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スイッチングレギュレータ出力リップル計算ツール

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

スラッグ switching-regulator-ripple。スイッチングレギュレータ設計におけるバックコンバータの出力電圧リップル、インダクタ電流リップル、およびESRの寄与を計算

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。

switching-regulator-ripple の入力
名前	単位	範囲	既定値	説明
inputVoltage数値	V	0.1 以上	12	入力電圧
outputVoltage数値	V	0.1 以上	5	出力電圧
frequency数値	kHz	1 以上	500	スイッチング周波数
inductance数値	μH	0.01 以上	10	インダクタンス
capacitance数値	μF	0.1 以上	100	出力キャパシタンス
esr数値	mΩ	0.1 以上	20	出力コンデンサの等価直列抵抗
outputCurrent数値	A	0.01 … 100	2	負荷電流。インダクタのピーク電流、スイッチの RMS 電流、損失を決めますが、リップルには影響しません。
inputVoltageMin数値	V	0 以上	0	レギュレータが動作すべき最低入力電圧。0 にすると公称値を使います。
inputVoltageMax数値	V	0 以上	0	レギュレータが動作すべき最高入力電圧。0 にすると公称値を使います。リップルはここで最大になります。
rdsOnHigh数値	mΩ	0.1 … 10000	12	ハイサイドFETの動作温度でのオン抵抗。
rdsOnLow数値	mΩ	0.1 … 10000	6	動作温度におけるローサイド (同期) FETのオン抵抗。
tSwitch数値	ns	0 … 10000	20	ハイサイドの立ち上がり時間と立ち下がり時間の和。スイッチング損失は ½·V_in·I_out·(t_r + t_f)·f_sw です。
qg数値	nC	0 … 10000	23	駆動電圧での両 FET のゲート電荷。ゲートドライブは Q_g·V_g·f_sw を消費します。
vGate数値	V	1 … 20	5	ゲートドライブ電圧
tDead数値	ns	0 … 1000	20	各エッジで両 FET がオフになり、ローサイドのボディダイオードが電流を流す時間。
vBody数値	V	0 … 2	0.7	ボディダイオードの順方向電圧
dcr数値	mΩ	0 … 100000	20	インダクタの巻線抵抗。
coreLoss数値	mW	0 … 100000	50	このリップルと周波数での値をインダクタの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。

switching-regulator-ripple の出力
フィールド	単位	説明
dutyCycle	%	デューティサイクル
inductorRippleCurrent	A	インダクタリップル電流
capacitorRipple	mV	コンデンサリップル電圧
inductorRipple	mV	ESR リップル電圧
peakToPeakRipple主要値	mV	ピークトゥピークリップルの合計
dutyMin	%	最小デューティサイクル
dutyMax	%	最大デューティサイクル
inductorRippleWorst	A	インダクタリップル電流 (最悪条件)
inductorRippleWorstVin	V	インダクタリップル最悪時の入力電圧
ilPeakWorst	A	インダクタピーク電流 (最悪条件)
ilPeakWorstVin	V	ピーク最悪時の入力電圧
rippleWorstMV	mV	合計リップル (最悪条件)
rippleWorstVin	V	リップル最悪時の入力電圧
coutRmsA	A	出力コンデンサ RMS 電流 (最悪条件)
coutRmsVin	V	コンデンサ電流最悪時の入力電圧
q1RmsA	A	ハイサイド FET RMS 電流 (最悪条件)
q1RmsVin	V	ハイサイド電流最悪時の入力電圧
q2RmsA	A	ローサイド FET RMS 電流 (最悪条件)
q2RmsVin	V	ローサイド電流最悪時の入力電圧
vdsRating	V	FET ドレイン-ソース間定格電圧
coutVoltageRating	V	出力コンデンサの定格電圧
lossDcr	W	インダクタ DCR 損失
lossCore	W	インダクタコア損失
lossHsConduction	W	ハイサイド導通損失
lossLsConduction	W	ローサイド導通損失
lossHsSwitching	W	ハイサイドスイッチング損失
lossGateDrive	W	ゲートドライブ損失
lossDeadTime	W	デッドタイム損失
lossCapEsr	W	出力コンデンサ ESR 損失
lossTotal	W	総損失
outputPower	W	出力電力
efficiency	%	効率

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": "switching-regulator-ripple",
    "inputs": {
      "inputVoltage": 12,
      "outputVoltage": 5,
      "frequency": 500,
      "inductance": 10,
      "capacitance": 100,
      "esr": 20,
      "outputCurrent": 2,
      "inputVoltageMin": 0,
      "inputVoltageMax": 0,
      "rdsOnHigh": 12,
      "rdsOnLow": 6,
      "tSwitch": 20,
      "qg": 23,
      "vGate": 5,
      "tDead": 20,
      "vBody": 0.7,
      "dcr": 20,
      "coreLoss": 50
    }
  }'

