JP2014192812A

JP2014192812A - Power supply circuit

Info

Publication number: JP2014192812A
Application number: JP2013068511A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Hara; 章文原
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP5913177B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply circuit that has a reduced inductance component of the circuit.SOLUTION: A power supply circuit 100 for outputting a single phase alternating current between a first output terminal 14a and a second output terminal 14b includes: a first switch 31 and a second switch 32 arranged in a first region; and a third switch 33 and a fourth switch 34 arranged in a second region that does not overlap the first region. The first switch 31 is connected between an upper power supply and the first output terminal 14a. The second switch 32 is connected between a lower power supply and the second output terminal 14b. The third switch 33 is connected between the upper power supply and the second output terminal 14b. The fourth switch 34 is connected between the lower power supply and the first output terminal 14a.

Description

本発明は、単相交流を出力する電源回路に関する。 The present invention relates to a power supply circuit that outputs a single-phase alternating current.

放電管などの容量性負荷、あるいはトランス、インダクタ、モータなどの誘導性負荷を駆動するために、直流電圧を交流電圧に変換するインバータを利用した電源回路が用いられることがある。電源回路は、一対の直流電源ラインの間に直列に設けられた上アームおよび下アームを有し、それらを相補的にスイッチングすることにより、上アームと下アームの接続点に接続される負荷に、ハイレベル電圧とローレベル電圧の間をスイッチングする矩形波状の交流電圧を供給する。 In order to drive a capacitive load such as a discharge tube or an inductive load such as a transformer, an inductor, and a motor, a power supply circuit using an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage may be used. The power supply circuit has an upper arm and a lower arm provided in series between a pair of DC power supply lines, and by switching them in a complementary manner, a load connected to a connection point between the upper arm and the lower arm A rectangular wave AC voltage for switching between a high level voltage and a low level voltage is supplied.

単相交流を出力させる電源回路では、直流バス間に直列に設けられる上アームと下アームが二組設けられ、直列接続されない一方の上アームと他方の下アームを同時にオンにすることにより、負荷に電力を供給する。このような電源回路は、例えば、レーザ発振用の放電電極部に印加する交流電圧を発生させる高周波電源に用いられる（特許文献１参照）。 In a power supply circuit that outputs single-phase alternating current, two sets of upper and lower arms are provided in series between the DC buses, and one upper arm and the other lower arm that are not connected in series are turned on at the same time. To supply power. Such a power supply circuit is used for, for example, a high-frequency power supply that generates an alternating voltage applied to a discharge electrode portion for laser oscillation (see Patent Document 1).

特開２００３−２４３７４９号公報JP 2003-243749 A

単相交流用の電源回路では、負荷に接続する出力端子の共通性などの理由により上アームと下アームの回路配置が決定されることが多いが、本発明者は、電源回路の鎖交磁束に着目するとともに、鎖交磁束を低減できる回路配置とすることで回路のインダクタンス成分を低減し、出力特性を向上させることができると想到した。 In a power circuit for single-phase alternating current, the circuit arrangement of the upper arm and the lower arm is often determined for reasons such as the commonality of output terminals connected to a load. In addition, the present inventors have conceived that the circuit arrangement that can reduce the flux linkage can reduce the inductance component of the circuit and improve the output characteristics.

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、回路のインダクタンス成分を低減させた電源回路の提供にある。 The present invention has been made in view of such a problem, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a power supply circuit in which an inductance component of the circuit is reduced.

本発明のある態様は電源回路に関する。この電源回路は、第１出力端子と第２出力端子との間に単相交流を出力する電源回路であって、第１領域に配置される第１スイッチおよび第２スイッチと、第１領域と重ならない第２領域に配置される第３スイッチおよび第４スイッチと、を備える。第１スイッチは、上側電源と第１出力端子の間に接続され、第２スイッチは、下側電源と第２出力端子の間に接続され、第３スイッチは、上側電源と第２出力端子の間に接続され、第４スイッチは、下側電源と第１出力端子の間に接続される、 One embodiment of the present invention relates to a power supply circuit. This power supply circuit is a power supply circuit that outputs a single-phase alternating current between a first output terminal and a second output terminal, and includes a first switch and a second switch arranged in the first region, A third switch and a fourth switch disposed in the second region that do not overlap. The first switch is connected between the upper power supply and the first output terminal, the second switch is connected between the lower power supply and the second output terminal, and the third switch is connected between the upper power supply and the second output terminal. The fourth switch is connected between the lower power source and the first output terminal.

この態様によると、上側電源ラインと下側電源ラインを結ぶ経路として、同時にオン状態とする第１スイッチおよび第２スイッチと、異なるタイミングで同時にオン状態とする第３スイッチと第４スイッチとが、それぞれ同じ領域内に配置されることとなる。そのため、同時にオン状態とするスイッチを通る経路における鎖交面積を小さくすることができる。 According to this aspect, as a path connecting the upper power supply line and the lower power supply line, the first switch and the second switch that are simultaneously turned on, and the third switch and the fourth switch that are simultaneously turned on at different timings, Each is arranged in the same region. Therefore, it is possible to reduce the interlinkage area in the path passing through the switches that are simultaneously turned on.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、電源回路のインダクタンス成分を低減させることができる。 According to an aspect of the present invention, the inductance component of the power supply circuit can be reduced.

実施の形態に係る電源回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the power supply circuit which concerns on embodiment. 実施の形態に係る電源回路の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the power supply circuit which concerns on embodiment. （ａ）〜（ｃ）は、図１のアームと、図２のスイッチとの対応関係を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the correspondence of the arm of FIG. 1, and the switch of FIG. 比較例に係る電源回路の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the power supply circuit which concerns on a comparative example. 比較例に係る電源回路の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the power supply circuit which concerns on a comparative example. 比較例に係る電源回路の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the power supply circuit which concerns on a comparative example. 実施の形態に係る電源回路の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the power supply circuit which concerns on embodiment. 実施の形態に係る電源回路の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the power supply circuit which concerns on embodiment. 実施の形態に係る電源回路の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the power supply circuit which concerns on embodiment. ＣＯ_２レーザの構成を示す図である。It is a diagram showing a configuration of a CO ₂ laser. 変形例１に係る電源回路の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the power supply circuit which concerns on the modification 1. FIG. 変形例１に係る電源回路の動作を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of a power supply circuit according to Modification Example 1. 変形例１に係る電源回路の動作を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of a power supply circuit according to Modification Example 1. 変形例２に係る電源回路の外観側面図である。10 is an external side view of a power supply circuit according to Modification 2. FIG. 変形例３に係る電源回路の外観側面図である。14 is an external side view of a power supply circuit according to Modification 3. FIG.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本実施形態を具体的に説明する前に概要を述べる。本実施形態は、いわゆるＨブリッジ回路（フルブリッジ回路ともいう）により構成される電源回路におけるスイッチ素子の回路配置技術に関し、電源回路を低インダクタンス化する技術に関する。単相交流を出力させる電源回路では、直流バス間に直列に設けられる上アームと下アームが二組設けられ、直列接続されない一方の上アームと他方の下アームを同時にオンにすることにより、負荷に電力を供給する。このとき、数ｋＨｚから数ＭＨｚ程度の交流電圧を出力させる高周波電源であれば、負荷へ効率良く電力を供給するため回路のインダクタンスが低いことが望ましい。また、負荷を接続した状態において共振回路が構成されるよう、インダクタタンス成分や容量成分を出力ラインに接続してインピーダンス調整する場合にも、電源回路のインダクタンスが低い方が調整がしやすい。 An outline will be described before the present embodiment is specifically described. The present embodiment relates to a circuit arrangement technology of switch elements in a power supply circuit constituted by a so-called H bridge circuit (also referred to as a full bridge circuit), and to a technology for reducing the inductance of the power supply circuit. In a power supply circuit that outputs single-phase alternating current, two sets of upper and lower arms are provided in series between the DC buses, and one upper arm and the other lower arm that are not connected in series are turned on at the same time. To supply power. At this time, if the high-frequency power source outputs an alternating voltage of several kHz to several MHz, it is desirable that the inductance of the circuit is low in order to efficiently supply power to the load. Also, when impedance adjustment is performed by connecting an inductance component or a capacitance component to an output line so that a resonance circuit is configured with a load connected, adjustment is easier when the inductance of the power supply circuit is lower.

