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Seleção de MOSFET H-Bridge

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

Slug h-bridge-selection. Calcule os requisitos de MOSFET da ponte H, incluindo corrente de pico, perdas de condução e corrente nominal mínima para acionadores de motor DC.

Entradas

Envie cada uma destas em inputs, nas unidades mostradas. A maioria é obrigatória: uma chamada sem alguma delas é recusada (400) e não custa nada; uma entrada que a calculadora dispensa assume o padrão mostrado. Uma entrada fora da sua faixa ainda é calculada e sinalizada na procedência.

Entradas de h-bridge-selection
Nome	Unidade	Faixa	Padrão	Descrição
motorCurrentnúmero	A	no mínimo 0.1	2	Corrente nominal do motor
motorVoltagenúmero	V	no mínimo 1	12	Tensão de alimentação do motor
inrushMultipliernúmero	×	1 … 15	6	Multiplicador de irrupção
pwmFrequencynúmero	Hz	no mínimo 100	20000	Frequência PWM
mosfetRdsonnúmero	Ω	no mínimo 0.001	0.01	MOSFET RDS (ligado)
dutyCyclenúmero	%	0 … 100	75	A fração de cada período em que a alimentação aciona o motor: a alimentação fornece V·I·D (PWM sinal-magnitude, TI SLVA504A).
motorCurrentMinnúmero	A	no mínimo 0	0	A menor corrente de operação em serviço; 0 para a nominal.
motorCurrentMaxnúmero	A	no mínimo 0	0	A maior corrente de operação em serviço; 0 para a nominal. A corrente de pico e a corrente nominal dos FETs são calculadas nela.
motorVoltageMinnúmero	V	no mínimo 0	0	A menor tensão de alimentação em serviço; 0 para a nominal.
motorVoltageMaxnúmero	V	no mínimo 0	0	A maior tensão de alimentação em serviço; 0 para a nominal. A tensão nominal dreno-fonte dos FETs é definida nela.
tSwitchnúmero	ns	0 … 100000	100	Os tempos de subida e descida do FET em comutação forçada somados: ½·V·I·(t_r + t_f)·f (TI SLVA504A eq. 2).
tDeadnúmero	ns	0 … 100000	100	O tempo em que os dois FETs de uma meia ponte ficam desligados em cada borda, quando o diodo de corpo do FET de recirculação conduz a corrente (TI SLVA504A eq. 3).
vBodynúmero	V	0 … 5	1	Tensão direta do diodo de corpo
qgnúmero	nC	0 … 10000	30	Por FET, na tensão de acionamento da porta: os dois FETs que comutam a cada período consomem 2·Q_g·V_g·f do driver (IR AN-1070).
vGatenúmero	V	1 … 20	10	Tensão de acionamento da porta

Saídas

Devolvidas em values, pelo nome. Um valor ilimitado ou indefinido é null.

Saídas de h-bridge-selection
Campo	Unidade	Descrição
peakCurrent	A	Corrente de pico
mosfetCurrentRatingprincipal	A	Min. Classificação atual do MOSFET
conductionLoss	W	Perda de condução (por FET)
switchingLoss	W	Perda de comutação (por FET)
totalLoss	W	Perda total da ponte (est.)
peakCurrentWorst	A	Corrente de pico, pior caso
peakCurrentWorstCurrent	A	Corrente do motor no pior pico
mosfetCurrentRatingWorst	A	Corrente nominal mín. do MOSFET, pior caso
vdsRating	V	Tensão nominal dreno-fonte do MOSFET
vdsRatingVoltage	V	Alimentação na tensão nominal dreno-fonte
totalLossWorst	W	Perda total da ponte, pior caso
totalLossWorstVoltage	V	Alimentação na pior perda da ponte
totalLossWorstCurrent	A	Corrente do motor na pior perda da ponte
efficiencyWorst	%	Eficiência, pior caso
efficiencyWorstVoltage	V	Alimentação na pior eficiência
efficiencyWorstCurrent	A	Corrente do motor na pior eficiência
lossConduction	W	Perda de condução (dois FETs)
lossDeadTime	W	Perda em tempo morto
lossGateDrive	W	Perda no acionamento da porta
lossTotal	W	Perda total com tempo morto e acionamento da porta
outputPower	W	Potência para o motor
efficiencyLossModel	%	Eficiência

Como chamar

Calcular: uma chamada, a requisição e a resposta completas, e os seus erros.
Lote: esta calculadora com outras, ou uma varredura, em uma requisição.
Resolver para um valor-alvo: o valor de uma entrada que leva uma saída a um alvo.

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"
    }
  ]
}

Uma entrada enviada como texto. Nada foi contabilizado.

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

Requisições demais em um minuto, com Retry-After.

As mesmas entradas na página da calculadoraSeleção de MOSFET H-Bridge, com estes valores