LTspiceによる回路シミュレーション、EagleによるPCB設計、試作、EMSによる頒布まで
LLCコンバータの出力フィルタを試作しました。
こちらの記事が参考になります。
DC-DCコンバーターの出力フィルタリング
フィルターレイアウトを考える
主要部品：
インダクタ：B78108E
コモンモードチョーク：RT Series
設計パラメータ：
LLCコンバータの定格出力での2次側foper=180kHz(全波整流）として、
fc<18kHzとなるように、LCを選択。
出力フィルタの性能をLTspiceでシミュレーションしてみました。
リップル電圧としては、平滑後(緑: 100mV), DMフィルタ通過後(青: 1mV), CMフィルタ通過後(赤: 10uV)のオーダーです。
実際の音はというと、電流モードD級GaN FETアンプでの評価ですが、低域の出方と音像の広がり方が激変します。ノイズフロアが下がるのと、リニアレギュレータに匹敵するレベルまでリップルが下がるので、もはや異次元の音といった感じです。
リニア電源と違って、可聴帯域よりも高い周波数(>180kHz)のノイズなので、適切なフィルタ設計(fc<18kHz, -40dB/dec)で除去できるようです。
グランドループを解消するために、HD400を利用していましたが、
SSM2141を組み込んでみました。
LTSpiceのシミュレーションで動作を確認してみます。
10kHzの正弦波（バランス入力：緑(Hot), 青(Cold)）による過渡応答です。振幅が２倍になってアンバランス出力(赤)されます。
アンバランス出力のFFTです。
データシートのとおり、CMMR 20kHz 70dB typ程度となっています。
実際の基盤に組み込んだところです。ADP4001-2のソケットに下駄基盤を挿入して、SSM2141をADP4001-2の前に割り込ませています。また、入力信号をグランドから独立させるためにパターンカットもしています。
アンプの入力コネクタもNC3FD-LX-0に交換しました。
音質的にはHD400にくらべて、SSM2141の方が低域が太くなって広帯域に感じます。
TP65H300G4LSGによるD級GaN FETの基盤設計です。
PCBフットプリントはこちらを参考にしています。
ソースパッドに隣接するベタパターンは放熱のためできるだけ大きく取っています。
ゲート抵抗(RR)とフェライトビーズ(MMZ-105H)も面実装品で設計しています。
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