一方で、単相交流用の電源回路を構成する上アームと下アームは、負荷への出力端子を共通とする一組を基板上に近接して配置することが多く、その結果、負荷への出力端子を別にするアーム同士は対角の位置に設けられ、出力端子を共通とするアームと比べて遠くに配置されることとなる。そうすると、同時にオンとなる上アームと下アームは、相対的に遠い位置に配置されるため、一方の直流電源ラインから上アーム、負荷、下アームを通って他方の直流電源ラインへと抜ける経路における鎖交面積が大きくなり、電源回路のインダクタンス成分が増大する。そこで、本実施形態においては、同時にオンとなる上下アームを近接して配置することで回路の鎖交面積を小さくし、回路を低インダクタンス化する。 On the other hand, the upper arm and the lower arm constituting the power circuit for single-phase AC are often arranged close to the substrate with a common output terminal to the load. The arms that separate the output terminals are provided at diagonal positions, and are disposed farther than the arms that share the output terminal. Then, since the upper arm and the lower arm that are turned on at the same time are arranged relatively far from each other, in the path from one DC power line to the other DC power line through the upper arm, load, and lower arm. The interlinkage area increases and the inductance component of the power supply circuit increases. Therefore, in this embodiment, the upper and lower arms that are simultaneously turned on are arranged close to each other, thereby reducing the interlinkage area of the circuit and reducing the inductance of the circuit.

図１は、実施の形態に係る電源回路１００の構成を示す回路図である。本図の電源回路１００は、コントローラ４からの制御パルスＳ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂに応じて、第１出力端子１４ａと第２出力端子１４ｂの間に接続される負荷６に矩形状の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを印加する単相交流電圧を出力する。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit 100 according to the embodiment. The power supply circuit 100 shown in the figure has a rectangular output voltage applied to the load 6 connected between the first output terminal 14a and the second output terminal 14b in response to control pulses S1a, S2a, S1b, and S2b from the controller 4. A single-phase AC voltage to which _VOUT is applied is output.

電源回路１００は、上側電源ライン１０と、下側電源ライン１２と、コンデンサ８と、２個の出力端子１４ａ、１４ｂと、２個の上アーム１６ａ、１６ｂと、２個の下アーム１８ａ、１８ｂと、２個の上側ドライバ２０ａ、２０ｂと、２個の下側ドライバ２２ａ、２２ｂ、を備える。 The power supply circuit 100 includes an upper power supply line 10, a lower power supply line 12, a capacitor 8, two output terminals 14a and 14b, two upper arms 16a and 16b, and two lower arms 18a and 18b. And two upper drivers 20a and 20b and two lower drivers 22a and 22b.

コンデンサ８は、上側電源ライン１０と下側電源ライン１２の間に接続される。コンデンサ８は、上側電源ライン１０および下側電源ライン１２に接続される図示しない電源から高電圧の直流電圧Ｖ_ＤＣが印加されて蓄電する。コンデンサ８は、蓄電した電力を上アーム１６ａ、１６ｂおよび下アーム１８ａ、１８ｂに供給することで、主に高周波の交流成分を供給する電源として機能する。 The capacitor 8 is connected between the upper power supply line 10 and the lower power supply line 12. The capacitor 8 is charged with a high DC voltage _VDC applied from a power source (not shown) connected to the upper power line 10 and the lower power line 12. The capacitor 8 mainly functions as a power source for supplying a high-frequency AC component by supplying the stored electric power to the upper arms 16a and 16b and the lower arms 18a and 18b.

出力端子１４ａ、１４ｂは、負荷６の両端と接続される。第１上アーム１６ａは、上側電源ライン１０と第１出力端子１４ａの間に設けられ、第１下アーム１８ａは、第１出力端子１４ａと下側電源ライン１２の間に設けられる。第２上アーム１６ｂは、上側電源ライン１０と第２出力端子１４ｂの間に設けられ、第２下アーム１８ｂは、第２出力端子１４ｂと下側電源ライン１２の間に設けられる。 The output terminals 14 a and 14 b are connected to both ends of the load 6. The first upper arm 16a is provided between the upper power supply line 10 and the first output terminal 14a, and the first lower arm 18a is provided between the first output terminal 14a and the lower power supply line 12. The second upper arm 16b is provided between the upper power supply line 10 and the second output terminal 14b, and the second lower arm 18b is provided between the second output terminal 14b and the lower power supply line 12.

コントローラ４は、上アーム１６ａ、１６ｂ、下アーム１８ａ、１８ｂそれぞれのオン、オフ状態を示す制御パルスＳ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂを生成する。第１上側ドライバ２０ａは、制御パルスＳ１ａにもとづいて、第１上アーム１６ａをスイッチングする。第２上側ドライバ２０ｂは、制御パルスＳ１ｂにもとづいて、第２上アーム１６ｂをスイッチングする。第１下側ドライバ２２ａは、制御パルスＳ２ａにもとづいて、第１下アーム１８ａをスイッチングする。第２下側ドライバ２２ｂは、制御パルスＳ２ｂにもとづいて、第２下アーム１８ｂをスイッチングする。 The controller 4 generates control pulses S1a, S2a, S1b, and S2b that indicate the on and off states of the upper arms 16a and 16b and the lower arms 18a and 18b, respectively. The first upper driver 20a switches the first upper arm 16a based on the control pulse S1a. The second upper driver 20b switches the second upper arm 16b based on the control pulse S1b. The first lower driver 22a switches the first lower arm 18a based on the control pulse S2a. The second lower driver 22b switches the second lower arm 18b based on the control pulse S2b.

