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Selección de MOSFET H-Bridge

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

Slug h-bridge-selection. Calcule los requisitos de MOSFET de puente H, incluidos los picos de corriente, las pérdidas de conducción y la corriente nominal mínima para los controladores de motores de corriente continua.

Entradas

Envíe cada una de estas en inputs, en las unidades indicadas. La mayoría son obligatorias: una llamada a la que le falte una se rechaza (400) y no cuesta nada; una de la que la calculadora puede prescindir toma el valor predeterminado indicado. Una entrada fuera de su rango se calcula igualmente y se marca en la procedencia.

Entradas de h-bridge-selection
Nombre	Unidad	Rango	Valor predeterminado	Descripción
motorCurrentnúmero	A	al menos 0.1	2	Corriente nominal del motor
motorVoltagenúmero	V	al menos 1	12	Tensión de alimentación del motor
inrushMultipliernúmero	×	1 … 15	6	Multiplicador de corriente de arranque
pwmFrequencynúmero	Hz	al menos 100	20000	Frecuencia PWM
mosfetRdsonnúmero	Ω	al menos 0.001	0.01	RDS(on) del MOSFET
dutyCyclenúmero	%	0 … 100	75	Fracción de cada periodo en que la alimentación excita el motor: la alimentación entrega V·I·D (PWM signo-magnitud, TI SLVA504A).
motorCurrentMinnúmero	A	al menos 0	0	La corriente de funcionamiento más baja en servicio; 0 para usar la nominal.
motorCurrentMaxnúmero	A	al menos 0	0	La corriente de funcionamiento más alta en servicio; 0 para usar la nominal. La corriente de pico y la corriente nominal de los FET se toman con ella.
motorVoltageMinnúmero	V	al menos 0	0	La alimentación más baja en servicio; 0 para usar la nominal.
motorVoltageMaxnúmero	V	al menos 0	0	La alimentación más alta en servicio; 0 para usar la nominal. La tensión nominal drenador-fuente de los FET se toma con ella.
tSwitchnúmero	ns	0 … 100000	100	Tiempos de subida y bajada del FET en conmutación dura sumados: ½·V·I·(t_r + t_f)·f (TI SLVA504A, ec. 2).
tDeadnúmero	ns	0 … 100000	100	Tiempo en que ambos FET de un semipuente están apagados en cada flanco, mientras el diodo intrínseco del FET de recirculación conduce la corriente (TI SLVA504A, ec. 3).
vBodynúmero	V	0 … 5	1	Tensión directa del diodo intrínseco
qgnúmero	nC	0 … 10000	30	Por FET, a la tensión de excitación de puerta: los dos FET que conmutan en cada periodo toman 2·Q_g·V_g·f del driver (IR AN-1070).
vGatenúmero	V	1 … 20	10	Tensión de excitación de puerta

Salidas

Se devuelven en values, por nombre. Un valor ilimitado o no definido es null.

Salidas de h-bridge-selection
Campo	Unidad	Descripción
peakCurrent	A	Corriente máxima
mosfetCurrentRatingprincipal	A	Corriente nominal mínima del MOSFET
conductionLoss	W	Pérdida de conducción (por FET)
switchingLoss	W	Pérdida de conmutación (por FET)
totalLoss	W	Pérdida total del puente (est.)
peakCurrentWorst	A	Corriente de pico, peor caso
peakCurrentWorstCurrent	A	Corriente del motor con el peor pico
mosfetCurrentRatingWorst	A	Corriente nominal mín. del MOSFET, peor caso
vdsRating	V	Tensión nominal drenador-fuente del MOSFET
vdsRatingVoltage	V	Alimentación para la tensión nominal drenador-fuente
totalLossWorst	W	Pérdidas totales del puente, peor caso
totalLossWorstVoltage	V	Alimentación con las peores pérdidas del puente
totalLossWorstCurrent	A	Corriente del motor con las peores pérdidas del puente
efficiencyWorst	%	Eficiencia, peor caso
efficiencyWorstVoltage	V	Alimentación con la peor eficiencia
efficiencyWorstCurrent	A	Corriente del motor con la peor eficiencia
lossConduction	W	Pérdidas por conducción (dos FET)
lossDeadTime	W	Pérdidas por tiempo muerto
lossGateDrive	W	Pérdidas por excitación de puerta
lossTotal	W	Pérdidas totales con tiempo muerto y excitación de puerta
outputPower	W	Potencia entregada al motor
efficiencyLossModel	%	Eficiencia

Cómo llamarla

Calcular: una llamada, la solicitud y la respuesta completas, y sus errores.
Cálculo por lotes: esta calculadora con otras, o un barrido, en una sola solicitud.
Resolver para un valor objetivo: el valor de una entrada que lleva una salida a un objetivo.

