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Sélection de MOSFET H-Bridge

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

Slug h-bridge-selection. Calculez les exigences en matière de MOSFET à pont en H, y compris le courant de pointe, les pertes de conduction et le courant nominal minimum pour les pilotes de moteurs à courant continu.

Entrées

Envoyez chacune de ces entrées dans inputs, dans les unités indiquées. La plupart sont obligatoires : un appel auquel il en manque une est refusé (400) et ne coûte rien ; une entrée dont le calculateur peut se passer prend la valeur par défaut indiquée. Une entrée hors de sa plage est tout de même calculée et signalée dans la provenance.

Entrées de h-bridge-selection
Nom	Unité	Plage	Valeur par défaut	Description
motorCurrentnombre	A	au moins 0.1	2	Courant nominal du moteur
motorVoltagenombre	V	au moins 1	12	Tension d'alimentation du moteur
inrushMultipliernombre	×	1 … 15	6	Facteur de courant d'appel
pwmFrequencynombre	Hz	au moins 100	20000	Fréquence PWM
mosfetRdsonnombre	Ω	au moins 0.001	0.01	R_DS(on) du MOSFET
dutyCyclenombre	%	0 … 100	75	Part de chaque période pendant laquelle l'alimentation entraîne le moteur : l'alimentation fournit V·I·D (PWM signe-amplitude, TI SLVA504A).
motorCurrentMinnombre	A	au moins 0	0	Le courant de fonctionnement le plus faible en service ; 0 pour la valeur nominale.
motorCurrentMaxnombre	A	au moins 0	0	Le courant de fonctionnement le plus élevé en service ; 0 pour la valeur nominale. Le courant crête et le calibre en courant des FET y sont évalués.
motorVoltageMinnombre	V	au moins 0	0	L'alimentation la plus basse en service ; 0 pour la valeur nominale.
motorVoltageMaxnombre	V	au moins 0	0	L'alimentation la plus haute en service ; 0 pour la valeur nominale. La tenue drain-source des FET y est évaluée.
tSwitchnombre	ns	0 … 100000	100	Somme des temps de montée et de descente du FET en commutation dure : ½·V·I·(t_r + t_f)·f (TI SLVA504A, éq. 2).
tDeadnombre	ns	0 … 100000	100	Durée pendant laquelle les deux FET d'un demi-pont sont bloqués à chaque front, quand la diode intrinsèque du FET de roue libre conduit le courant (TI SLVA504A, éq. 3).
vBodynombre	V	0 … 5	1	Tension directe de la diode intrinsèque
qgnombre	nC	0 … 10000	30	Par FET, à la tension de commande de grille : les deux FET qui commutent à chaque période tirent 2·Q_g·V_g·f du driver (IR AN-1070).
vGatenombre	V	1 … 20	10	Tension de commande de grille

Sorties

Renvoyées dans values, par nom. Une valeur non bornée ou non définie vaut null.

Sorties de h-bridge-selection
Champ	Unité	Description
peakCurrent	A	Courant crête
mosfetCurrentRatingprincipale	A	Calibre en courant min. du MOSFET
conductionLoss	W	Pertes par conduction (par FET)
switchingLoss	W	Pertes par commutation (par FET)
totalLoss	W	Pertes totales du pont (estimation)
peakCurrentWorst	A	Courant crête, pire cas
peakCurrentWorstCurrent	A	Courant moteur au courant crête maximal
mosfetCurrentRatingWorst	A	Calibre en courant min. du MOSFET, pire cas
vdsRating	V	Tenue en tension drain-source du MOSFET
vdsRatingVoltage	V	Alimentation retenue pour la tenue drain-source
totalLossWorst	W	Pertes totales du pont, pire cas
totalLossWorstVoltage	V	Alimentation aux pertes maximales du pont
totalLossWorstCurrent	A	Courant moteur aux pertes maximales du pont
efficiencyWorst	%	Rendement, pire cas
efficiencyWorstVoltage	V	Alimentation au rendement minimal
efficiencyWorstCurrent	A	Courant moteur au rendement minimal
lossConduction	W	Pertes par conduction (deux FET)
lossDeadTime	W	Pertes de temps mort
lossGateDrive	W	Pertes de commande de grille
lossTotal	W	Pertes totales avec temps mort et commande de grille
outputPower	W	Puissance fournie au moteur
efficiencyLossModel	%	Rendement

Comment l'appeler

Calculer : un appel, la requête et la réponse complètes, et ses erreurs.
Calcul par lots : ce calculateur avec d'autres, ou un balayage, en une seule requête.
Résoudre pour une valeur cible : la valeur d'une entrée qui amène une sortie à une cible.

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"
    }
  ]
}

Une entrée envoyée sous forme de texte. Rien n'a été décompté.

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

Trop de requêtes en une minute, avec Retry-After.

Les mêmes entrées sur la page du calculateurSélection de MOSFET H-Bridge, avec ces valeurs