コントローラ４は、第１上アーム１６ａと第２下アーム１８ｂがオン、第２上アーム１６ｂと第１下アーム１８ａがオフする第１状態と、第１上アーム１６ａと第２下アーム１８ｂがオフ、第２上アーム１６ｂと第１下アーム１８ａがオンする第２状態と、を交互に繰り返す。第１状態において第１出力端子１４ａには、ハイレベル電圧（Ｖ_ＤＣ）が、第２出力端子１４ｂにはローレベル電圧（Ｖ_ＧＮＤ）が発生し、第２状態において第１出力端子１４ａには、ローレベル電圧（Ｖ_ＧＮＤ）が、第２出力端子１４ｂにはハイレベル電圧（Ｖ_ＤＣ）が発生する。 In the controller 4, the first upper arm 16a and the second lower arm 18b are turned on, the second upper arm 16b and the first lower arm 18a are turned off, and the first upper arm 16a and the second lower arm 18b are turned off. The second state in which the second upper arm 16b and the first lower arm 18a are turned on is repeated alternately. In the first state, a high level voltage (V _DC ) is generated at the first output terminal 14a, a low level voltage (V _GND ) is generated at the second output terminal 14b, and at the first output terminal 14a in the second state. A low level voltage (V _GND ) is generated, and a high level voltage (V _DC ) is generated at the second output terminal 14b.

以上が電源回路１００の回路構成である。
図２は、電源回路１００の外観斜視図である。電源回路１００は、基板７０を備え、基板７０には、４個のスイッチ３１〜３４と、４個の制御部４１〜４４と、４本の直流バス５１〜５４と、第１コンデンサ８ａと、第２コンデンサ８ｂと、第１出力端子１４ａと、第２出力端子１４ｂが設けられる。 The above is the circuit configuration of the power supply circuit 100.
FIG. 2 is an external perspective view of the power supply circuit 100. The power supply circuit 100 includes a substrate 70. The substrate 70 includes four switches 31 to 34, four control units 41 to 44, four DC buses 51 to 54, a first capacitor 8a, A second capacitor 8b, a first output terminal 14a, and a second output terminal 14b are provided.

基板７０は、その表面上に第１領域Ｃ１と、第２領域Ｃ２と、中央領域Ｃ３が設けられる。中央領域Ｃ３は、基板７０の表面における中央付近に設けられる。第１領域Ｃ１および第２領域Ｃ２は、中央領域Ｃ３を境界にして、基板７０の表面上の領域を二分するように設けられる。例えば、基板７０の表面を左右に分ける場合、第１領域Ｃ１は左半分に相当する領域として設けられ、第２領域Ｃ２は右半分に相当する領域として設けられる。第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２は、その領域が互いに重ならないように設けられる。第１領域Ｃ１には第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が配置され、第２領域Ｃ２には第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が配置される。また、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２に挟まれる中央領域Ｃ３には、第１出力端子１４ａ、第２出力端子１４ｂが配置される。 The substrate 70 is provided with a first region C1, a second region C2, and a central region C3 on the surface thereof. The central region C3 is provided near the center on the surface of the substrate 70. The first region C1 and the second region C2 are provided so as to bisect the region on the surface of the substrate 70 with the central region C3 as a boundary. For example, when the surface of the substrate 70 is divided into left and right, the first region C1 is provided as a region corresponding to the left half, and the second region C2 is provided as a region corresponding to the right half. The first region C1 and the second region C2 are provided so that the regions do not overlap each other. The first switch 31 and the second switch 32 are arranged in the first area C1, and the third switch 33 and the fourth switch 34 are arranged in the second area C2. A first output terminal 14a and a second output terminal 14b are disposed in a central region C3 sandwiched between the first region C1 and the second region C2.

４個のスイッチ３１〜３４は、図１に示した第１上アーム１６ａ、第２上アーム１６ｂ、第１下アーム１８ａ、第２下アーム１８ｂのいずれかに対応する。同様に、４個の制御部４１〜４４は、図１に示した第１上側ドライバ２０ａ、第２上側ドライバ２０ｂ、第１下側ドライバ２２ａ、第２下側ドライバ２２ｂのいずれかに対応する。第１コンデンサ８ａと第２コンデンサ８ｂは、図１に示したコンデンサ８を構成する。４個の直流バス５１〜５４は、図１に示した上側電源ライン１０または下側電源ライン１２を構成する。なお、電源回路を構成するアームと４個のスイッチ３１〜３４の対応関係については、図３を用いて後述する。 The four switches 31 to 34 correspond to any of the first upper arm 16a, the second upper arm 16b, the first lower arm 18a, and the second lower arm 18b shown in FIG. Similarly, the four control units 41 to 44 correspond to any of the first upper driver 20a, the second upper driver 20b, the first lower driver 22a, and the second lower driver 22b shown in FIG. The first capacitor 8a and the second capacitor 8b constitute the capacitor 8 shown in FIG. The four DC buses 51 to 54 constitute the upper power supply line 10 or the lower power supply line 12 shown in FIG. The correspondence relationship between the arms constituting the power supply circuit and the four switches 31 to 34 will be described later with reference to FIG.

第１スイッチ３１と第２スイッチ３２は、第１領域Ｃ１に配置され、それぞれが第１の方向（ｘ方向）に距離ｄ_１だけ離間して配置される。第３スイッチ３３と第４スイッチ３４は、第２領域Ｃ２に配置される。第３スイッチ３３は、第１スイッチ３１とｘ方向に交差する第２の方向（ｙ方向）に距離ｄ_２だけ離間して配置される。第４スイッチ３４は、第３スイッチ３３とｘ方向に距離ｄ_１だけ離間して配置される。このような配置関係とすることで、４個のスイッチ３１〜３４は、格子状に配列される。また、ｘ方向の距離ｄ_１をｙ方向の距離ｄ_２よりも小さくすることにより、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が近接して配置され、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が近接して配置される。 The first switch 31 and the second switch 32 are arranged in the first region C1, and are arranged apart from each other by a distance d1 in the _first direction (x direction). The third switch 33 and the fourth switch 34 are disposed in the second region C2. The third switch 33 is arranged to be separated from the first switch 31 by a distance d2 in a _second direction (y direction) intersecting the x direction. The fourth switch 34 is disposed at a distance from each other in the third switch 33 and the x-direction by a distance _{d 1.} With this arrangement relationship, the four switches 31 to 34 are arranged in a lattice pattern. Further, by making the distance d _{1 in the} x direction smaller than the distance d _{2 in the} y direction, the first switch 31 and the second switch 32 are arranged close to each other, and the third switch 33 and the fourth switch 34 are made close to each other. Arranged.

