Abschnitte der Dokumentation

MOSFET-Verlustleistungsrechner

POSThttps://rftools.io/api/py/v1/calculate

Slug mosfet-power-dissipation. Berechnen Sie den MOSFET-Leitungsverlust, den Schaltverlust, die Gesamtleistungsableitung, die Sperrschichttemperatur und den Wirkungsgrad für das Design von Leistungselektronik

Eingaben

Senden Sie jede dieser Eingaben in inputs, in den gezeigten Einheiten. Die meisten sind erforderlich: Ein Aufruf, dem eine davon fehlt, wird abgelehnt (400) und kostet nichts; eine, auf die der Rechner verzichten kann, erhält den gezeigten Standardwert. Eine Eingabe außerhalb ihres Bereichs wird trotzdem berechnet und in der Provenienz markiert.

Eingaben von mosfet-power-dissipation
Name	Einheit	Bereich	Standardwert	Beschreibung
drainCurrentZahl	A	mindestens 0.001	5	RMS-Ableitstrom durch den MOSFET
rdsonZahl	mΩ	mindestens 0.1	10	Durchlasswiderstand an der Abflussquelle aus dem Datenblatt
vdsZahl	V	mindestens 0.1	12	Spannung am MOSFET im ausgeschalteten Zustand (Busspannung)
frequencyZahl	kHz	mindestens 0.1	100	Schaltfrequenz des Konverters
riseTimeZahl	ns	mindestens 0.1	20	Aktuelle Anstiegszeit beim Einschaltübergang
fallTimeZahl	ns	mindestens 0.1	20	Aktuelle Fallzeit während des Abschaltübergangs
rthJAZahl	°C/W	1 … 300	40	Wärmewiderstand von der Verbindungsstelle zur Umgebung. TO-220 ohne Kühlkörper: ~60, mit Kühlkörper: ~10-20, SOT-23: ~150
tAmbientZahl	°C	−40 … 85	25	Betriebsumgebungstemperatur
drainCurrentMinZahl	A	mindestens 0	0	Der niedrigste Drain-Effektivstrom im Betrieb; 0 für den Nennwert.
drainCurrentMaxZahl	A	mindestens 0	0	Der höchste Drain-Effektivstrom im Betrieb; 0 für den Nennwert. Die Sperrschichttemperatur wird beim höchsten Strom und bei der höchsten Umgebungstemperatur ermittelt.
tAmbientMinZahl	°C	−40 … 150	0	Die niedrigste Umgebungstemperatur im Betrieb, gegebenenfalls unter 0 °C; 0 für den Nennwert.
tAmbientMaxZahl	°C	−40 … 150	0	Die höchste Umgebungstemperatur im Betrieb; 0 für den Nennwert.
rdsonTempcoZahl	%/°C	0 … 2	0	R_DS(on) steigt gemäß R_DS(on)·(1 + α·(T_j − 25 °C)), typisch um 0,35 bis 0,5 %/°C (M. Keagy, Electronic Design, 2002). Ist α größer als 0, gilt R_DS(on) als Wert bei 25 °C, und die Sperrschichttemperatur wird damit berechnet; bei 0 gilt R_DS(on) unverändert für jede Temperatur.
qgZahl	nC	0 … 10000	20	Bei der Gate-Treiberspannung: Der Treiber liefert Q_g·V_g·f_sw und setzt diese Leistung selbst um, daher geht sie nicht in die Sperrschichttemperatur ein.
vGateZahl	V	1 … 20	10	Gate-Treiberspannung
cossZahl	pF	0 … 100000	0	Ihre Energie ½·C_oss·V_DS² geht bei jedem harten Einschalten im Kanal verloren (IR AN-1070); geben Sie das energiebezogene C_o(er) aus dem Datenblatt an, sofern vorhanden. 0 lässt sie unberücksichtigt.

Ausgaben

Zurückgegeben in values, nach Namen. Ein Wert, der unbegrenzt oder nicht definiert ist, ist null.

