第9配線1009は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、図5を用いて説明した相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路230の出力電圧のリンギングを抑制できる。   In the eighth wiring 1008 and the ninth wiring 1009, a reverse current normally flows. According to the present embodiment, since the eighth wiring 1008 and the ninth wiring 1009 are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance described with reference to FIG. . Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit 230 can be suppressed.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、多層配線基板1000は、第1配線層に形成された第10配線1010をさらに有し、第2トランジスターM2のゲート電極Gは、第10配線1010と電気的に接続され、第5配線1005と第10配線1010は、多層配線基板1000を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the multilayer wiring board 1000 further includes a tenth wiring 1010 formed in the first wiring layer, and the gate electrode G of the second transistor M2 is the first wiring layer 1010. The fifth wiring 1005 and the tenth wiring 1010 are electrically connected to the 10 wiring 1010, and are formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board 1000 is viewed in plan.

第5配線1005と第10配線1010には、通常は逆向きの電流が流れる。本実施形態によれば、第5配線1005と第10配線1010は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、図5を用いて説明した相互インダクタンスの効果によって、寄生インダクタンスが小さくなる。これによって、スイッチング回路230の出力電圧のリンギングを抑制できる。   A reverse current normally flows through the fifth wiring 1005 and the tenth wiring 1010. According to the present embodiment, since the fifth wiring 1005 and the tenth wiring 1010 are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the parasitic inductance is reduced by the effect of the mutual inductance described with reference to FIG. . Thereby, ringing of the output voltage of the switching circuit 230 can be suppressed.

図3(A)及び図3(B)に示す例では、多層配線基板1000は、コンデンサーCFの第1電極+CF(正電位側の電極)と電気的に接続される第11配線1011をさらに有し、第5配線1005と第11配線1011は、多層配線基板1000を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている。   In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the multilayer wiring board 1000 further includes an eleventh wiring 1011 electrically connected to the first electrode + CF (positive potential side electrode) of the capacitor CF. The fifth wiring 1005 and the eleventh wiring 1011 are formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board 1000 is viewed in plan.

容量性負荷駆動回路200の出力信号にコモンモードノイズが乗る場合には、コモンモードノイズの成分は、第5配線1005と第11配線1011に同じ向きの電流成分として現れる。本実施形態によれば、第5配線1005と第11配線1011は、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されているので、図5を用いて説明した相互インダクタンスの効果によって、コモンモードノイズを打ち消す方向に作用する。したがって、コモンモードノイズを抑制できる。また、コモンモードノイズに起因するEMIノイズを抑制できる。   When common mode noise is added to the output signal of the capacitive load driving circuit 200, the common mode noise component appears as a current component in the same direction in the fifth wiring 1005 and the eleventh wiring 1011. According to the present embodiment, since the fifth wiring 1005 and the eleventh wiring 1011 are formed at positions where at least a part thereof overlaps, the common mode noise is canceled by the effect of the mutual inductance described with reference to FIG. Acts on direction. Therefore, common mode noise can be suppressed. Moreover, EMI noise resulting from common mode noise can be suppressed.

図6(A)は、本実施形態のスイッチング回路230の出力電圧波形例を示すグラフ、図6(B)は、比較例のスイッチング回路の出力電圧波形例を示すグラフである。比較例のスイッチング回路は、第1トランジスターM1、第2トランジスターM2及びコンデンサーC1を含む電気的なループを構成する配線を全て第1配線層に形成した回路であり、電気的な接続は図1に示す回路図と同一である。出力電圧波形は、第1ノードN1に相当するノードで測定した電圧波形である。   6A is a graph showing an example of the output voltage waveform of the switching circuit 230 of the present embodiment, and FIG. 6B is a graph showing an example of the output voltage waveform of the switching circuit of the comparative example. The switching circuit of the comparative example is a circuit in which all the wirings constituting the electrical loop including the first transistor M1, the second transistor M2, and the capacitor C1 are formed in the first wiring layer, and the electrical connection is shown in FIG. It is the same as the circuit diagram shown. The output voltage waveform is a voltage waveform measured at a node corresponding to the first node N1.

図6(B)に示す比較例の出力電圧波形例では、電圧波形の立ち上がり時及び立ち下り時に大きなリンギングが発生している。一方、図6(A)に示す本実施形態の出力電圧波形例では、上述した種々の作用によって、リンギングの発生が低減されている。   In the output voltage waveform example of the comparative example shown in FIG. 6B, large ringing occurs at the rise and fall of the voltage waveform. On the other hand, in the output voltage waveform example of the present embodiment shown in FIG. 6A, the occurrence of ringing is reduced by the above-described various actions.

3.スイッチング回路の配置例の第1変形例
上述した実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
3. First Modified Example of Switching Circuit Arrangement The same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof is omitted.