４個のスイッチ３１〜３４のそれぞれは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタなどのスイッチ素子で構成される。それぞれのスイッチは、１個のスイッチ素子または複数のスイッチ素子を並列または直列に接続したもので構成される。本実施形態においては、高電圧かつ高周波の出力を得るため、複数のＦＥＴを直列接続したものを４個のスイッチ３１〜３４のそれぞれとして用いる。直列接続させる個数は、用いるＦＥＴの耐圧や必要とする出力電圧に応じて定めればよく、例えば、１０個の直列接続とする。 Each of the four switches 31 to 34 includes a switching element such as a field effect transistor (FET), an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or a bipolar transistor. Each switch is composed of one switch element or a plurality of switch elements connected in parallel or in series. In this embodiment, in order to obtain a high voltage and high frequency output, a plurality of FETs connected in series are used as each of the four switches 31 to 34. The number to be connected in series may be determined according to the withstand voltage of the FET to be used and the required output voltage. For example, 10 series connections are used.

第１制御部４１は、第１スイッチ３１に隣接して配置され、第１スイッチ３１をオン状態またはオフ状態とするための駆動信号を生成する。同様に、第２制御部４２、第３制御部４３、第４制御部４４は、それぞれ第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、第４スイッチ３４に隣接して配置され、それぞれのスイッチへの駆動信号を生成する。 The first control unit 41 is disposed adjacent to the first switch 31 and generates a drive signal for turning the first switch 31 on or off. Similarly, the second control unit 42, the third control unit 43, and the fourth control unit 44 are disposed adjacent to the second switch 32, the third switch 33, and the fourth switch 34, respectively, and are driven to the respective switches. Generate a signal.

４個の直流バス５１〜５４は、基板７０の上にｙ方向に延設され、図示しない直流電源の正極または負極のいずれか一方と接続される。第１直流バス５１と第２直流バス５２は、ｘ方向に離間して設けられる。同様に第３直流バス５３と第４直流バス５４は、ｘ方向に離間して設けられる。第１直流バス５１は、第１スイッチ３１と接続される。同様に、第２直流バス５２、第３直流バス５３、第４直流バス５４は、それぞれ第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、第４スイッチ３４と接続される。 The four DC buses 51 to 54 extend in the y direction on the substrate 70 and are connected to either a positive electrode or a negative electrode of a DC power source (not shown). The first DC bus 51 and the second DC bus 52 are provided apart from each other in the x direction. Similarly, the third DC bus 53 and the fourth DC bus 54 are provided separately in the x direction. The first DC bus 51 is connected to the first switch 31. Similarly, the second DC bus 52, the third DC bus 53, and the fourth DC bus 54 are connected to the second switch 32, the third switch 33, and the fourth switch 34, respectively.

第１コンデンサ８ａは、第１直流バス５１と第２直流バス５２の間に接続され、第１領域Ｃ１に配置される。より詳細には、第１コンデンサ８ａは、第１スイッチ３１が設けられる位置と第２スイッチ３２が設けられる位置の間の領域に配置される。また、第２コンデンサ８ｂは、第３直流バス５３と第４直流バス５４の間に接続され、第２領域Ｃ２に配置される。より詳細には、第２コンデンサ８ｂは、第３スイッチ３３が設けられる位置と第４スイッチ３４が設けられる位置の間の領域に配置される。これにより、第１コンデンサ８ａは、主に第１スイッチ３１および第２スイッチ３２に対して高周波の交流成分を供給し、第２コンデンサ８ｂは、第３スイッチ３３および第４スイッチ３４に対して高周波の交流成分を供給する。 The first capacitor 8a is connected between the first DC bus 51 and the second DC bus 52 and is disposed in the first region C1. More specifically, the first capacitor 8a is arranged in a region between a position where the first switch 31 is provided and a position where the second switch 32 is provided. The second capacitor 8b is connected between the third DC bus 53 and the fourth DC bus 54, and is disposed in the second region C2. More specifically, the second capacitor 8b is arranged in a region between a position where the third switch 33 is provided and a position where the fourth switch 34 is provided. Thus, the first capacitor 8a mainly supplies a high-frequency AC component to the first switch 31 and the second switch 32, and the second capacitor 8b provides a high-frequency to the third switch 33 and the fourth switch 34. Supply the AC component.

第１コンデンサ８ａおよび第２コンデンサ８ｂは、大容量の電源として機能するよう、複数のコンデンサを並列または直列接続としたものがそれぞれ用いる。第１コンデンサ８ａおよび第２コンデンサ８ｂは、フィルムコンデンサなどの高周波成分の電力供給に向いたコンデンサを含めることが望ましい。また、蓄電容量を大きくするため、電解コンデンサなど容量が比較的大きいコンデンサを含めることとしてもよい。 As the first capacitor 8a and the second capacitor 8b, a plurality of capacitors connected in parallel or in series are used so as to function as a large-capacity power source. It is desirable that the first capacitor 8a and the second capacitor 8b include a capacitor suitable for power supply of a high frequency component such as a film capacitor. In order to increase the storage capacity, a capacitor having a relatively large capacity such as an electrolytic capacitor may be included.

第１出力端子１４ａと第２出力端子１４ｂは、中央領域Ｃ３に設けられる。第１出力端子１４ａには、４個のスイッチ３１〜３４のうち上下アームを構成するいずれか２個が接続される。第２出力端子１４ｂには、第１出力端子１４ａに接続されない残りの上下アームを構成する２個のスイッチが接続される。 The first output terminal 14a and the second output terminal 14b are provided in the central region C3. Any two of the four switches 31 to 34 constituting the upper and lower arms are connected to the first output terminal 14a. Two switches constituting the remaining upper and lower arms not connected to the first output terminal 14a are connected to the second output terminal 14b.

図３（ａ）〜（ｃ）は、図１のアームと、図２のスイッチとの対応関係を示す図である。図３（ａ）は、比較例に係る対応関係を示し、図３（ｂ）は、実施の形態に係る対応関係を示す。図３（ｃ）は変形例に係る対応関係を示す。図３（ａ）〜（ｃ）は、基準として、第１スイッチ３１を第１上アーム１６ａとした場合を示しており、その場合に、その他のアームが配置されるバリエーションの種類をそれぞれが示している。 FIGS. 3A to 3C are diagrams showing the correspondence between the arm of FIG. 1 and the switch of FIG. FIG. 3A shows the correspondence relationship according to the comparative example, and FIG. 3B shows the correspondence relationship according to the embodiment. FIG. 3C shows a correspondence relationship according to the modification. FIGS. 3A to 3C show the case where the first switch 31 is the first upper arm 16a as a reference, and in this case, the types of variations in which other arms are arranged are shown. ing.