Ausgaben von mosfet-power-dissipation
Feld	Einheit	Beschreibung
conductionLoss	mW	Leitungsverlust
switchingLoss	mW	Schaltverlust
totalLossHauptwert	mW	Totaler Leistungsverlust
junctionTemp	°C	Grenzschichttemperatur
efficiency	%	MOSFET-Effizienz (1 − P_loss/p_IN)
junctionTempWorst	°C	Sperrschichttemperatur, ungünstigster Fall
junctionTempWorstCurrent	A	Drainstrom bei heißester Sperrschicht
junctionTempWorstAmbient	°C	Umgebungstemperatur bei heißester Sperrschicht
junctionTempCoolest	°C	Sperrschichttemperatur, kühlster Eckpunkt
totalLossWorst	mW	Gesamtverlustleistung, ungünstigster Fall
totalLossWorstCurrent	A	Drainstrom beim größten Verlust
efficiencyWorst	%	Wirkungsgrad mit Gate-Ansteuerung, ungünstigster Fall
efficiencyWorstCurrent	A	Drainstrom beim schlechtesten Wirkungsgrad
drainCurrentWorst	A	Höchster Drainstrom
vdsRating	V	Drain-Source-Nennspannung des MOSFETs
lossConduction	W	Durchlassverlust bei T_j
lossSwitching	W	Schaltflankenverlust
lossOutputCap	W	Verlust durch Ausgangskapazität
lossGateDrive	W	Gate-Treiberverlust
lossTotal	W	Gesamtverlust mit Gate-Ansteuerung
outputPower	W	Eingangsleistung abzüglich Verluste
efficiencyLossModel	%	Wirkungsgrad mit Gate-Ansteuerung

Aufruf

Berechnen: ein Aufruf, Anfrage und Antwort vollständig, und seine Fehler.
Batch: dieser Rechner zusammen mit anderen oder ein Sweep, in einer Anfrage.
Nach einem Zielwert auflösen: der Wert einer Eingabe, der eine Ausgabe auf einen Zielwert bringt.

curl -X POST https://rftools.io/api/py/v1/calculate \
  -H "X-API-Key: $RFTOOLS_API_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "slug": "mosfet-power-dissipation",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    }
  }'

import rftools

client = rftools.Client()  # reads RFTOOLS_API_KEY, or the key `rftools login` saved

result = client.calculate("mosfet-power-dissipation", {
    "drainCurrent": 5,
    "rdson": 10,
    "vds": 12,
    "frequency": 100,
    "riseTime": 20,
    "fallTime": 20,
    "rthJA": 40,
    "tAmbient": 25,
    "drainCurrentMin": 0,
    "drainCurrentMax": 0,
    "tAmbientMin": 0,
    "tAmbientMax": 0,
    "rdsonTempco": 0,
    "qg": 20,
    "vGate": 10,
    "coss": 0,
})
print(result.values)
print(result.warnings, result.provenance.formula_ref)

const response = await fetch("https://rftools.io/api/py/v1/calculate", {
  method: "POST",
  headers: {
    "X-API-Key": process.env.RFTOOLS_API_KEY,
    "Content-Type": "application/json",
  },
  body: JSON.stringify({
    "slug": "mosfet-power-dissipation",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"io"
	"net/http"
	"os"
)

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "mosfet-power-dissipation",
	  "inputs": {
	    "drainCurrent": 5,
	    "rdson": 10,
	    "vds": 12,
	    "frequency": 100,
	    "riseTime": 20,
	    "fallTime": 20,
	    "rthJA": 40,
	    "tAmbient": 25,
	    "drainCurrentMin": 0,
	    "drainCurrentMax": 0,
	    "tAmbientMin": 0,
	    "tAmbientMax": 0,
	    "rdsonTempco": 0,
	    "qg": 20,
	    "vGate": 10,
	    "coss": 0
	  }
	}`)
	req, err := http.NewRequest("POST", "https://rftools.io/api/py/v1/calculate", bytes.NewReader(body))
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	req.Header.Set("X-API-Key", os.Getenv("RFTOOLS_API_KEY"))
	req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
	res, err := http.DefaultClient.Do(req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer res.Body.Close()
	out, _ := io.ReadAll(res.Body)
	fmt.Println(res.Status, string(out))
}

