ドキュメントのセクション

D級アンプの効率

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

スラッグ class-d-efficiency。与えられた出力電力におけるMOSFETの伝導損失と静止電流からクラスDアンプの効率を推定します。

入力

これらの入力を、表示されている単位ですべて inputs に入れて送ってください。ほとんどは必須で、1 つでも欠けた呼び出しは拒否され（400）、費用はかかりません。省略しても計算できる入力は、表示されている既定値を使います。範囲外の入力も計算され、来歴で示されます。

class-d-efficiency の入力
名前	単位	範囲	既定値	説明
outputPower数値	W	0.1 以上	50	出力電力
supplyVoltage数値	V	1 以上	36	電源電圧
loadImpedance数値	Ω	1 以上	8	負荷インピーダンス
rdson数値	mΩ	1 以上	50	各 MOSFET の値 (mΩ)
mosfetCount数値	なし	2 以上	4	ハーフブリッジは2、フルブリッジ（BTL）は4。各ハーフブリッジで負荷電流を流すFETは常に1個なので、導通するのはN/2個
quiescentCurrent数値	mA	0 以上	30	静止電流
switchingFreq数値	kHz	50 … 5000	400	PWM キャリア周波数。
filterCutoff数値	kHz	20 … 500	40	LC フィルターのバターワース遮断周波数。負荷から L と C の値を決めます (TI SLAA701B)。
outputPowerMin数値	W	0 以上	0	使用条件での最小電力。固定損失の比重が最も大きくなる点です。0 にすると公称値を使います。
outputPowerMax数値	W	0 以上	0	使用条件での最大連続正弦波出力。0 にすると公称値を使います。
supplyVoltageMin数値	V	0 以上	0	使用条件での最低電源電圧。この電圧でも最大電力を出力できる必要があります。0 にすると公称値を使います。
supplyVoltageMax数値	V	0 以上	0	使用条件での最高電源電圧。0 にすると公称値を使います。部品の定格電圧はこの電圧で求めます。
tSwitch数値	ns	0 … 10000	10	FET の立ち上がり時間と立ち下がり時間の和。損失は各ハーフブリッジで ½·I·V_s·(t_r + t_f)·f_sw です (IR AN-1070)。
coss数値	pF	0 … 100000	200	各ハーフブリッジで ½·C_oss·V_s²·f_sw (IR AN-1070)。
qg数値	nC	0 … 10000	10	各 FET の値。損失は各ハーフブリッジで 2·Q_g·V_driver·f_sw です (IR AN-1070)。
vGate数値	V	1 … 20	12	ゲートドライブ電圧
dcr数値	mΩ	0 … 100000	25	各出力インダクタの巻線抵抗。
coreLoss数値	mW	0 … 100000	100	各出力インダクタのコア損失。このリップルと周波数での値をデータシートから読み取ります。

出力

values に名前ごとに返されます。上限がない値や定義されない値は null です。

class-d-efficiency の出力
フィールド	単位	説明
efficiency主要値	%	効率
conductionLoss	W	導通損失
quiescentLoss	W	静止損失
totalLoss	W	総電力損失
totalInput	W	総入力電力
lossSwitching	W	スイッチングエッジ損失
lossOutputCap	W	出力容量損失
lossGateDrive	W	ゲートドライブ損失
lossDcr	W	フィルターインダクタ DCR 損失
lossCore	W	フィルターインダクタのコア損失
lossTotal	W	総損失 (スイッチングとフィルター込み)
loadPower	W	負荷への電力
efficiencyLossModel	%	効率 (スイッチング損失とフィルター損失込み)
filterInductorUH	μH	フィルターインダクタンス
filterInductorChosenUH	μH	選定フィルターインダクタ
filterCapUF	μF	フィルター容量
filterCapChosenUF	μF	選定フィルターコンデンサ
filterCutoffBuilt	kHz	フィルター遮断周波数 (選定部品)
filterCount	なし	出力フィルターの数
fetCount	なし	MOSFET の数
efficiencyWorst	%	効率 (スイッチング損失とフィルター損失込み、最悪条件)
efficiencyWorstVoltage	V	効率最悪時の電源電圧
efficiencyWorstPower	W	効率最悪時の出力電力
lossTotalWorst	W	総損失 (最悪条件)
lossTotalWorstVoltage	V	損失最悪時の電源電圧
lossTotalWorstPower	W	損失最悪時の出力電力
headroomWorst	V	電圧ヘッドルーム (最悪条件)
headroomWorstVoltage	V	ヘッドルーム最小時の電源電圧
headroomWorstPower	W	ヘッドルーム最小時の出力電力
rippleA	A	フィルターインダクタリップル
rippleWorstA	A	フィルターインダクタリップル (最悪条件)
rippleWorstVoltage	V	リップル最悪時の電源電圧
peakCurrentWorst	A	ピーク電流 (最悪条件)
peakCurrentWorstVoltage	V	ピーク電流最悪時の電源電圧
peakCurrentWorstPower	W	ピーク電流最悪時の出力電力
inductorRmsWorst	A	フィルターインダクタ RMS 電流 (最悪条件)
inductorRmsWorstPower	W	インダクタ電流最悪時の出力電力
vdsRating	V	MOSFET ドレイン-ソース間定格電圧
capVoltageRating	V	フィルターコンデンサ定格電圧
vdsRatingVoltage	V	定格電圧を決める電源電圧