以下、図３（ａ）、（ｂ）に示す回路配置とした場合における電源回路の構成および動作について示す。まず、図３（ａ）に示す比較例を用いて本発明が解決しようとする課題について図４〜６を参照しながら説明する。次に、図３（ｂ）に示す本発明の実施形態について図７以降を参照しながら説明する。なお、図３（ｃ）に示す回路配置とした場合については、実施の形態について説明した後に、変形例として詳述する。 The configuration and operation of the power supply circuit in the case of the circuit arrangement shown in FIGS. 3A and 3B will be described below. First, a problem to be solved by the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6 using a comparative example shown in FIG. Next, an embodiment of the present invention shown in FIG. 3B will be described with reference to FIG. In addition, about the case where it is set as the circuit arrangement | positioning shown in FIG.3 (c), after describing embodiment, it explains in full detail as a modification.

図４は、比較例に係る電源回路の配置を示す図であり、図３（ａ）に示した配置に対応する。比較例に係る電源回路は、近接配置される第１スイッチ３１と第２スイッチ３２をそれぞれ第１上アーム１６ａと第１下アーム１８ａとし、近接配置される第３スイッチ３３と第４スイッチ３４をそれぞれ第２上アーム１６ｂと第２下アーム１８ｂとしている。このとき、図２に示す第１直流バス５１および第３直流バス５３は、上側電源ライン１０として機能し、第２直流バス５２および第４直流バス５４は、下側電源ライン１２として機能する。 FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the power supply circuit according to the comparative example, and corresponds to the arrangement shown in FIG. In the power supply circuit according to the comparative example, the first switch 31 and the second switch 32 arranged close to each other are the first upper arm 16a and the first lower arm 18a, respectively, and the third switch 33 and the fourth switch 34 arranged close to each other are used. The second upper arm 16b and the second lower arm 18b are used. At this time, the first DC bus 51 and the third DC bus 53 shown in FIG. 2 function as the upper power supply line 10, and the second DC bus 52 and the fourth DC bus 54 function as the lower power supply line 12.

比較例における回路配置は、スイッチとして、上アームと下アームを一つにパッケージ化したモジュールを利用する場合に一般的に採用される配置である。この場合、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２の代わりに第１モジュール３０ａを配置し、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４の代わりに第２モジュール３０ｂを配置する。また、比較例に示す回路配置は、上アームと下アームを別のモジュールとする場合であっても、出力端子を共通とするアーム同士を近接させることで基板７０上の配線が交差しないように配置できるメリットがあり、採用されることの多い回路配置である。 The circuit arrangement in the comparative example is an arrangement generally employed when a module in which an upper arm and a lower arm are packaged as one switch is used as a switch. In this case, the first module 30 a is arranged instead of the first switch 31 and the second switch 32, and the second module 30 b is arranged instead of the third switch 33 and the fourth switch 34. Further, the circuit arrangement shown in the comparative example is such that even if the upper arm and the lower arm are separate modules, the wiring on the substrate 70 does not intersect by bringing the arms having the same output terminal close to each other. There is a merit that it can be arranged, and this circuit arrangement is often adopted.

図５、６は、比較例に係る電源回路の動作を示す図である。図５は、第１出力端子１４ａから第２出力端子１４ｂの向きに電流Ｉ_１を流す第１状態を示しており、図６は、逆向きに電流Ｉ_２を流す第２状態を示している。図５に示す第１状態では、同時にオン状態となる第１スイッチ３１と第４スイッチ３４が対角の位置にあるため、第１コンデンサ８ａから第１スイッチ３１、負荷６、第４スイッチ３４を通って第１コンデンサ８ａに戻る閉ループが囲む鎖交面積が大きくなる。このため、回路が構成するインダクタンス成分が大きくなる。 5 and 6 are diagrams illustrating the operation of the power supply circuit according to the comparative example. Figure 5 shows a first state in which electric current I ₁ in the direction from the first output terminal 14a the second output terminal 14b, FIG. 6 shows a second state in which current flows I ₂ in the opposite direction . In the first state shown in FIG. 5, the first switch 31 and the fourth switch 34 that are turned on simultaneously are at diagonal positions, so the first switch 31, the load 6, and the fourth switch 34 are connected from the first capacitor 8 a. The interlinkage area surrounded by the closed loop passing back to the first capacitor 8a is increased. For this reason, the inductance component which a circuit comprises becomes large.

同様に、図６に示す第２状態では、同時にオン状態となる第２スイッチ３２と第３スイッチ３３が対角の位置にあるため、第２コンデンサ８ｂから第３スイッチ３３、負荷６、第２スイッチ３２を通って第２コンデンサ８ｂに戻る閉ループが囲む鎖交面積が大きくなる。このため、回路が構成するインダクタンス成分が大きくなる。 Similarly, in the second state shown in FIG. 6, since the second switch 32 and the third switch 33 that are simultaneously turned on are in diagonal positions, the second switch 8 to the third switch 33, the load 6, the second switch The interlinkage area surrounded by the closed loop that returns to the second capacitor 8b through the switch 32 increases. For this reason, the inductance component which a circuit comprises becomes large.

そこで、本実施の形態では、インダクタンス成分を低減させるため、回路が構成する閉ループの鎖交面積を上述の比較例と比べて小さくすることのできる回路配置とする。
図７は、実施の形態に係る電源回路１００の配置を示す図であり、図３（ｂ）に示した配置に対応する。電源回路１００は、近接配置される第１スイッチ３１と第２スイッチ３２をそれぞれ第１上アーム１６ａと第２下アーム１８ｂとし、近接配置される第３スイッチ３３と第４スイッチ３４をそれぞれ第２上アーム１６ｂと第１下アーム１８ａとしている。これにより、第１状態において同時にオン状態となる第１上アーム１６ａと第２下アーム１８ｂが近接配置されるとともに、第２状態において同時にオン状態となる第２上アーム１６ｂと第１下アーム１８ａが近接配置される。 Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the inductance component, a circuit arrangement in which the closed loop interlinkage area formed by the circuit can be reduced as compared with the above-described comparative example.
FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the power supply circuit 100 according to the embodiment, and corresponds to the arrangement shown in FIG. In the power supply circuit 100, the first switch 31 and the second switch 32 that are arranged in proximity are respectively used as the first upper arm 16a and the second lower arm 18b, and the third switch 33 and the fourth switch 34 that are arranged in proximity are respectively used as the second switch. An upper arm 16b and a first lower arm 18a are provided. As a result, the first upper arm 16a and the second lower arm 18b, which are simultaneously turned on in the first state, are arranged close to each other, and the second upper arm 16b and the first lower arm 18a, which are simultaneously turned on in the second state. Are placed close together.