application/json

{
  "slug": "mosfet-power-dissipation",
  "values": {
    "conductionLoss": 250,
    "switchingLoss": 120,
    "totalLoss": 370,
    "junctionTemp": 39.8,
    "efficiency": 99.38333333333334,
    "junctionTempWorst": 39.8,
    "junctionTempWorstCurrent": 5,
    "junctionTempWorstAmbient": 25,
    "junctionTempCoolest": 39.8,
    "totalLossWorst": 370,
    "totalLossWorstCurrent": 5,
    "efficiencyWorst": 99.35,
    "efficiencyWorstCurrent": 5,
    "drainCurrentWorst": 5,
    "vdsRating": 20,
    "lossConduction": 0.25,
    "lossSwitching": 0.12,
    "lossOutputCap": 0,
    "lossGateDrive": 0.02,
    "lossTotal": 0.39,
    "outputPower": 59.61,
    "efficiencyLossModel": 99.35
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:mosfet-power-dissipation",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "International Rectifier AN-1070 (J. Cerezo), P_CONDUCTION, P_SWITCHING and P_GATE; Infineon, D. Graovac, M. Pürschel and A. Kiep, MOSFET Power Losses Calculation Using the Data-Sheet Parameters (2006); M. Keagy, Calculate Dissipation for MOSFETs in High-Power Supplies (Electronic Design, 2002)",
    "assumptions": [
      {
        "code": "one-current-for-both-losses",
        "text": "The drain current is the RMS current for the conduction loss and the current switched at each edge for the switching loss, which holds for a current that is flat while the MOSFET conducts at a duty cycle near 100 %."
      },
      {
        "code": "linear-rdson-temperature",
        "text": "With a temperature coefficient α, R_DS(on) is the 25 °C value and rises as R_DS(on)·(1 + α·(T_j − 25 °C)) (M. Keagy, Electronic Design, 2002); the junction temperature is the steady state of T_j = T_A + R_θJA·P(T_j), absent where α·R_θJA·R_DS(on)·I_D² ≥ 1 (thermal runaway)."
      },
      {
        "code": "gate-drive-in-the-driver",
        "text": "The gate drive Q_g·V_g·f_sw is dissipated in the driver and the gate resistance, so it is in the loss model's total and efficiency and not in the junction temperature; the output capacitance's ½·C_oss·V_DS²·f_sw is lost in the channel and is in both (IR AN-1070)."
      },
      {
        "code": "waveforms-at-half-duty",
        "text": "The calculator takes no duty cycle, so the waveforms are drawn at 50 % duty, with each switching edge split equally between the current and the voltage transition, the linear approximation whose energy is ½·V_DS·I_D·t (Infineon, Graovac et al., 2006)."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "drainCurrent": {
          "min": 0.001,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "rdson": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "mΩ"
        },
        "vds": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "frequency": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "kHz"
        },
        "riseTime": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "ns"
        },
        "fallTime": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "ns"
        },
        "rthJA": {
          "min": 1,
          "max": 300,
          "unit": "°C/W"
        },
        "tAmbient": {
          "min": -40,
          "max": 85,
          "unit": "°C"
        },
        "drainCurrentMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "drainCurrentMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "tAmbientMin": {
          "min": -40,
          "max": 150,
          "unit": "°C"
        },
        "tAmbientMax": {
          "min": -40,
          "max": 150,
          "unit": "°C"
        },
        "rdsonTempco": {
          "min": 0,
          "max": 2,
          "unit": "%/°C"
        },
        "qg": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "nC"
        },
        "vGate": {
          "min": 1,
          "max": 20,
          "unit": "V"
        },
        "coss": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "pF"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

{
  "detail": [
    {
      "type": "float_parsing",
      "loc": [
        "body",
        "inputs",
        "drainCurrent"
      ],
      "msg": "Input should be a valid number, unable to parse string as a number",
      "input": "abc"
    }
  ]
}

Eine als Text gesendete Eingabe. Es wurde nichts gezählt.

{
  "detail": "More than 120 requests in 60 seconds from this address.",
  "errorKind": "rate_limited",
  "limit": 120,
  "windowSeconds": 60,
  "upgradeUrl": "https://rftools.io/pricing/"
}

Zu viele Anfragen in einer Minute, mit Retry-After.

Dieselben Eingaben auf der RechnerseiteMOSFET-Verlustleistungsrechner, mit diesen Werten