呼び出し方

計算：1 回の呼び出し、リクエストとレスポンスの全体、そのエラー。
バッチ：この計算ツールをほかと組み合わせて、または掃引を、1 リクエストで。
目標値からの逆算：出力を目標値にする入力の値。

curl -X POST https://rftools.io/api/py/v1/calculate \
  -H "X-API-Key: $RFTOOLS_API_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "slug": "class-d-efficiency",
    "inputs": {
      "outputPower": 50,
      "supplyVoltage": 36,
      "loadImpedance": 8,
      "rdson": 50,
      "mosfetCount": 4,
      "quiescentCurrent": 30,
      "switchingFreq": 400,
      "filterCutoff": 40,
      "outputPowerMin": 0,
      "outputPowerMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 10,
      "coss": 200,
      "qg": 10,
      "vGate": 12,
      "dcr": 25,
      "coreLoss": 100
    }
  }'

import rftools

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

result = client.calculate("class-d-efficiency", {
    "outputPower": 50,
    "supplyVoltage": 36,
    "loadImpedance": 8,
    "rdson": 50,
    "mosfetCount": 4,
    "quiescentCurrent": 30,
    "switchingFreq": 400,
    "filterCutoff": 40,
    "outputPowerMin": 0,
    "outputPowerMax": 0,
    "supplyVoltageMin": 0,
    "supplyVoltageMax": 0,
    "tSwitch": 10,
    "coss": 200,
    "qg": 10,
    "vGate": 12,
    "dcr": 25,
    "coreLoss": 100,
})
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": "class-d-efficiency",
    "inputs": {
      "outputPower": 50,
      "supplyVoltage": 36,
      "loadImpedance": 8,
      "rdson": 50,
      "mosfetCount": 4,
      "quiescentCurrent": 30,
      "switchingFreq": 400,
      "filterCutoff": 40,
      "outputPowerMin": 0,
      "outputPowerMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 10,
      "coss": 200,
      "qg": 10,
      "vGate": 12,
      "dcr": 25,
      "coreLoss": 100
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