図7は、第1変形例のスイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200の詳細な構成を示した説明図である。図1に示す例と比較すると、図7に示す例では、コンデンサーC1に並列してコンデンサーC2が加えられている点のみが相違し、他の構成は図1に示す容量性負荷駆動回路200と同一である。図7に示す構成は、バイパスコンデンサーの容量を大きくすることができる点で、図1に示す構成よりも有利である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the capacitive load driving circuit 200 using the switching circuit 230 of the first modification. Compared with the example shown in FIG. 1, the example shown in FIG. 7 is different from the example shown in FIG. 7 only in that a capacitor C2 is added in parallel to the capacitor C1, and the other configuration is the same as that of the capacitive load driving circuit 200 shown in FIG. Are the same. The configuration shown in FIG. 7 is more advantageous than the configuration shown in FIG. 1 in that the capacity of the bypass capacitor can be increased.

図8(A)及び図8(B)は、スイッチング回路230の配置例の第1変形例を示す平面図である。図8(A)は、主として第1配線層の構成を示している。図8(B)は、主として第2配線層の構成を示している。図8(A)及び図8(B)において、実線の多角形は第1配線層又は第2配線層に形成された配線を示し、実線の円は第1配線層の配線と第2配線層の配線とを電気的に接続するビア導体の位置を示す。また、図8(A)において、一点鎖線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの実装位置を示し、点線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの電極の位置を示す。   FIGS. 8A and 8B are plan views showing a first modification of the arrangement example of the switching circuit 230. FIG. FIG. 8A mainly shows the configuration of the first wiring layer. FIG. 8B mainly shows the configuration of the second wiring layer. In FIGS. 8A and 8B, the solid polygon represents the wiring formed in the first wiring layer or the second wiring layer, and the solid circle represents the wiring in the first wiring layer and the second wiring layer. The position of the via conductor that electrically connects the wiring is shown. In FIG. 8A, the alternate long and short dash line indicates the mounting position of each transistor, capacitor, and coil, and the dotted line indicates the position of each transistor, capacitor, and coil electrode.

図8(A)に示す例では、コンデンサーC2の第1電極+C2は第1配線1001と電気的に接続され、コンデンサーC2の第2電極−C2は第3配線1003と電気的に接続されている。他の構成は図3(A)及び図3(B)に示す例と同様である。   In the example shown in FIG. 8A, the first electrode + C2 of the capacitor C2 is electrically connected to the first wiring 1001, and the second electrode -C2 of the capacitor C2 is electrically connected to the third wiring 1003. . Other structures are similar to the example shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).

このような構成においても、上述した実施形態と同様の理由によって同様の効果を奏する。   Even in such a configuration, the same effect is obtained for the same reason as in the above-described embodiment.

4.スイッチング回路の配置例の第2変形例
上述した実施形態及び第1変形例と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
4). Second Modification Example of Switching Circuit Arrangement The same reference numerals are given to the same components as those of the above-described embodiment and the first modification example, and detailed description thereof is omitted.

図9(A)及び図9(B)は、スイッチング回路230の配置例の第2変形例を示す平面図である。図9(A)は、主として第1配線層の構成を示している。図9(B)は、主として第2配線層の構成を示している。図9(A)及び図9(B)において、実線の多角形は第1配線層又は第2配線層に形成された配線を示し、実線の円は第1配線層の配線と第2配線層の配線とを電気的に接続するビア導体の位置を示す。また、図9(A)において、一点鎖線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの実装位置を示し、点線は各トランジスター、コンデンサー及びコイルの電極の位置を示す。なお、第2変形例における容量性負荷駆動回路200の回路構成は、図7に示す回路と同一である。   9A and 9B are plan views showing a second modification of the arrangement example of the switching circuit 230. FIG. FIG. 9A mainly shows the configuration of the first wiring layer. FIG. 9B mainly shows the configuration of the second wiring layer. 9A and 9B, the solid polygons indicate the wirings formed in the first wiring layer or the second wiring layer, and the solid circles indicate the wirings of the first wiring layer and the second wiring layer. The position of the via conductor that electrically connects the wiring is shown. In FIG. 9A, the alternate long and short dash line indicates the mounting position of each transistor, capacitor, and coil, and the dotted line indicates the position of each transistor, capacitor, and coil electrode. The circuit configuration of the capacitive load driving circuit 200 in the second modification is the same as that shown in FIG.

第1変形例と第2変形例を比較すると、第1トランジスターM1及び第2トランジスターM2の各電極の配置が異なり、他の構成は同様である。   Comparing the first modification and the second modification, the arrangement of the electrodes of the first transistor M1 and the second transistor M2 is different, and the other configurations are the same.

このような構成においても、上述した実施形態と同様の理由によって同様の効果を奏する。   Even in such a configuration, the same effect is obtained for the same reason as in the above-described embodiment.