curl -X POST https://rftools.io/api/py/v1/calculate \
  -H "X-API-Key: $RFTOOLS_API_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "slug": "h-bridge-selection",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "motorVoltage": 12,
      "inrushMultiplier": 6,
      "pwmFrequency": 20000,
      "mosfetRdson": 0.01,
      "dutyCycle": 75,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "motorVoltageMin": 0,
      "motorVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 100,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1,
      "qg": 30,
      "vGate": 10
    }
  }'

import rftools

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

result = client.calculate("h-bridge-selection", {
    "motorCurrent": 2,
    "motorVoltage": 12,
    "inrushMultiplier": 6,
    "pwmFrequency": 20000,
    "mosfetRdson": 0.01,
    "dutyCycle": 75,
    "motorCurrentMin": 0,
    "motorCurrentMax": 0,
    "motorVoltageMin": 0,
    "motorVoltageMax": 0,
    "tSwitch": 100,
    "tDead": 100,
    "vBody": 1,
    "qg": 30,
    "vGate": 10,
})
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": "h-bridge-selection",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "motorVoltage": 12,
      "inrushMultiplier": 6,
      "pwmFrequency": 20000,
      "mosfetRdson": 0.01,
      "dutyCycle": 75,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "motorVoltageMin": 0,
      "motorVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 100,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1,
      "qg": 30,
      "vGate": 10
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

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

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "h-bridge-selection",
	  "inputs": {
	    "motorCurrent": 2,
	    "motorVoltage": 12,
	    "inrushMultiplier": 6,
	    "pwmFrequency": 20000,
	    "mosfetRdson": 0.01,
	    "dutyCycle": 75,
	    "motorCurrentMin": 0,
	    "motorCurrentMax": 0,
	    "motorVoltageMin": 0,
	    "motorVoltageMax": 0,
	    "tSwitch": 100,
	    "tDead": 100,
	    "vBody": 1,
	    "qg": 30,
	    "vGate": 10
	  }
	}`)
	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": "h-bridge-selection",
  "values": {
    "peakCurrent": 12,
    "conductionLoss": 0.04,
    "switchingLoss": 0.024000000000000004,
    "totalLoss": 0.10400000000000001,
    "mosfetCurrentRating": 18,
    "peakCurrentWorst": 12,
    "peakCurrentWorstCurrent": 2,
    "mosfetCurrentRatingWorst": 18,
    "vdsRating": 20,
    "vdsRatingVoltage": 12,
    "totalLossWorst": 0.10400000000000001,
    "totalLossWorstVoltage": 12,
    "totalLossWorstCurrent": 2,
    "efficiencyWorst": 99.31111111111112,
    "efficiencyWorstVoltage": 12,
    "efficiencyWorstCurrent": 2,
    "lossConduction": 0.08,
    "lossDeadTime": 0.008,
    "lossGateDrive": 0.012000000000000002,
    "lossTotal": 0.12400000000000001,
    "outputPower": 17.876,
    "efficiencyLossModel": 99.31111111111112
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:h-bridge-selection",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "TI SLVA504A, Calculating Power Dissipation for a H-Bridge or Half Bridge Driver (A. Gopalan, 2012, revised 2021), Table 1-1 and eqs. 2-3; International Rectifier AN-1070 (J. Cerezo), P_GATE",
    "assumptions": [
      {
        "code": "sign-magnitude-synchronous",
        "text": "An H-bridge driven by sign-magnitude PWM with synchronous recirculation: two FETs carry the motor current at any instant, one is hard-switched each period, and the supply delivers V·I·D (TI SLVA504A, Table 1-1)."
      },
      {
        "code": "dead-time-body-diode",
        "text": "Through each dead time the recirculating FET's body diode carries the current, V_F·I·2·t_d·f (TI SLVA504A eq. 3); its edges across V_F (eq. 4) and reverse recovery are left out, as SLVA504A leaves them."
      },
      {
        "code": "gate-drive-in-the-driver",
        "text": "The two FETs that switch each period draw 2·Q_g·V_g·f from the gate driver (IR AN-1070), counted in the loss model's total and efficiency, not in the bridge loss."
      },
      {
        "code": "average-motor-current",
        "text": "No motor inductance is modelled, so the motor current is drawn at its average, without ripple."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "motorCurrent": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "motorVoltage": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "inrushMultiplier": {
          "min": 1,
          "max": 15,
          "unit": "×"
        },
        "pwmFrequency": {
          "min": 100,
          "max": null,
          "unit": "Hz"
        },
        "mosfetRdson": {
          "min": 0.001,
          "max": null,
          "unit": "Ω"
        },
        "dutyCycle": {
          "min": 0,
          "max": 100,
          "unit": "%"
        },
        "motorCurrentMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "motorCurrentMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "motorVoltageMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "motorVoltageMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "tSwitch": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "ns"
        },
        "tDead": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "ns"
        },
        "vBody": {
          "min": 0,
          "max": 5,
          "unit": "V"
        },
        "qg": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "nC"
        },
        "vGate": {
          "min": 1,
          "max": 20,
          "unit": "V"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "motorVoltage": 12,
      "inrushMultiplier": 6,
      "pwmFrequency": 20000,
      "mosfetRdson": 0.01,
      "dutyCycle": 75,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "motorVoltageMin": 0,
      "motorVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 100,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1,
      "qg": 30,
      "vGate": 10
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

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

Una entrada enviada como texto. No se contó nada.

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

Demasiadas solicitudes en un minuto, con Retry-After.

Las mismas entradas en la página de la calculadoraSelección de MOSFET H-Bridge, con estos valores