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클래스 D 앰프 효율

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

슬러그 class-d-efficiency. 주어진 출력 전력에서 MOSFET 전도 손실과 대기 전류로부터 클래스 D 증폭기 효율을 추정합니다.

입력

이 입력을 표시된 단위로 모두 inputs에 담아 보내세요. 대부분 필수이며, 하나라도 빠진 호출은 거부되고(400) 비용이 들지 않습니다. 생략해도 계산할 수 있는 입력은 표시된 기본값을 사용합니다. 범위 밖의 입력도 계산되며 출처 정보에 표시됩니다.

class-d-efficiency의 입력
이름	단위	범위	기본값	설명
outputPower숫자	W	0.1 이상	50	출력 전력
supplyVoltage숫자	V	1 이상	36	공급 전압
loadImpedance숫자	Ω	1 이상	8	부하 임피던스
rdson숫자	mΩ	1 이상	50	MOSFET 1개의 값, 밀리옴 단위
mosfetCount숫자	없음	2 이상	4	하프 브리지 2, 풀 브리지(BTL) 4. 각 하프 브리지에서 부하 전류를 흘리는 FET는 한 번에 하나뿐이므로 N/2개가 도통합니다
quiescentCurrent숫자	mA	0 이상	30	대기 전류
switchingFreq숫자	kHz	50 … 5000	400	PWM 캐리어 주파수입니다.
filterCutoff숫자	kHz	20 … 500	40	LC 필터의 버터워스 차단 주파수로, 부하에 맞춰 L과 C의 값을 정합니다(TI SLAA701B).
outputPowerMin숫자	W	0 이상	0	사용 중 최저 전력으로, 고정 손실의 비중이 가장 큰 지점이며 0이면 공칭값을 사용합니다.
outputPowerMax숫자	W	0 이상	0	사용 중 최고 연속 사인파 전력이며, 0이면 공칭값을 사용합니다.
supplyVoltageMin숫자	V	0 이상	0	사용 중 최저 공급 전압으로, 이 전압에서도 최대 전력을 낼 수 있어야 하며 0이면 공칭값을 사용합니다.
supplyVoltageMax숫자	V	0 이상	0	사용 중 최고 공급 전압이며, 0이면 공칭값을 사용합니다. 부품의 정격 전압은 이 전압에서 구합니다.
tSwitch숫자	ns	0 … 10000	10	FET의 상승 시간과 하강 시간의 합입니다: 하프 브리지당 ½·I·V_s·(t_r + t_f)·f_sw (IR AN-1070).
coss숫자	pF	0 … 100000	200	하프 브리지당 ½·C_oss·V_s²·f_sw (IR AN-1070).
qg숫자	nC	0 … 10000	10	FET 1개당 값입니다: 하프 브리지당 2·Q_g·V_driver·f_sw (IR AN-1070).
vGate숫자	V	1 … 20	12	게이트 구동 전압
dcr숫자	mΩ	0 … 100000	25	각 출력 인덕터의 권선 저항입니다.
coreLoss숫자	mW	0 … 100000	100	각 출력 인덕터의 값으로, 이 리플과 주파수에서 데이터시트로 구합니다.

출력

values에 이름별로 반환됩니다. 상한이 없거나 정의되지 않는 값은 null입니다.

class-d-efficiency의 출력
필드	단위	설명
efficiency주요 값	%	효율
conductionLoss	W	전도 손실
quiescentLoss	W	대기 손실
totalLoss	W	총 전력 손실
totalInput	W	총 입력 전력
lossSwitching	W	스위칭 에지 손실
lossOutputCap	W	출력 커패시턴스 손실
lossGateDrive	W	게이트 구동 손실
lossDcr	W	필터 인덕터 DCR 손실
lossCore	W	필터 인덕터 코어 손실
lossTotal	W	스위칭·필터 포함 총 손실
loadPower	W	부하 전달 전력
efficiencyLossModel	%	스위칭·필터 손실 포함 효율
filterInductorUH	μH	필터 인덕턴스
filterInductorChosenUH	μH	선택된 필터 인덕터
filterCapUF	μF	필터 커패시턴스
filterCapChosenUF	μF	선택된 필터 커패시터
filterCutoffBuilt	kHz	필터 차단 주파수 (선택 부품)
filterCount	없음	출력 필터 수
fetCount	없음	MOSFET 수
efficiencyWorst	%	스위칭·필터 손실 포함 효율 (최악 조건)
efficiencyWorstVoltage	V	최저 효율 시 공급 전압
efficiencyWorstPower	W	최저 효율 시 출력 전력
lossTotalWorst	W	총 손실 (최악 조건)
lossTotalWorstVoltage	V	최악 손실 시 공급 전압
lossTotalWorstPower	W	최악 손실 시 출력 전력
headroomWorst	V	전압 헤드룸 (최악 조건)
headroomWorstVoltage	V	최소 헤드룸 시 공급 전압
headroomWorstPower	W	최소 헤드룸 시 출력 전력
rippleA	A	필터 인덕터 리플
rippleWorstA	A	필터 인덕터 리플 (최악 조건)
rippleWorstVoltage	V	최악 리플 시 공급 전압
peakCurrentWorst	A	피크 전류 (최악 조건)
peakCurrentWorstVoltage	V	최악 피크 전류 시 공급 전압
peakCurrentWorstPower	W	최악 피크 전류 시 출력 전력
inductorRmsWorst	A	필터 인덕터 RMS 전류 (최악 조건)
inductorRmsWorstPower	W	최악 인덕터 전류 시 출력 전력
vdsRating	V	MOSFET 드레인-소스 정격 전압
capVoltageRating	V	필터 커패시터 정격 전압
vdsRatingVoltage	V	정격 전압 산정 시 공급 전압

호출 방법

계산: 호출 한 번, 요청과 응답 전체, 그리고 오류.
배치: 이 계산기를 다른 계산기와 함께, 또는 스윕을, 요청 하나로.
목표값 역산: 출력을 목표값으로 만드는 입력 하나의 값.

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"
    }
  ]
}

텍스트로 보낸 입력입니다. 집계되지 않았습니다.

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

1분 동안 요청이 너무 많습니다. Retry-After가 함께 옵니다.

같은 입력으로 계산기 페이지 열기클래스 D 앰프 효율, 이 값으로