5.医療機器
スイッチング回路230を用いた容量性負荷駆動回路200は、様々な医療機器に搭載されて、医療機器の信頼性も高めることができる。
5. Medical Device The capacitive load driving circuit 200 using the switching circuit 230 can be mounted on various medical devices, and the reliability of the medical devices can be improved.

例えば、容量性負荷駆動回路200は流体噴射装置1として適用され得る。図10は、流体噴射装置1を例示した説明図である。流体噴射装置1は、細密な物体及び構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、ここでは生体組織の手術や治療に好適な流体噴射装置1であるとして説明する。したがって、ここでの流体は、例えば水又は生理食塩
水等の液体である。
For example, the capacitive load driving circuit 200 can be applied as the fluid ejection device 1. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating the fluid ejecting apparatus 1. The fluid ejecting apparatus 1 can be used in various ways such as washing fine objects and structures, and a scalpel for operation. Here, the fluid ejecting apparatus 1 will be described as being a fluid ejecting apparatus 1 suitable for surgery and treatment of living tissue. Accordingly, the fluid here is a liquid such as water or physiological saline.

図10において、流体噴射装置1は、流体を収容する流体供給容器2と、流体供給手段としてのポンプ14と、ポンプ14から供給される流体を脈流(以降、パルス流ともいう)に変換させる脈流発生部21とポンプ14と脈流発生部21の駆動を制御する駆動制御部15と、を備えている。ポンプ14と脈流発生部21とは流体供給チューブ4によって接続されている。   In FIG. 10, the fluid ejecting apparatus 1 converts a fluid supply container 2 that contains fluid, a pump 14 as fluid supply means, and a fluid supplied from the pump 14 into a pulsating flow (hereinafter also referred to as a pulse flow). A pulsating flow generation unit 21, a pump 14, and a drive control unit 15 that controls driving of the pulsating flow generation unit 21 are provided. The pump 14 and the pulsating flow generation unit 21 are connected by a fluid supply tube 4.

脈流発生部21には、細いパイプ状の接続流路管90が接続され、接続流路管90の先端部には流路径が縮小された流体噴射開口部96を有するノズル95が挿着されている。なお、接続流路管90は、流体噴射時において変形しない程度の剛性を有している。   The pulsating flow generation section 21 is connected to a thin pipe-shaped connection flow path tube 90, and a nozzle 95 having a fluid ejection opening 96 having a reduced flow path diameter is inserted into the distal end portion of the connection flow path pipe 90. ing. The connection channel tube 90 has such a rigidity that it does not deform during fluid ejection.

また、脈流発生部21には、噴射指令切替え手段25を有し、本実施形態では噴射指令切替え手段25としてパルス流噴射を選択するパルス流指令スイッチ26と、連続流噴射を選択する連続流指令スイッチ27と、流体噴射を停止するOFFスイッチ28とが備えられている。   Further, the pulsating flow generation unit 21 includes an injection command switching unit 25. In this embodiment, the pulse command switch 26 that selects the pulse flow injection as the injection command switching unit 25 and the continuous flow that selects the continuous flow injection. A command switch 27 and an OFF switch 28 for stopping fluid ejection are provided.

このように構成される流体噴射装置1における流体の流動を簡単に説明する。流体供給容器2に収容された流体は、ポンプ14によって吸引され、一定の圧力で流体供給チューブ4を介して脈流発生部21に供給される。脈流発生部21には、流体室80(後述する図11参照)と、この流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30とダイアフラム40と、が備えられており、圧電素子30を駆動して流体室80内において脈流を発生させ、接続流路管90、ノズル95を介して流体噴射開口部96から流体を例えばパルス状に高速噴射する。   The flow of fluid in the fluid ejecting apparatus 1 configured as described above will be briefly described. The fluid stored in the fluid supply container 2 is sucked by the pump 14 and supplied to the pulsating flow generation unit 21 through the fluid supply tube 4 at a constant pressure. The pulsating flow generation unit 21 includes a fluid chamber 80 (see FIG. 11 described later), and a piezoelectric element 30 and a diaphragm 40 as volume changing means for changing the volume of the fluid chamber 80. The piezoelectric element 30 is driven to generate a pulsating flow in the fluid chamber 80, and the fluid is ejected from the fluid ejection opening 96 through the connection channel tube 90 and the nozzle 95 at a high speed, for example, in a pulse shape.

なお、脈流発生部21が駆動を停止している場合には、ポンプ14から供給された流体は流体室80を通って、流体噴射開口部96から連続流噴射される。   When the pulsating flow generation unit 21 stops driving, the fluid supplied from the pump 14 passes through the fluid chamber 80 and is continuously ejected from the fluid ejection opening 96.

ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。   Here, the pulsating flow means a fluid flow in which the fluid flow direction is constant and the fluid flow rate or flow velocity is accompanied by periodic or irregular fluctuations. The pulsating flow includes an intermittent flow in which the flow and stop of the fluid are repeated. However, since the flow rate or flow rate of the fluid only needs to change periodically or irregularly, the pulsating flow is not necessarily an intermittent flow.