図８、９は、実施の形態に係る電源回路１００の動作を示す図である。図８は、第１出力端子１４ａから第２出力端子１４ｂの向きに電流Ｉ_１を流す第１状態を示しており、図９は、逆向きに電流Ｉ_２を流す第２状態を示している。図８に示す第１状態では、同時にオン状態となる第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が隣接する位置にあるため、第１コンデンサ８ａから第１スイッチ３１、負荷６、第４スイッチ３４を通って第１コンデンサ８ａに戻る閉ループの面積が小さくなる。そのため、回路が構成するインダクタンス成分を低減させることができる。 8 and 9 are diagrams illustrating the operation of the power supply circuit 100 according to the embodiment. 8, the first output terminal 14a shows a first state in which electric current I ₁ in the direction of the second output terminal 14b, FIG. 9 shows a second state in which current flows I ₂ in the opposite direction . In the first state shown in FIG. 8, since the first switch 31 and the second switch 32 that are simultaneously turned on are in adjacent positions, the first capacitor 31a passes through the first switch 31, the load 6, and the fourth switch 34. Thus, the area of the closed loop returning to the first capacitor 8a is reduced. Therefore, the inductance component that the circuit configures can be reduced.

同様に、図９に示す第２状態では、同時にオン状態となる第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が隣接する位置にあるため、第２コンデンサ８ｂから第３スイッチ３３、負荷６、第４スイッチ３４を通って第２コンデンサ８ｂに戻る閉ループの面積が小さくなる。これにより、回路のインダクタンス成分を低減させることができる。 Similarly, in the second state shown in FIG. 9, since the third switch 33 and the fourth switch 34 that are simultaneously turned on are in adjacent positions, the second switch 8 to the third switch 33, the load 6, and the fourth switch The area of the closed loop returning to the second capacitor 8b through 34 is reduced. Thereby, the inductance component of a circuit can be reduced.

また、第１コンデンサ８ａは、第１スイッチ３１が設けられる位置と第２スイッチ３２が設けられる位置の間の領域に配置されるため、第２スイッチ３２から第１コンデンサ８ａを通って第１スイッチ３１に至る経路が短くなる。また、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２の間の経路として、負荷６を通る経路と第１コンデンサ８ａを通る経路が近接することとなり、図示する閉ループの面積がより小さくなる。これにより、第１スイッチ３１および第２スイッチ３２に高周波の交流成分を安定的に供給するとともに、回路のインダクタンス成分を低減させることができる。また、電源回路のインダクタンス成分が低減されることで負荷へ電力を効率的に供給することができ、電源回路の出力特性を向上させることができる。 Further, since the first capacitor 8a is arranged in a region between the position where the first switch 31 is provided and the position where the second switch 32 is provided, the first switch 8a passes through the first capacitor 8a. The route to 31 is shortened. Further, as the path between the first switch 31 and the second switch 32, the path passing through the load 6 and the path passing through the first capacitor 8a are close to each other, and the area of the closed loop shown in the figure is further reduced. As a result, a high-frequency AC component can be stably supplied to the first switch 31 and the second switch 32, and the inductance component of the circuit can be reduced. Further, since the inductance component of the power supply circuit is reduced, power can be efficiently supplied to the load, and the output characteristics of the power supply circuit can be improved.

同様に、第２コンデンサ８ｂは、第３スイッチ３３が設けられる位置と第４スイッチ３４が設けられる位置の間の領域に配置されるため、第４スイッチ３４から第２コンデンサ８ｂを通って第３スイッチ３３に至る経路が短くなる。また、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４の間の経路として、負荷６を通る経路と第２コンデンサ８ｂを通る経路が近接することとなり、図示する閉ループの面積がより小さくなる。これにより、第３スイッチ３３および第４スイッチ３４に高周波の交流成分を安定的に供給するとともに、回路のインダクタンス成分を低減させることができる。 Similarly, since the second capacitor 8b is arranged in a region between the position where the third switch 33 is provided and the position where the fourth switch 34 is provided, the third capacitor 8b passes through the second capacitor 8b and passes through the third capacitor 8b. The path to the switch 33 is shortened. Further, as the path between the third switch 33 and the fourth switch 34, the path passing through the load 6 and the path passing through the second capacitor 8b are close to each other, and the area of the closed loop shown in the drawing is further reduced. As a result, a high-frequency AC component can be stably supplied to the third switch 33 and the fourth switch 34, and the inductance component of the circuit can be reduced.

以上が電源回路１００の動作である。続いて、電源回路１００の用途を示す。
電源回路１００は、たとえばＣＯ_２レーザに利用できる。図１０は、ＣＯ_２レーザの構成を示す図である。ＣＯ_２レーザ５００は、放電電極５０２と、駆動装置５０４を備える。駆動装置は、サイリスタ整流器５０６、ブリッジ回路５０８、トランス５１０、ダイオード整流器５１２、５１４、電源回路１００を備える。 The above is the operation of the power supply circuit 100. Next, usage of the power supply circuit 100 will be described.
The power supply circuit 100 can be used for, for example, a CO ₂ laser. FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the CO ₂ laser. The CO ₂ laser 500 includes a discharge electrode 502 and a driving device 504. The driving device includes a thyristor rectifier 506, a bridge circuit 508, a transformer 510, diode rectifiers 512 and 514, and a power supply circuit 100.

サイリスタ整流器５０６は、商用電源などの三相交流電圧を平滑、整流する。ブリッジ回路５０８は、平滑化された直流電圧を、台形の交流電圧に変換する。トランス５１０は、ブリッジ回路５０８により生成された交流電圧を昇圧する。昇圧された交流電圧は、ダイオード整流器５１２、５１４によって、正および負の直流電圧に変換される。ダイオード整流器５１２の出力は、電源回路１００の上側電源ライン１０と接続され、ダイオード整流器５１４の出力は、電源回路１００の下側電源ライン１２と接続される。 The thyristor rectifier 506 smoothes and rectifies a three-phase AC voltage such as a commercial power supply. The bridge circuit 508 converts the smoothed DC voltage into a trapezoidal AC voltage. The transformer 510 boosts the AC voltage generated by the bridge circuit 508. The boosted AC voltage is converted into positive and negative DC voltages by diode rectifiers 512 and 514. The output of the diode rectifier 512 is connected to the upper power supply line 10 of the power supply circuit 100, and the output of the diode rectifier 514 is connected to the lower power supply line 12 of the power supply circuit 100.

電源回路１００の構成は、上述した通りであり、その出力端子１４ａ、１４ｂには、放電電極５０２が接続される。電源回路１００がスイッチングすることにより、放電電極５０２の対向電極に、交流の高電圧が印加され、放電電極５０２の間のＣＯ_２ガスにプラズマが発生する。 The configuration of the power supply circuit 100 is as described above, and the discharge electrodes 502 are connected to the output terminals 14a and 14b. When the power supply circuit 100 is switched, an alternating high voltage is applied to the counter electrode of the discharge electrode 502, and plasma is generated in the CO ₂ gas between the discharge electrodes 502.