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

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "class-d-efficiency",
	  "inputs": {
	    "outputPower": 50,
	    "supplyVoltage": 36,
	    "loadImpedance": 8,
	    "rdson": 50,
	    "mosfetCount": 4,
	    "quiescentCurrent": 30,
	    "switchingFreq": 400,
	    "filterCutoff": 40,
	    "outputPowerMin": 0,
	    "outputPowerMax": 0,
	    "supplyVoltageMin": 0,
	    "supplyVoltageMax": 0,
	    "tSwitch": 10,
	    "coss": 200,
	    "qg": 10,
	    "vGate": 12,
	    "dcr": 25,
	    "coreLoss": 100
	  }
	}`)
	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": "class-d-efficiency",
  "values": {
    "conductionLoss": 0.625,
    "quiescentLoss": 1.08,
    "totalLoss": 1.705,
    "totalInput": 51.705,
    "efficiency": 96.70244657189826,
    "lossSwitching": 0.3241138738165582,
    "lossOutputCap": 0.10368,
    "lossGateDrive": 0.19200000000000003,
    "lossDcr": 0.31539351851851855,
    "lossCore": 0.2,
    "lossTotal": 2.8401873923350767,
    "loadPower": 50,
    "efficiencyLossModel": 94.62494829693381,
    "filterInductorUH": 22.507907903927652,
    "filterInductorChosenUH": 27,
    "filterCapUF": 0.703372121997739,
    "filterCapChosenUF": 0.82,
    "filterCutoffBuilt": 33.82449516143777,
    "filterCount": 2,
    "fetCount": 4,
    "efficiencyWorst": 94.62494829693381,
    "efficiencyWorstVoltage": 36,
    "efficiencyWorstPower": 50,
    "lossTotalWorst": 2.8401873923350767,
    "lossTotalWorstVoltage": 36,
    "lossTotalWorstPower": 50,
    "headroomWorst": 7.715728752538098,
    "headroomWorstVoltage": 36,
    "headroomWorstPower": 50,
    "rippleA": 0.8333333333333334,
    "rippleWorstA": 0.8333333333333334,
    "rippleWorstVoltage": 36,
    "peakCurrentWorst": 3.9522005725994043,
    "peakCurrentWorstVoltage": 36,
    "peakCurrentWorstPower": 50,
    "inductorRmsWorst": 2.511547405559045,
    "inductorRmsWorstPower": 50,
    "vdsRating": 60,
    "capVoltageRating": 63,
    "vdsRatingVoltage": 36
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:class-d-efficiency",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "International Rectifier AN-1070 (J. Cerezo), Class D Audio Amplifier Performance Relationship to MOSFET Parameters; Infineon AN-1198 (I. Ferstenberg, 2013), Bridging Class D Amplifiers",
    "assumptions": [
      {
        "code": "fets-in-conduction-path",
        "text": "One FET of each half bridge carries the load current at any instant, so N/2 FETs conduct: one in a half bridge (N = 2), two in a full bridge (N = 4) (IR AN-1070; Infineon AN-1198)."
      },
      {
        "code": "no-switching-or-gate-loss",
        "text": "Switching loss 0.5·I·V·(t_r + t_f)·f_sw, output-capacitance loss and gate-drive loss 2·Q_g·V·f_sw (IR AN-1070) are not included, so the efficiency is an upper bound."
      },
      {
        "code": "loss-model-adds-switching-and-filter",
        "text": "The loss model adds, per half bridge, AN-1070's switching ½·I·V_s·(t_r + t_f)·f_sw with I the load current averaged over a sine, its ½·C_oss·V_s²·f_sw and its gate drive 2·Q_g·V_driver·f_sw, and per output the filter inductor's DCR at the idle ripple and its core loss; it reports its own efficiency beside the upper bound. Reverse recovery is left out: AN-1070 scales it by a factor it does not give."
      },
      {
        "code": "butterworth-output-filter",
        "text": "Each output has a second-order Butterworth LC filter, L = R_L·√2/ω₀ and C = 1/(ω₀·R_L·√2) with R_L = Z_L/2 for a bridged load, its capacitor to ground, each part chosen at or above in E12 (TI SLAA701B, eqs. 5 and 6)."
      },
      {
        "code": "waveforms-at-the-sine-peak",
        "text": "The waveforms are drawn at the peak of the nominal power's sine, AD modulation: the leg's duty (1 + m)/2 for a modulation depth m, the inductor current about the load's peak current."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "outputPower": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "W"
        },
        "supplyVoltage": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "loadImpedance": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "Ω"
        },
        "rdson": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "mΩ"
        },
        "mosfetCount": {
          "min": 2,
          "max": null,
          "unit": ""
        },
        "quiescentCurrent": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "mA"
        },
        "switchingFreq": {
          "min": 50,
          "max": 5000,
          "unit": "kHz"
        },
        "filterCutoff": {
          "min": 20,
          "max": 500,
          "unit": "kHz"
        },
        "outputPowerMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "W"
        },
        "outputPowerMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "W"
        },
        "supplyVoltageMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "supplyVoltageMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "tSwitch": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "ns"
        },
        "coss": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "pF"
        },
        "qg": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "nC"
        },
        "vGate": {
          "min": 1,
          "max": 20,
          "unit": "V"
        },
        "dcr": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "mΩ"
        },
        "coreLoss": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "mW"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "outputPower": 50,
      "supplyVoltage": 36,
      "loadImpedance": 8,
      "rdson": 50,
      "mosfetCount": 4,
      "quiescentCurrent": 30,
      "switchingFreq": 400,
      "filterCutoff": 40,
      "outputPowerMin": 0,
      "outputPowerMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tSwitch": 10,
      "coss": 200,
      "qg": 10,
      "vGate": 12,
      "dcr": 25,
      "coreLoss": 100
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

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

テキストとして送られた入力。計上はされていません。

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

1 分あたりのリクエストが多すぎます。Retry-After 付き。

同じ入力で計算ツールのページを開くD級アンプの効率、この値で