同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。   Similarly, ejecting fluid in a pulsed manner means ejecting fluid in which the flow rate or moving speed of the fluid to be ejected varies periodically or irregularly. An example of pulsed injection is intermittent injection in which fluid injection and non-injection are repeated. However, since the flow rate or moving speed of the fluid to be injected only needs to fluctuate periodically or irregularly, it is not always intermittent injection. Need not be.

図11は、本実施形態にかかる脈流発生部21を流体の噴射方向に沿って切断した切断面を示す断面図である。なお、図11は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。脈流発生部21は、ポンプ14から流体供給チューブ4を介して流体室80に流体を供給する入口流路81と、流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30及びダイアフラム40と、流体室80に連通する出口流路82と、を有して構成されている。入口流路81には流体供給チューブ4が接続されている。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cut surface obtained by cutting the pulsating flow generation unit 21 according to the present embodiment along the fluid ejection direction. For convenience of illustration, FIG. 11 is a schematic diagram in which the vertical and horizontal scales of members or portions are different from actual ones. The pulsating flow generation unit 21 includes an inlet channel 81 that supplies fluid from the pump 14 to the fluid chamber 80 via the fluid supply tube 4, a piezoelectric element 30 that serves as a volume changing unit that changes the volume of the fluid chamber 80, and the diaphragm 40. And an outlet channel 82 communicating with the fluid chamber 80. The fluid supply tube 4 is connected to the inlet channel 81.

ダイアフラム40は、例えば円盤状の金属薄板からなり、ケース52とケース70によって密着されている。圧電素子30は、本実施形態では積層型圧電素子を例示しており、両端部の一方がダイアフラム40に、他方が底板60に固着されている。   The diaphragm 40 is made of, for example, a disk-shaped thin metal plate, and is in close contact with the case 52 and the case 70. In the present embodiment, the piezoelectric element 30 is an example of a laminated piezoelectric element, and one of both end portions is fixed to the diaphragm 40 and the other is fixed to the bottom plate 60.

流体室80は、ケース70のダイアフラム40に対向する面に形成される凹部とダイアフラム40とによって形成される空間である。流体室80の略中央部には出口流路82が開口されている。   The fluid chamber 80 is a space formed by a recess formed on the surface of the case 70 facing the diaphragm 40 and the diaphragm 40. An outlet channel 82 is opened at a substantially central portion of the fluid chamber 80.

ケース70とケース52とは、それぞれ対向する面において接合一体化されている。ケース70には、出口流路82に連通する接続流路91を有する接続流路管90が嵌着され、接続流路管90の先端部にはノズル95が挿着されている。そして、ノズル95には、流路径が縮小された流体噴射開口部96が開口されている。   The case 70 and the case 52 are joined and integrated on opposite surfaces. In the case 70, a connection flow channel pipe 90 having a connection flow channel 91 communicating with the outlet flow channel 82 is fitted, and a nozzle 95 is inserted in the tip of the connection flow channel pipe 90. The nozzle 95 has a fluid ejection opening 96 having a reduced flow path diameter.

圧電素子30は、図1の容量性負荷Z1に対応し、容量性負荷駆動回路200からの駆動信号408(図10参照)によって変形量や変形タイミングが制御される。そして、図11の矢印Aのように流体室80を押すことによって、先端のノズル95から流体をパルス状に噴射できる。流体噴射装置1は例えば医療用の装置として用いられる。具体的には、体腔内に導入される流体供給チューブ4にポンプ14から液体を高圧で供給し、先端のノズル95から液体を噴射し流体圧によって体腔内組織の切除を行う手術装置として使用できる。   The piezoelectric element 30 corresponds to the capacitive load Z1 of FIG. 1, and its deformation amount and deformation timing are controlled by a drive signal 408 (see FIG. 10) from the capacitive load drive circuit 200. Then, by pushing the fluid chamber 80 as indicated by an arrow A in FIG. 11, the fluid can be ejected in a pulse form from the nozzle 95 at the tip. The fluid ejection device 1 is used as a medical device, for example. Specifically, it can be used as a surgical apparatus that supplies liquid from the pump 14 to the fluid supply tube 4 introduced into the body cavity at high pressure, ejects the liquid from the nozzle 95 at the tip, and resects the tissue in the body cavity by fluid pressure. .

また、容量性負荷駆動回路200は、安定した流量の液体を輸送する流体輸送装置20として適用され得る。   Further, the capacitive load driving circuit 200 can be applied as the fluid transport device 20 that transports a liquid having a stable flow rate.

