D級アンプの電源に安井式電源フィルタを追加

2016-08-18

PCでオーディオを聞く時は、USB-DAC/DDC MONITOR 03 US に LEAD Audio K4-20 Rev2.0 (Tripath TA2020 20Wx2)  D級アンプを接続しています。このD級アンプの電源には付属のACアダプタは使用しないで、自作のDC14V電源を接続しています。この電源に「安井式電源フィルタ」を入れる事にしました(過去記事はこちら)。

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安井式電源フィルタ」とは、MJ 無線と実験(2012年11月号)に安井章さんの記事で紹介されていたそうで、原本を読んだことはありませんが、検索すると作り方の記事が見つかりました。普通のコモンモードノイズフィルタに見えますが、この定数がオーディオ機器に効果があるのでしょうか・・・

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2012年に自作したD級アンプのDC 14.0V 電源。AC100Vの入力にはインレット型ノイズフィルターを入れていました。

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このノイズフィルタ(TOKIN GL-2080FVP)は、GNDをアースに落とす必要があり、数MHz帯の周波数で減衰特性がありますので、オーディオ用としてはほとんど期待していませんでした。

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2012年の電源回路を見直すと問題もみつかった。DC出力に電流計を追加したので、電源ラインに0.1Ωの抵抗が入っている。ついでに、この抵抗の位置を変更して影響が出ないように改造しました。

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こちらが修正後の回路です(緑のラインマーカ部分に注目)。

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まず、電流を測定するための抵抗0.1Ωを4700uFの平滑コンデンサ C1とC2の間に移動しました。これで影響はほぼ無くなるし、リプルが多少吸収されるかも。ただし、この後に4700uF+3300uFがあるので、消費電流の表示はゆるやかになると思う。

安井式電源フィルタを自作します。作り方は 電源関係のあれやこれや (あれこれまあのんとろっぽ) を参考しました。

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トロイダルコア:アミドンのFT-114-#43(200円)
フィルムコンデンサ:SHIZUKI 0.1uF 630V(100円)
抵抗:15Ω1W(10円)
UEWポリウレタン銅線 φ1.0mm X 10m(380円)
片面ユニバーサル基板 Dタイプ 47x36mm(30円)

ユニバーサル基板(写真下)は秋月電商が種類も豊富で安い。その他は千石電商で購入しました。写真は2セット分あります。

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φ1mmのポリウレタン銅線を対向で14回づつ巻きました。10m巻きを買いましたが 1mあれば十分です。参考記事では、φ0.8mmテフロン被覆銀メッキ線 を使用されていました。銀メッキ線は電気抵抗が低くて、カッコいいので心理的にも効果がありそうですが、結構高価なのでやめておきました。

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これで完成です。コイルのIN/OUTと巻く方向を間違えないようにしてください。

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ヒューズ、電源SWの後、電源トランスの前に入れました。安全のため、ヒューズを必ず入れてください。

動作原理は(おそらく)、トロイダルコアに逆相で14回巻いてあるので、コモンモードノイズ(両端に同じノイズが乗った場合)は、インダクタとして効果があり、交流電源はインダクタとして働かない。出力側にある抵抗とコンデンサは、インダクタを通過したノイズを吸収します。

漏洩電流の理論値を計算します。コンデンサ 0.1uFのリアクタンス Xc=1/2πfC なので 1/(2*3.14*60*0.1u) = 26,539Ω となります。これに 16Ωを直列にした時の合成インピーダンスは Z=√(26539^2+15^2) = 26,539Ω となり16Ωはほとんど影響しないことになる。
漏洩電流  I=E/R で 100/26,539 = 0.00376A (3.76mA) となる計算です。
抵抗は1Wを使いましたが、抵抗の電力は   I^2*R = 0.00376^2*15 = 0.000212W で、1W の抵抗で十分です(参考記事 CR直列回路の消費電力の正解をみつける)。

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ホットボンドで露出部分を絶縁しておきました。

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基板を固定して完成です。

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USB-DAC/DDC :MUSILAND MONITOR 03 US
D級アンプ:LEAD Audio K4-20 Rev2.0 (Tripath TA2020 20Wx2)
電源:14.0V 4A(自作)
スピーカ:ortofon Concorde 139

早々試聴してみると、これが噂どおりかなり改善されました。電流測定用の抵抗0.1Ωの位置を変更した効果がどの程度か確認できていませんが、以前よりも鮮明になり深みが増したのは間違いありません。自作も簡単ですので、是非お試しください。

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トヨタ ハリアー、スズキ ハスラー、ダイハツ タントのチープな改造ネタを公開。バイクはヤマハ TDR125。OPPO Reno5 A、PC周辺機器、デジタル一眼、電子工作、PCオーディオ、ホームシアター、TEAM SHACHIなどの雑記です。 Since 30,Apr 2017

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