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Calculadora de dissipação de energia MOSFET

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

Slug mosfet-power-dissipation. Calcule a perda de condução do MOSFET, perda de comutação, dissipação total de energia, temperatura de junção e eficiência para design de eletrônica de potência

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 mosfet-power-dissipation
Nome	Unidade	Faixa	Padrão	Descrição
drainCurrentnúmero	A	no mínimo 0.001	5	Corrente de drenagem RMS através do MOSFET
rdsonnúmero	mΩ	no mínimo 0.1	10	Fonte de drenagem: resistência da folha de dados
vdsnúmero	V	no mínimo 0.1	12	Tensão no MOSFET durante o estado desligado (tensão do barramento)
frequencynúmero	kHz	no mínimo 0.1	100	Frequência de comutação do conversor
riseTimenúmero	ns	no mínimo 0.1	20	Tempo de subida atual durante a transição de ativação
fallTimenúmero	ns	no mínimo 0.1	20	Horário de outono atual durante a transição de desligamento
rthJAnúmero	°C/W	1 … 300	40	Resistência térmica da junção ao ambiente. TO-220 sem dissipador de calor: ~ 60, com dissipador de calor: ~ 10-20, SOT-23: ~ 150
tAmbientnúmero	°C	−40 … 85	25	Temperatura ambiente de operação
drainCurrentMinnúmero	A	no mínimo 0	0	A menor corrente de dreno RMS em serviço; 0 para a nominal.
drainCurrentMaxnúmero	A	no mínimo 0	0	A maior corrente de dreno RMS em serviço; 0 para a nominal. A temperatura de junção é calculada na maior corrente e na maior temperatura ambiente.
tAmbientMinnúmero	°C	−40 … 150	0	A temperatura ambiente mais fria em serviço, que pode ser inferior a 0 °C; 0 para a nominal.
tAmbientMaxnúmero	°C	−40 … 150	0	A temperatura ambiente mais quente em serviço; 0 para a nominal.
rdsonTempconúmero	%/°C	0 … 2	0	R_DS(on) aumenta como R_DS(on)·(1 + α·(T_j − 25 °C)), tipicamente de 0,35 a 0,5%/°C (M. Keagy, Electronic Design, 2002). Com α acima de 0, R_DS(on) é o valor a 25 °C e a temperatura de junção é calculada com ele; 0 considera R_DS(on) como informado em qualquer temperatura.
qgnúmero	nC	0 … 10000	20	Na tensão de acionamento da porta: o driver fornece Q_g·V_g·f_sw e a dissipa ele mesmo, por isso essa potência não entra na temperatura de junção.
vGatenúmero	V	1 … 20	10	Tensão de acionamento da porta
cossnúmero	pF	0 … 100000	0	Sua energia ½·C_oss·V_DS² é perdida no canal a cada entrada em condução com comutação forçada (IR AN-1070); informe a C_o(er) equivalente em energia da folha de dados, quando houver. 0 a desconsidera.

Saídas

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

Saídas de mosfet-power-dissipation
Campo	Unidade	Descrição
conductionLoss	mW	Perda de condução
switchingLoss	mW	Perda de troca
totalLossprincipal	mW	Perda total de potência
junctionTemp	°C	Temperatura de junção
efficiency	%	Eficiência do MOSFET (1 − P_loss/P_in)
junctionTempWorst	°C	Temperatura de junção, pior caso
junctionTempWorstCurrent	A	Corrente de dreno na junção mais quente
junctionTempWorstAmbient	°C	Temperatura ambiente na junção mais quente
junctionTempCoolest	°C	Temperatura de junção, extremo mais frio
totalLossWorst	mW	Perda total de potência, pior caso
totalLossWorstCurrent	A	Corrente de dreno na pior perda
efficiencyWorst	%	Eficiência com acionamento da porta, pior caso
efficiencyWorstCurrent	A	Corrente de dreno na pior eficiência
drainCurrentWorst	A	Maior corrente de dreno
vdsRating	V	Tensão nominal dreno-fonte do MOSFET
lossConduction	W	Perda de condução em T_j
lossSwitching	W	Perda nas bordas de comutação
lossOutputCap	W	Perda na capacitância de saída
lossGateDrive	W	Perda no acionamento da porta
lossTotal	W	Perda total com acionamento da porta
outputPower	W	Potência de entrada menos perdas
efficiencyLossModel	%	Eficiência com acionamento da porta

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": "mosfet-power-dissipation",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    }
  }'

import rftools

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

result = client.calculate("mosfet-power-dissipation", {
    "drainCurrent": 5,
    "rdson": 10,
    "vds": 12,
    "frequency": 100,
    "riseTime": 20,
    "fallTime": 20,
    "rthJA": 40,
    "tAmbient": 25,
    "drainCurrentMin": 0,
    "drainCurrentMax": 0,
    "tAmbientMin": 0,
    "tAmbientMax": 0,
    "rdsonTempco": 0,
    "qg": 20,
    "vGate": 10,
    "coss": 0,
})
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": "mosfet-power-dissipation",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