import rftools

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

result = client.calculate("switching-regulator-ripple", {
    "inputVoltage": 12,
    "outputVoltage": 5,
    "frequency": 500,
    "inductance": 10,
    "capacitance": 100,
    "esr": 20,
    "outputCurrent": 2,
    "inputVoltageMin": 0,
    "inputVoltageMax": 0,
    "rdsOnHigh": 12,
    "rdsOnLow": 6,
    "tSwitch": 20,
    "qg": 23,
    "vGate": 5,
    "tDead": 20,
    "vBody": 0.7,
    "dcr": 20,
    "coreLoss": 50,
})
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": "switching-regulator-ripple",
    "inputs": {
      "inputVoltage": 12,
      "outputVoltage": 5,
      "frequency": 500,
      "inductance": 10,
      "capacitance": 100,
      "esr": 20,
      "outputCurrent": 2,
      "inputVoltageMin": 0,
      "inputVoltageMax": 0,
      "rdsOnHigh": 12,
      "rdsOnLow": 6,
      "tSwitch": 20,
      "qg": 23,
      "vGate": 5,
      "tDead": 20,
      "vBody": 0.7,
      "dcr": 20,
      "coreLoss": 50
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

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

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "switching-regulator-ripple",
	  "inputs": {
	    "inputVoltage": 12,
	    "outputVoltage": 5,
	    "frequency": 500,
	    "inductance": 10,
	    "capacitance": 100,
	    "esr": 20,
	    "outputCurrent": 2,
	    "inputVoltageMin": 0,
	    "inputVoltageMax": 0,
	    "rdsOnHigh": 12,
	    "rdsOnLow": 6,
	    "tSwitch": 20,
	    "qg": 23,
	    "vGate": 5,
	    "tDead": 20,
	    "vBody": 0.7,
	    "dcr": 20,
	    "coreLoss": 50
	  }
	}`)
	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": "switching-regulator-ripple",
  "values": {
    "dutyCycle": 41.66666666666667,
    "inductorRippleCurrent": 0.5833333333333334,
    "capacitorRipple": 1.4583333333333337,
    "inductorRipple": 11.666666666666668,
    "peakToPeakRipple": 11.75745921626872,
    "dutyMin": 41.66666666666667,
    "dutyMax": 41.66666666666667,
    "inductorRippleWorst": 0.5833333333333334,
    "inductorRippleWorstVin": 12,
    "ilPeakWorst": 2.2916666666666665,
    "ilPeakWorstVin": 12,
    "rippleWorstMV": 11.75745921626872,
    "rippleWorstVin": 12,
    "coutRmsA": 0.16839382851364088,
    "coutRmsVin": 12,
    "q1RmsA": 1.2955623749105833,
    "q1RmsVin": 12,
    "q2RmsA": 1.5329300747906054,
    "q2RmsVin": 12,
    "vdsRating": 20,
    "coutVoltageRating": 10,
    "lossDcr": 0.08056712962962963,
    "lossCore": 0.05,
    "lossHsConduction": 0.02014178240740741,
    "lossLsConduction": 0.014099247685185185,
    "lossHsSwitching": 0.12000000000000001,
    "lossGateDrive": 0.0575,
    "lossDeadTime": 0.028000000000000004,
    "lossCapEsr": 0.0005671296296296298,
    "lossTotal": 0.3708752893518519,
    "outputPower": 10,
    "efficiency": 96.42387668345947
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:switching-regulator-ripple",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": null,
    "assumptions": [],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "inputVoltage": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "outputVoltage": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "frequency": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "kHz"
        },
        "inductance": {
          "min": 0.01,
          "max": null,
          "unit": "μH"
        },
        "capacitance": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "μF"
        },
        "esr": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "mΩ"
        },
        "outputCurrent": {
          "min": 0.01,
          "max": 100,
          "unit": "A"
        },
        "inputVoltageMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "inputVoltageMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "rdsOnHigh": {
          "min": 0.1,
          "max": 10000,
          "unit": "mΩ"
        },
        "rdsOnLow": {
          "min": 0.1,
          "max": 10000,
          "unit": "mΩ"
        },
        "tSwitch": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "ns"
        },
        "qg": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "nC"
        },
        "vGate": {
          "min": 1,
          "max": 20,
          "unit": "V"
        },
        "tDead": {
          "min": 0,
          "max": 1000,
          "unit": "ns"
        },
        "vBody": {
          "min": 0,
          "max": 2,
          "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": {
      "inputVoltage": 12,
      "outputVoltage": 5,
      "frequency": 500,
      "inductance": 10,
      "capacitance": 100,
      "esr": 20,
      "outputCurrent": 2,
      "inputVoltageMin": 0,
      "inputVoltageMax": 0,
      "rdsOnHigh": 12,
      "rdsOnLow": 6,
      "tSwitch": 20,
      "qg": 23,
      "vGate": 5,
      "tDead": 20,
      "vBody": 0.7,
      "dcr": 20,
      "coreLoss": 50
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

{
  "detail": [
    {
      "type": "float_parsing",
      "loc": [
        "body",
        "inputs",
        "inputVoltage"
      ],
      "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スイッチングレギュレータ出力リップル計算ツール、この値で