図12は、本実施形態の流体輸送装置20を含む流体輸送器1Aの外観を示す斜視図である。図12において、流体輸送器1Aは、流体を蠕動運動によって輸送する流体輸送装置20と、流体を収容するパック状の流体収容容器94と、から構成されている。そして、流体輸送装置20と流体収容容器94とは、チューブ4Aによって連通されている。   FIG. 12 is a perspective view showing an external appearance of a fluid transporter 1A including the fluid transport device 20 of the present embodiment. In FIG. 12, the fluid transporter 1 </ b> A includes a fluid transport device 20 that transports fluid by a peristaltic motion, and a pack-like fluid storage container 94 that stores the fluid. The fluid transport device 20 and the fluid storage container 94 are communicated with each other by the tube 4A.

流体収容容器94は、可撓性を有する合成樹脂からなり、例えばシリコン系樹脂によって形成されている。流体収容容器94の一方の端部にはチューブ保持部92が設けられ、チューブ4Aが圧着又は熱溶着又は接着等の手段で、流体が漏洩しないように密閉固定されている。   The fluid storage container 94 is made of a synthetic resin having flexibility, and is formed of, for example, a silicon resin. A tube holding portion 92 is provided at one end of the fluid storage container 94, and the tube 4A is hermetically fixed so as not to leak fluid by means such as crimping, heat welding, or adhesion.

チューブ4Aは、一方の端部が流体収容容器94の内部に連通し、流体輸送装置20内を通り、流体輸送装置20の外部に延在され、流体収容容器94内に収容されている流体を流体輸送装置20によって外部に輸送される。   One end of the tube 4 </ b> A communicates with the inside of the fluid container 94, passes through the fluid transport device 20, extends to the outside of the fluid transport device 20, and stores the fluid stored in the fluid container 94. It is transported to the outside by the fluid transport device 20.

流体輸送装置20は、下蓋84、ポンプユニット枠31、チューブ枠32、上蓋83を順次重ねて、それらを固定螺子97(図は、上蓋固定螺子を示す)等によって一体化されている。この流体輸送装置20の内部に流体を輸送するための押出機構が格納されている。   In the fluid transport device 20, a lower lid 84, a pump unit frame 31, a tube frame 32, and an upper lid 83 are sequentially stacked, and these are integrated by a fixing screw 97 (the figure shows an upper lid fixing screw). An extrusion mechanism for transporting fluid is stored inside the fluid transport device 20.

なお、下蓋84、ポンプユニット枠31、チューブ枠32、上蓋83及び流体収容容器94は、流体輸送器1Aを生体に装着する場合においては、生体整合性の優れた材料、例えば、ポリスルホン、ウレタン等の合成樹脂を採用することが好ましい。   The lower lid 84, the pump unit frame 31, the tube frame 32, the upper lid 83, and the fluid container 94 are materials having excellent biocompatibility, for example, polysulfone, urethane, when the fluid transporter 1A is mounted on a living body. It is preferable to employ a synthetic resin such as

図13は、流体輸送装置20の流体輸送の仕組みを説明するための図である。ピエゾ素子104に印加する電圧である駆動信号408は、押出制御回路50A(図12では不図示)からの制御信号400に基づいて容量性負荷駆動回路200によって生成される。また、生成された駆動信号408は、ゲートユニット300を介してピエゾ素子104に供給される。ゲートユニット300は、複数のゲート素子302が並列に接続された回路ユニットであり、各ゲート素子302は、押出制御回路50Aからの制御の下で、個別に導通状態又は切断状態とすることが可能である。したがって、容量性負荷駆動回路200か
ら出力された駆動信号408は、押出制御回路50Aによって順にゲート素子302を通過して、対応するピエゾ素子104に印加され、対応する押圧軸106を押し出す。押圧軸106は、チューブ4Aの流体が流れる方向に対して略直角方向に配置されている。そして、チューブ4Aは、複数の押圧軸106によって順に押圧される。そのため、流体輸送装置20はチューブ4A内の流体を蠕動運動によって輸送することができる。
FIG. 13 is a diagram for explaining a mechanism of fluid transportation of the fluid transportation device 20. A drive signal 408 that is a voltage applied to the piezo element 104 is generated by the capacitive load drive circuit 200 based on a control signal 400 from the extrusion control circuit 50A (not shown in FIG. 12). The generated drive signal 408 is supplied to the piezo element 104 via the gate unit 300. The gate unit 300 is a circuit unit in which a plurality of gate elements 302 are connected in parallel, and each gate element 302 can be individually turned on or off under the control of the extrusion control circuit 50A. It is. Therefore, the drive signal 408 output from the capacitive load drive circuit 200 is sequentially applied to the corresponding piezo element 104 by the extrusion control circuit 50A through the gate element 302, and pushes out the corresponding pressing shaft 106. The pressing shaft 106 is arranged in a direction substantially perpendicular to the direction in which the fluid of the tube 4A flows. The tube 4 </ b> A is sequentially pressed by a plurality of pressing shafts 106. Therefore, the fluid transport device 20 can transport the fluid in the tube 4A by a peristaltic motion.