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

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "mosfet-power-dissipation",
	  "inputs": {
	    "drainCurrent": 5,
	    "rdson": 10,
	    "vds": 12,
	    "frequency": 100,
	    "riseTime": 20,
	    "fallTime": 20,
	    "rthJA": 40,
	    "tAmbient": 25,
	    "drainCurrentMin": 0,
	    "drainCurrentMax": 0,
	    "tAmbientMin": 0,
	    "tAmbientMax": 0,
	    "rdsonTempco": 0,
	    "qg": 20,
	    "vGate": 10,
	    "coss": 0
	  }
	}`)
	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": "mosfet-power-dissipation",
  "values": {
    "conductionLoss": 250,
    "switchingLoss": 120,
    "totalLoss": 370,
    "junctionTemp": 39.8,
    "efficiency": 99.38333333333334,
    "junctionTempWorst": 39.8,
    "junctionTempWorstCurrent": 5,
    "junctionTempWorstAmbient": 25,
    "junctionTempCoolest": 39.8,
    "totalLossWorst": 370,
    "totalLossWorstCurrent": 5,
    "efficiencyWorst": 99.35,
    "efficiencyWorstCurrent": 5,
    "drainCurrentWorst": 5,
    "vdsRating": 20,
    "lossConduction": 0.25,
    "lossSwitching": 0.12,
    "lossOutputCap": 0,
    "lossGateDrive": 0.02,
    "lossTotal": 0.39,
    "outputPower": 59.61,
    "efficiencyLossModel": 99.35
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:mosfet-power-dissipation",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "International Rectifier AN-1070 (J. Cerezo), P_CONDUCTION, P_SWITCHING and P_GATE; Infineon, D. Graovac, M. Pürschel and A. Kiep, MOSFET Power Losses Calculation Using the Data-Sheet Parameters (2006); M. Keagy, Calculate Dissipation for MOSFETs in High-Power Supplies (Electronic Design, 2002)",
    "assumptions": [
      {
        "code": "one-current-for-both-losses",
        "text": "The drain current is the RMS current for the conduction loss and the current switched at each edge for the switching loss, which holds for a current that is flat while the MOSFET conducts at a duty cycle near 100 %."
      },
      {
        "code": "linear-rdson-temperature",
        "text": "With a temperature coefficient α, R_DS(on) is the 25 °C value and rises as R_DS(on)·(1 + α·(T_j − 25 °C)) (M. Keagy, Electronic Design, 2002); the junction temperature is the steady state of T_j = T_A + R_θJA·P(T_j), absent where α·R_θJA·R_DS(on)·I_D² ≥ 1 (thermal runaway)."
      },
      {
        "code": "gate-drive-in-the-driver",
        "text": "The gate drive Q_g·V_g·f_sw is dissipated in the driver and the gate resistance, so it is in the loss model's total and efficiency and not in the junction temperature; the output capacitance's ½·C_oss·V_DS²·f_sw is lost in the channel and is in both (IR AN-1070)."
      },
      {
        "code": "waveforms-at-half-duty",
        "text": "The calculator takes no duty cycle, so the waveforms are drawn at 50 % duty, with each switching edge split equally between the current and the voltage transition, the linear approximation whose energy is ½·V_DS·I_D·t (Infineon, Graovac et al., 2006)."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "drainCurrent": {
          "min": 0.001,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "rdson": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "mΩ"
        },
        "vds": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "frequency": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "kHz"
        },
        "riseTime": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "ns"
        },
        "fallTime": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "ns"
        },
        "rthJA": {
          "min": 1,
          "max": 300,
          "unit": "°C/W"
        },
        "tAmbient": {
          "min": -40,
          "max": 85,
          "unit": "°C"
        },
        "drainCurrentMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "drainCurrentMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "tAmbientMin": {
          "min": -40,
          "max": 150,
          "unit": "°C"
        },
        "tAmbientMax": {
          "min": -40,
          "max": 150,
          "unit": "°C"
        },
        "rdsonTempco": {
          "min": 0,
          "max": 2,
          "unit": "%/°C"
        },
        "qg": {
          "min": 0,
          "max": 10000,
          "unit": "nC"
        },
        "vGate": {
          "min": 1,
          "max": 20,
          "unit": "V"
        },
        "coss": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "pF"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "drainCurrent": 5,
      "rdson": 10,
      "vds": 12,
      "frequency": 100,
      "riseTime": 20,
      "fallTime": 20,
      "rthJA": 40,
      "tAmbient": 25,
      "drainCurrentMin": 0,
      "drainCurrentMax": 0,
      "tAmbientMin": 0,
      "tAmbientMax": 0,
      "rdsonTempco": 0,
      "qg": 20,
      "vGate": 10,
      "coss": 0
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

{
  "detail": [
    {
      "type": "float_parsing",
      "loc": [
        "body",
        "inputs",
        "drainCurrent"
      ],
      "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 calculadoraCalculadora de dissipação de energia MOSFET, com estes valores