以上がＣＯ_２レーザの構成である。図１０の構成において、電源回路１００の出力端子１４ａ、１４ｂの間には、数ｋＨｚ〜数ＭＨｚの交流電圧が出力される。このとき、電源回路１００が有するインダクタンス成分を低減させることにより、電源回路１００は、交流電力を効率的に放電電極５０２に供給することができる。また、電源回路１００と放電電極５０２が接続された構成が共振回路となるように設計する場合に、電源回路１００のインダクタンス成分を低減させることで、設計の自由度を高めることができる。 The above is the configuration of the CO ₂ laser. In the configuration of FIG. 10, an AC voltage of several kHz to several MHz is output between the output terminals 14 a and 14 b of the power supply circuit 100. At this time, the power supply circuit 100 can efficiently supply AC power to the discharge electrode 502 by reducing the inductance component of the power supply circuit 100. Further, when designing the configuration in which the power supply circuit 100 and the discharge electrode 502 are connected to be a resonance circuit, the degree of freedom in design can be increased by reducing the inductance component of the power supply circuit 100.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.

（変形例１）
図１１は、変形例１に係る電源回路１００の配置を示す図であり、図３（ｃ）に示した配置に対応する。図７に示した実施の形態では、第３スイッチ３３を第２上アーム１６ｂとし、第４スイッチ３４を第１下アーム１８ａとしたが、変形例１では両者の配置を逆にしている。その結果、変形例１では、第３スイッチ３３を第１下アーム１８ａとし、第４スイッチ３４を第２上アーム１６ｂとしている。このとき、図２に示す第３直流バス５３は、下側電源ライン１２として機能し、第４直流バス５４は、上側電源ライン１０として機能する。 (Modification 1)
FIG. 11 is a diagram showing the arrangement of the power supply circuit 100 according to the first modification, and corresponds to the arrangement shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 7, the third switch 33 is the second upper arm 16b and the fourth switch 34 is the first lower arm 18a. However, in the first modification, the arrangement of both is reversed. As a result, in the first modification, the third switch 33 is the first lower arm 18a, and the fourth switch 34 is the second upper arm 16b. At this time, the third DC bus 53 shown in FIG. 2 functions as the lower power supply line 12, and the fourth DC bus 54 functions as the upper power supply line 10.

図１２、１３は、変形例１に係る電源回路１００の動作を示す図である。図１２は、第１出力端子１４ａから第２出力端子１４ｂの向きに電流Ｉ_１を流す第１状態を示しており、図１３は、逆向きに電流Ｉ_２を流す第２状態を示している。変形例１においても、同時にオン状態となるスイッチ同士が隣接して配置されるため、電源回路１００により構成されるインダクタンス成分を低減させることができる。 12 and 13 are diagrams illustrating the operation of the power supply circuit 100 according to the first modification. 12, the first output terminal 14a shows a first state in which electric current I ₁ in the direction of the second output terminal 14b, FIG. 13 shows a second state in which current flows I ₂ in the opposite direction . Also in the first modification, since the switches that are simultaneously turned on are arranged adjacent to each other, the inductance component constituted by the power supply circuit 100 can be reduced.

（変形例２）
図１４は、変形例２に係る電源回路２００の外観側面図である。実施の形態では、４個のスイッチング素子を一枚の基板上に配置させることとしたが、変形例２においては、二枚の基板７０ａ、７０ｂに分けて配置させている。 (Modification 2)
FIG. 14 is an external side view of the power supply circuit 200 according to the second modification. In the embodiment, four switching elements are arranged on one substrate. However, in Modification 2, the two switching elements are arranged separately on two substrates 70a and 70b.

第１の基板７０ａには、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が設けられ、両者は近接してｘ方向に並置される。したがって、第１の基板７０ａは、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が設けられる第１領域となる。第１スイッチ３１と第２スイッチ３２の間の領域には、第１コンデンサ８ａが設けられる。また、第１の基板７０ａにはｙ方向に延びる第１直流バス５１と第２直流バス５２が設けられ、両者はｘ方向に離間して設けられる。 A first switch 31 and a second switch 32 are provided on the first substrate 70a, and both are arranged close to each other in the x direction. Therefore, the first substrate 70a becomes a first region where the first switch 31 and the second switch 32 are provided. A first capacitor 8 a is provided in a region between the first switch 31 and the second switch 32. Further, the first substrate 70a is provided with a first DC bus 51 and a second DC bus 52 extending in the y direction, and both are provided apart in the x direction.

第２の基板７０ｂには、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が設けられ、両者は近接してｘ方向に並置される。したがって、第２の基板７０ｂは、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が設けられる第２領域となる。第３スイッチ３３と第４スイッチ３４の間の領域には、第２コンデンサ８ｂが設けられる。また、第２の基板７０ｂには、ｙ方向に延びる第３直流バス５３と第４直流バス５４が設けられ、両者はｘ方向に離間して設けられる。 A third switch 33 and a fourth switch 34 are provided on the second substrate 70b, and both are arranged close to each other in the x direction. Therefore, the second substrate 70b becomes a second region in which the third switch 33 and the fourth switch 34 are provided. In the region between the third switch 33 and the fourth switch 34, a second capacitor 8b is provided. The second substrate 70b is provided with a third DC bus 53 and a fourth DC bus 54 that extend in the y direction, and both are provided apart in the x direction.

第１の基板７０ａと第２の基板７０ｂは、ｘ方向およびｙ方向に直交するｚ方向に距離ｄ_２だけ離間して設けられる。 The first substrate 70a and second substrate 70b is provided at a distance from each other in z-direction orthogonal to the x and y directions by a distance d _2.

図１４に示す電源回路２００において、図３（ｂ）または（ｃ）に示す対応関係となるように二組の上下アームを配置することで、上述の実施の形態に係る電源回路１００と同様、回路のインダクタンス成分を低減させることができる。 In the power supply circuit 200 shown in FIG. 14, by arranging two sets of upper and lower arms so as to have the correspondence shown in FIG. 3B or FIG. 3C, as in the power supply circuit 100 according to the above-described embodiment, The inductance component of the circuit can be reduced.

（変形例３）
図１５は、変形例３に係る電源回路３００の外観側面図である。変形例２においては、４個のスイッチング素子を二枚の基板に分けて配置させることとしたが、変形例３においては、基板７０の第１主面７１と第２主面７２とに分けて配置させている。 (Modification 3)
FIG. 15 is an external side view of a power supply circuit 300 according to the third modification. In the second modification, the four switching elements are arranged separately on the two substrates, but in the third modification, the four switching elements are divided into the first main surface 71 and the second main surface 72 of the substrate 70. It is arranged.