なお、本発明で使用される流体としては、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等流動性がある液体の他、気体を用いることができる。例えば薬液を用いた場合、流体輸送装置20は投薬ポンプとして使用可能である。   In addition, as fluid used by this invention, gas can be used besides fluid liquids, such as water, salt solution, a chemical | medical solution, oils, aromatic liquid, and ink. For example, when a chemical solution is used, the fluid transport device 20 can be used as a dosing pump.

このように、本実施形態の医療機器によれば、リンギングの発生を抑制したスイッチング回路230を含んでいるので、安定して流体を取り扱える医療機器を実現できる。   Thus, according to the medical device of this embodiment, since the switching circuit 230 which suppressed generation | occurrence | production of ringing is included, the medical device which can handle the fluid stably is realizable.

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。   In addition, embodiment mentioned above and a modification are examples, Comprising: It is not necessarily limited to these. For example, a plurality of embodiments and modifications can be combined as appropriate.

本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

1…流体噴射装置、1A…流体輸送器、4…流体供給チューブ、4A…チューブ、14…ポンプ、15…駆動制御部、20…流体輸送装置、21…脈流発生部、25…噴射指令切替え手段、26…パルス流指令スイッチ、27…連続流指令スイッチ、28…OFFスイッチ、30…圧電素子、31…ポンプユニット枠、32…チューブ枠、40…ダイアフラム、50A…押出制御回路、52…ケース、60…底板、70…ケース、80…流体室、81…入口流路、82…出口流路、83…上蓋、84…下蓋、90…接続流路管、91…接続流路、92…チューブ保持部、94…流体収容容器、95…ノズル、96…流体噴射開口部、97…固定螺子、104…ピエゾ素子、200…容量性負荷駆動回路、210…駆動波形信号発生回路、220…変調回路、221…PWM変調回路、222…ゲートドライバー回路、222…変調回路、224…レベルシフター、228H…ハイサイドドライバー、228L…ローサイドドライバー、230…スイッチング回路、240…平滑フィルター、300…ゲートユニット、302…ゲート素子、400…制御信号、402…駆動波形信号、404…PWM変調信号、406…電力増幅変調信号、408…駆動信号、1000…多層配線基板、1001…第1配線、1002…第2配線、1003…第3配線、1004…第4配線、1005…第5配線、1006…第6配線、1007…第7配線、1008…第8配線、1009…第9配線、1010…第10配線、1011…第11配線、2001…第1ビア導体、2002…第2ビア導体、2003…第3ビア導体、2004…第4ビア導体、2005…第5ビア導体、C1…コンデンサー、C2…コンデンサー、CF…コンデンサー、GH…変調信号、GL…変調信号、LF…コイル、M1…第1トランジスター、M2…第2トランジスター、N1…第1ノード、Z1…容量性負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluid injection apparatus, 1A ... Fluid transporter, 4 ... Fluid supply tube, 4A ... Tube, 14 ... Pump, 15 ... Drive control part, 20 ... Fluid transport apparatus, 21 ... Pulse flow generation part, 25 ... Injection command switching Means 26: Pulse flow command switch 27 ... Continuous flow command switch 28 ... OFF switch 30 ... Piezoelectric element 31 ... Pump unit frame 32 ... Tube frame 40 ... Diaphragm 50A ... Extrusion control circuit 52 ... Case , 60 ... Bottom plate, 70 ... Case, 80 ... Fluid chamber, 81 ... Inlet channel, 82 ... Outlet channel, 83 ... Upper lid, 84 ... Lower lid, 90 ... Connection channel tube, 91 ... Connection channel, 92 ... Tube holding part, 94 ... Fluid container, 95 ... Nozzle, 96 ... Fluid ejection opening, 97 ... Fixing screw, 104 ... Piezo element, 200 ... Capacitive load drive circuit, 210 ... Drive waveform signal generation circuit, 22 ... Modulation circuit, 221 ... PWM modulation circuit, 222 ... Gate driver circuit, 222 ... Modulation circuit, 224 ... Level shifter, 228H ... High side driver, 228L ... Low side driver, 230 ... Switching circuit, 240 ... Smooth filter, 300 ... Gate Unit: 302 ... Gate element 400 ... Control signal 402 ... Drive waveform signal 404 ... PWM modulation signal 406 ... Power amplification modulation signal 408 ... Drive signal 1000 ... Multilayer wiring board 1001 ... First wiring 1002 ... 2nd wiring, 1003 ... 3rd wiring, 1004 ... 4th wiring, 1005 ... 5th wiring, 1006 ... 6th wiring, 1007 ... 7th wiring, 1008 ... 8th wiring, 1009 ... 9th wiring, 1010 ... 10th Wiring, 1011 ... Eleventh wiring, 2001 ... First via conductor, 2002 ... Second via 2003, third via conductor, 2004, fourth via conductor, 2005, fifth via conductor, C1, condenser, C2, condenser, CF, condenser, GH, modulated signal, GL, modulated signal, LF, coil, M1 ... 1st transistor, M2 ... 2nd transistor, N1 ... 1st node, Z1 ... Capacitive load

Claims (7)

第1配線層及び第2配線層を有する多層配線基板と、
前記多層配線基板の前記第1配線層側に実装される第1トランジスター、第2トランジスター及びコンデンサーと、
を含み、
前記多層配線基板は、
前記第1配線層に形成された第1配線、第2配線、第3配線及び第4配線と、
前記第2配線層に形成された第5配線と、
前記第1配線層に形成された第8配線と、
前記第2配線層に形成された第9配線と、
前記第3配線と前記第5配線とを電気的に接続する第1ビア導体と、
前記第4配線と前記第5配線とを電気的に接続する第2ビア導体と、
前記第2配線と前記第9配線とを電気的に接続する第5ビア導体と、
を有し、
前記第1トランジスターのゲート電極は、前記第8配線に電気的に接続され、
前記第1トランジスターのドレイン電極は、前記第1配線と電気的に接続され、
前記第1トランジスターのソース電極は、前記第2配線と電気的に接続され、
前記第2トランジスターのドレイン電極は、前記第2配線と電気的に接続され、
前記第2トランジスターのソース電極は、前記第3配線と電気的に接続され、
前記コンデンサーの第1電極は、前記第1配線と電気的に接続され、
前記コンデンサーの第2電極は、前記第4配線と電気的に接続され、
前記第8配線と前記第9配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている、スイッチング回路。
A multilayer wiring board having a first wiring layer and a second wiring layer;
A first transistor, a second transistor and a capacitor mounted on the first wiring layer side of the multilayer wiring board;
Including
The multilayer wiring board is
A first wiring, a second wiring, a third wiring, and a fourth wiring formed in the first wiring layer;
A fifth wiring formed in the second wiring layer;
An eighth wiring formed in the first wiring layer;
A ninth wiring formed in the second wiring layer;
A first via conductor that electrically connects the third wiring and the fifth wiring;
A second via conductor that electrically connects the fourth wiring and the fifth wiring;
A fifth via conductor that electrically connects the second wiring and the ninth wiring;
Have
A gate electrode of the first transistor is electrically connected to the eighth wiring;
A drain electrode of the first transistor is electrically connected to the first wiring;
A source electrode of the first transistor is electrically connected to the second wiring;
A drain electrode of the second transistor is electrically connected to the second wiring;
A source electrode of the second transistor is electrically connected to the third wiring;
A first electrode of the capacitor is electrically connected to the first wiring;
A second electrode of the capacitor is electrically connected to the fourth wiring ;
The eighth wiring and the ninth wiring are switching circuits formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board is viewed in plan .
請求項1に記載のスイッチング回路において、
前記多層配線基板を平面視した場合に、前記第1トランジスターの少なくとも一部、前記第2トランジスターの少なくとも一部及び前記コンデンサーの少なくとも一部は、同一直線上に配置されている、スイッチング回路。
The switching circuit according to claim 1,
A switching circuit in which at least a part of the first transistor, at least a part of the second transistor, and at least a part of the capacitor are arranged on the same straight line when the multilayer wiring board is viewed in plan.
請求項1又は2に記載のスイッチング回路において、
前記第2配線と前記第5配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている、スイッチング回路。
The switching circuit according to claim 1 or 2,
The switching circuit, wherein the second wiring and the fifth wiring are formed at positions where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board is viewed in plan.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスイッチング回路において、
前記多層配線基板は、
前記第1配線層以外の配線層に形成された第6配線と、
前記第1配線と前記第6配線とを電気的に接続する第3ビア導体と、
をさらに有する、スイッチング回路。
The switching circuit according to any one of claims 1 to 3,
The multilayer wiring board is
A sixth wiring formed in a wiring layer other than the first wiring layer;
A third via conductor that electrically connects the first wiring and the sixth wiring;
A switching circuit.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のスイッチング回路において、
前記多層配線基板は、
前記第1配線層以外の配線層に形成された第7配線と、
前記第2配線と前記第7配線とを電気的に接続する第4ビア導体と、
をさらに有する、スイッチング回路。
The switching circuit according to any one of claims 1 to 4,
The multilayer wiring board is
A seventh wiring formed in a wiring layer other than the first wiring layer;
A fourth via conductor that electrically connects the second wiring and the seventh wiring;
A switching circuit.
請求項1ないしのいずれか1項に記載のスイッチング回路において、
前記多層配線基板は、前記第1配線層に形成された第10配線をさらに有し、
前記第2トランジスターのゲート電極は、前記第10配線に電気的に接続され、
前記第5配線と前記第10配線は、前記多層配線基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なりあう位置に形成されている、スイッチング回路。
The switching circuit according to any one of claims 1 to 5 ,
The multilayer wiring board further includes a tenth wiring formed in the first wiring layer,
A gate electrode of the second transistor is electrically connected to the tenth wiring;
The switching circuit, wherein the fifth wiring and the tenth wiring are formed at a position where at least a part thereof overlaps when the multilayer wiring board is viewed in plan.
駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、
前記変調信号を、前記第1トランジスターのゲート電極及び前記第2トランジスターのゲート電極で受け付け、前記変調信号を電力増幅した信号である電力増幅変調信号を生成する、請求項1ないしのいずれか1項に記載のスイッチング回路と、
前記電力増幅変調信号を平滑化することによって駆動信号を生成する平滑フィルターと、
を含む容量性負荷駆動回路を含む、医療機器。
A drive waveform signal generating circuit for generating a drive waveform signal;
A modulation circuit that generates a modulation signal by pulse-modulating the drive waveform signal;
Said modulated signal, received at the gate electrode of the gate electrode and the second transistor of the first transistor, to generate a power amplified modulated signal is power amplified signal said modulated signal, any one of claims 1 to 6 1 A switching circuit according to the section;
A smoothing filter that generates a drive signal by smoothing the power amplification modulation signal;
A medical device comprising a capacitive load drive circuit comprising:
JP2012196552A 2012-09-06 2012-09-06 Switching circuit and medical device Expired - Fee Related JP6061068B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012196552A JP6061068B2 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Switching circuit and medical device
US14/019,317 US9539390B2 (en) 2012-09-06 2013-09-05 Medical instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012196552A JP6061068B2 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Switching circuit and medical device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014053742A JP2014053742A (en) 2014-03-20
JP6061068B2 true JP6061068B2 (en) 2017-01-18