基板７０は、第１主面７１と、第１主面７１に背向する第２主面７２を有する。第１主面７１は、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が設けられる第１領域となり、第２主面７２は、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が設けられる第２領域となる。第１主面７１には、第１スイッチ３１と、第２スイッチ３２と、第１コンデンサ８ａが設けられる。第２主面７２には、第３スイッチ３３と、第４スイッチ３４と、第２コンデンサ８ｂが設けられる。 The substrate 70 has a first main surface 71 and a second main surface 72 facing away from the first main surface 71. The first main surface 71 is a first region where the first switch 31 and the second switch 32 are provided, and the second main surface 72 is a second region where the third switch 33 and the fourth switch 34 are provided. The first main surface 71 is provided with a first switch 31, a second switch 32, and a first capacitor 8a. The second main surface 72 is provided with a third switch 33, a fourth switch 34, and a second capacitor 8b.

図１５に示す電源回路３００において、図３（ｂ）または（ｃ）に示す対応関係となるように二組の上下アームを配置することで、上述の実施の形態に係る電源回路１００と同様、回路のインダクタンス成分を低減させることができる。 In the power supply circuit 300 shown in FIG. 15, by arranging two sets of upper and lower arms so as to have the correspondence relationship shown in FIG. 3B or FIG. 3C, as in the power supply circuit 100 according to the above-described embodiment, The inductance component of the circuit can be reduced.

（変形例４）
図３に示すように、上述の実施形態においては、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が並置されるｘ方向と、第１スイッチ３１と第３スイッチ３３が並置されるｙ方向とが直交して配置される場合を示したが、ｘ方向とｙ方向とが交差する角度は、必ずしも直交する必要はない。例えば、ｘ方向とｙ方向とが平行に近い角度となるように４個のスイッチを配置してもよい。 (Modification 4)
As shown in FIG. 3, in the above-described embodiment, the x direction in which the first switch 31 and the second switch 32 are juxtaposed is orthogonal to the y direction in which the first switch 31 and the third switch 33 are juxtaposed. However, the angle at which the x direction and the y direction intersect is not necessarily orthogonal. For example, four switches may be arranged so that the x direction and the y direction are close to parallel.

また、第１スイッチ３１と第２スイッチ３２が並置される方向と、第３スイッチ３３と第４スイッチ３４が並置される方向は、厳密な意味で同一である必要はなく、両者が交差することとなる方向としてもよい。この場合、電源ライン間において、上アームおよび下アームを通る経路と、コンデンサを通る経路とが近接することとなる方向となればよい。 In addition, the direction in which the first switch 31 and the second switch 32 are juxtaposed and the direction in which the third switch 33 and the fourth switch 34 are juxtaposed do not have to be exactly the same, and they cross each other. The direction may be as follows. In this case, it is only necessary that the path passing through the upper arm and the lower arm and the path passing through the capacitor be close to each other between the power supply lines.

（変形例５）
電源回路１００の用途は、特に限定されず、上述のＣＯ_２レーザ以外にも利用可能である。 (Modification 5)
The application of the power supply circuit 100 is not particularly limited, and can be used other than the above-described CO ₂ laser.

Ｃ１…第１領域、Ｃ２…第２領域、Ｃ３…中央領域、６…負荷、８…コンデンサ、８ａ…第１コンデンサ、８ｂ…第２コンデンサ、１０…上側電源ライン、１２…下側電源ライン、１４ａ…第１出力端子、１４ｂ…第２出力端子、１６ａ…第１上アーム、１６ｂ…第２上アーム、１８ａ…第１下アーム、１８ｂ…第２下アーム、１００，２００…電源回路。 C1 ... first region, C2 ... second region, C3 ... center region, 6 ... load, 8 ... capacitor, 8a ... first capacitor, 8b ... second capacitor, 10 ... upper power line, 12 ... lower power line, 14a ... 1st output terminal, 14b ... 2nd output terminal, 16a ... 1st upper arm, 16b ... 2nd upper arm, 18a ... 1st lower arm, 18b ... 2nd lower arm, 100,200 ... Power supply circuit.

Claims

第１出力端子と第２出力端子との間に単相交流を出力する電源回路であって、
第１領域に配置される第１スイッチおよび第２スイッチと、
前記第１領域と重ならない第２領域に配置される第３スイッチおよび第４スイッチと、
を備え、
前記第１スイッチは、上側電源と前記第１出力端子の間に接続され、
前記第２スイッチは、下側電源と前記第２出力端子の間に接続され、
前記第３スイッチは、前記上側電源と前記第２出力端子の間に接続され、
前記第４スイッチは、前記下側電源と前記第１出力端子の間に接続される、
ことを特徴とする電源回路。 A power supply circuit that outputs a single-phase alternating current between a first output terminal and a second output terminal,
A first switch and a second switch arranged in the first region;
A third switch and a fourth switch arranged in a second region that does not overlap the first region;
With
The first switch is connected between the upper power supply and the first output terminal,
The second switch is connected between a lower power supply and the second output terminal,
The third switch is connected between the upper power supply and the second output terminal;
The fourth switch is connected between the lower power source and the first output terminal.
A power supply circuit characterized by that.

前記第１スイッチは、少なくとも前記第３スイッチまたは前記第４スイッチのいずれか一方よりも前記第２スイッチに近い位置に配置され、
前記第３スイッチは、少なくとも前記第１スイッチまたは前記第２スイッチのいずれか一方よりも前記第４スイッチに近い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。 The first switch is disposed at a position closer to the second switch than at least one of the third switch and the fourth switch;
The third switch is disposed at a position closer to the fourth switch than at least one of the first switch and the second switch.
The power supply circuit according to claim 1.

前記第１出力端子および前記第２出力端子は、前記第１領域と前記第２領域の間の位置に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の電源回路。 The power supply circuit according to claim 1, wherein the first output terminal and the second output terminal are provided at a position between the first region and the second region.

第１主面と、前記第１主面に背向する第２主面とを有する基板をさらに備え、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは、前記第１主面側に設けられ、
前記第３スイッチおよび前記第４スイッチは、前記第２主面側に設けられる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電源回路。 A substrate having a first main surface and a second main surface facing away from the first main surface;
The first switch and the second switch are provided on the first main surface side,
The power circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the third switch and the fourth switch are provided on the second main surface side.

前記第１領域に配置され、前記上側電源と前記下側電源の間に接続される第１コンデンサと、
前記第２領域に配置され、前記上側電源と前記下側電源の間に接続される第２コンデンサと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電源回路。 A first capacitor disposed in the first region and connected between the upper power source and the lower power source;
A second capacitor disposed in the second region and connected between the upper power source and the lower power source;
The power supply circuit according to claim 1, further comprising:

前記第１コンデンサは、前記第１スイッチと前記第２スイッチの間の位置に設けられ、
前記第２コンデンサは、前記第３スイッチと前記第４スイッチの間の位置に設けられる、ことを特徴とする請求項５に記載の電源回路。 The first capacitor is provided at a position between the first switch and the second switch;
The power supply circuit according to claim 5, wherein the second capacitor is provided at a position between the third switch and the fourth switch.