Family

ID=50611822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012196552A Expired - Fee Related JP6061068B2 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Switching circuit and medical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6061068B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6106127B2 (en) 2014-05-29 2017-03-29 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント Switching converter and electronic device using the same
JP6488587B2 (en) * 2014-08-12 2019-03-27 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejection device and head unit
JP6799050B2 (en) * 2018-11-28 2020-12-09 矢崎総業株式会社 DC / DC converter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223449A (en) * 2000-02-09 2001-08-17 Toshiba Corp Multilayer printed board
JP2002217416A (en) * 2001-01-16 2002-08-02 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2008147573A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Nec System Technologies Ltd Multilayer substrate device
JP4983906B2 (en) * 2009-12-25 2012-07-25 Tdk株式会社 Electronic component built-in module
JP2011187809A (en) * 2010-03-10 2011-09-22 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and multilayer wiring board
JP5423589B2 (en) * 2010-06-09 2014-02-19 株式会社デンソー Semiconductor device
JP5674363B2 (en) * 2010-07-22 2015-02-25 レノボ・イノベーションズ・リミテッド(香港) Circuit board having noise suppression structure
JP4924761B1 (en) * 2011-02-17 2012-04-25 セイコーエプソン株式会社 Capacitive load drive circuit and fluid ejection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014053742A (en) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6098802B2 (en) Liquid ejecting apparatus and printing apparatus
JP6061068B2 (en) Switching circuit and medical device
EP2849949A1 (en) Ejector devices, methods, drivers, and circuits therefor
US11867168B2 (en) Fluid control device and sphygmomanometer
JP6075532B2 (en) Capacitive load driving circuit, liquid ejecting printing apparatus, liquid ejecting apparatus, fluid transport apparatus, and medical device
US20130011282A1 (en) Piezoelectric element drive circuit and liquid ejecting apparatus
JP6098792B2 (en) Capacitive load driving circuit and liquid ejecting apparatus
JP6020806B2 (en) Liquid ejecting apparatus and printing apparatus
US9539390B2 (en) Medical instrument
JP5903816B2 (en) Control device for pulsation generator and liquid ejecting apparatus
JP5845598B2 (en) Load drive circuit and fluid ejection device
TWI680015B (en) Circuit for atomizing liquid and device thereof
TWI584881B (en) Circuit for atomizing liquid and device thereof
JP4924761B1 (en) Capacitive load drive circuit and fluid ejection device
JP5736939B2 (en) Capacitive load drive circuit and fluid ejection device
JP5724437B2 (en) Voltage output circuit
JP2018052047A (en) Drive circuit, liquid ejection device, and control method of drive circuit
CN107961939B (en) Liquid atomizing circuit and device thereof
JP5549285B2 (en) Piezoelectric drive circuit
JP5880755B2 (en) Fluid ejection device
JP5764917B2 (en) Capacitive load drive circuit, wiring, and liquid ejecting apparatus
JP2012116098A (en) Capacitive load driving circuit
WO2022186245A1 (en) Fluid control device
JP2013059433A (en) Liquid injection device and medical apparatus
JP2010084679A (en) Fluid injection device, method for controlling fluid injection device, and surgical apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20140619

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6061068

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees