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Dissipação de energia do driver do motor

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

Slug motor-driver-power. Calcule a dissipação de energia discreta do IC do driver do motor ou do MOSFET, incluindo perda de condução e perda de comutação em uma determinada frequência PWM.

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 motor-driver-power
Nome	Unidade	Faixa	Padrão	Descrição
motorCurrentnúmero	A	no mínimo 0	2	Corrente do motor (RMS)
supplyVoltagenúmero	V	no mínimo 1	12	Tensão de alimentação
rdsonnúmero	Ω	no mínimo 0.001	0.015	R_DS(on)
dutyCyclenúmero	%	0 … 100	75	Ciclo de trabalho PWM
switchingFreqnúmero	Hz	no mínimo 100	20000	Frequência de comutação
gateChargenúmero	nC	no mínimo 0.1	30	Da folha de dados do MOSFET
transitionTimenúmero	ns	no mínimo 0	50	Tempo de subida ou de descida do FET comutado de forma dura, considerados iguais: o 0.5·V·I·(t_r + t_f)·f da TI SLVA504A passa a ser V·I·t_sw·f
motorCurrentMinnúmero	A	no mínimo 0	0	A menor corrente RMS do motor em serviço; 0 para a nominal.
motorCurrentMaxnúmero	A	no mínimo 0	0	A maior corrente RMS do motor em serviço; 0 para a nominal. A corrente e a perda dos FETs são calculadas nela.
supplyVoltageMinnúmero	V	no mínimo 0	0	A menor tensão de alimentação em serviço; 0 para a nominal.
supplyVoltageMaxnúmero	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.
tDeadnúmero	ns	0 … 100000	100	O tempo em que os dois FETs da meia ponte que comuta 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

Saídas

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

Saídas de motor-driver-power
Campo	Unidade	Descrição
conductionLoss	W	Perda de condução por FET em condução
switchingLoss	W	Perda de comutação (FET comutado de forma dura)
totalLossPerFet	W	FET mais quente
totalLossBridgeprincipal	W	Perda total da ponte
efficiency	%	Eficiência do driver (est.)
gateDriveLoss	W	Perda de acionamento de gate
totalLossBridgeWorst	W	Perda total da ponte, pior caso
totalLossBridgeWorstVoltage	V	Alimentação na pior perda da ponte
totalLossBridgeWorstCurrent	A	Corrente do motor na pior perda da ponte
totalLossPerFetWorst	W	FET mais quente, pior caso
totalLossPerFetWorstCurrent	A	Corrente do motor no FET mais quente
fetRmsCurrentWorst	A	Maior corrente RMS de FET
vdsRating	V	Tensão nominal dreno-fonte do MOSFET
vdsRatingVoltage	V	Alimentação na tensão nominal dreno-fonte
efficiencyWorst	%	Eficiência com tempo morto, 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
lossTotal	W	Perda total com tempo morto e acionamento da porta
outputPower	W	Potência para o motor
efficiencyLossModel	%	Eficiência com tempo morto

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": "motor-driver-power",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "supplyVoltage": 12,
      "rdson": 0.015,
      "dutyCycle": 75,
      "switchingFreq": 20000,
      "gateCharge": 30,
      "transitionTime": 50,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1
    }
  }'

import rftools

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

result = client.calculate("motor-driver-power", {
    "motorCurrent": 2,
    "supplyVoltage": 12,
    "rdson": 0.015,
    "dutyCycle": 75,
    "switchingFreq": 20000,
    "gateCharge": 30,
    "transitionTime": 50,
    "motorCurrentMin": 0,
    "motorCurrentMax": 0,
    "supplyVoltageMin": 0,
    "supplyVoltageMax": 0,
    "tDead": 100,
    "vBody": 1,
})
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": "motor-driver-power",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "supplyVoltage": 12,
      "rdson": 0.015,
      "dutyCycle": 75,
      "switchingFreq": 20000,
      "gateCharge": 30,
      "transitionTime": 50,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

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

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "motor-driver-power",
	  "inputs": {
	    "motorCurrent": 2,
	    "supplyVoltage": 12,
	    "rdson": 0.015,
	    "dutyCycle": 75,
	    "switchingFreq": 20000,
	    "gateCharge": 30,
	    "transitionTime": 50,
	    "motorCurrentMin": 0,
	    "motorCurrentMax": 0,
	    "supplyVoltageMin": 0,
	    "supplyVoltageMax": 0,
	    "tDead": 100,
	    "vBody": 1
	  }
	}`)
	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": "motor-driver-power",
  "values": {
    "conductionLoss": 0.06,
    "switchingLoss": 0.024000000000000004,
    "totalLossPerFet": 0.069,
    "totalLossBridge": 0.144,
    "efficiency": 99.11999999999999,
    "gateDriveLoss": 0.014400000000000001,
    "totalLossBridgeWorst": 0.144,
    "totalLossBridgeWorstVoltage": 12,
    "totalLossBridgeWorstCurrent": 2,
    "totalLossPerFetWorst": 0.069,
    "totalLossPerFetWorstCurrent": 2,
    "fetRmsCurrentWorst": 2,
    "vdsRating": 20,
    "vdsRatingVoltage": 12,
    "efficiencyWorst": 99.07555555555557,
    "efficiencyWorstVoltage": 12,
    "efficiencyWorstCurrent": 2,
    "lossConduction": 0.12,
    "lossDeadTime": 0.008,
    "lossTotal": 0.1664,
    "outputPower": 17.8336,
    "efficiencyLossModel": 99.07555555555557
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:motor-driver-power",
    "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. 1-2; International Rectifier AN-1070 (J. Cerezo), P_GATE",
    "assumptions": [
      {
        "code": "sign-magnitude-synchronous",
        "text": "An H-bridge driven by sign-magnitude PWM with synchronous (high-side) recirculation: two FETs carry the motor current at any instant and one is hard-switched each period (TI SLVA504A, Table 1-1)."
      },
      {
        "code": "equal-rise-and-fall",
        "text": "The rise and fall times are equal, so SLVA504A's 0.5·V·I·(t_r + t_f)·f is V·I·t_sw·f. The dead-time diode conduction (SLVA504A eq. 3) is not included."
      },
      {
        "code": "gate-drive-at-supply-voltage",
        "text": "The gate charge is delivered at the supply voltage, 2·Qg·V·f, and is counted in the driver efficiency, as an integrated driver dissipates it; it is not a FET loss."
      },
      {
        "code": "loss-model-dead-time",
        "text": "The loss model adds the dead time, V_F·I·2·t_d·f (SLVA504A eq. 3), to the bridge loss and the gate drive; its efficiency is the driver efficiency with the dead time counted, and the two agree where t_d or V_F is 0."
      },
      {
        "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,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "supplyVoltage": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "rdson": {
          "min": 0.001,
          "max": null,
          "unit": "Ω"
        },
        "dutyCycle": {
          "min": 0,
          "max": 100,
          "unit": "%"
        },
        "switchingFreq": {
          "min": 100,
          "max": null,
          "unit": "Hz"
        },
        "gateCharge": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "nC"
        },
        "transitionTime": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "ns"
        },
        "motorCurrentMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "motorCurrentMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "A"
        },
        "supplyVoltageMin": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "supplyVoltageMax": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "V"
        },
        "tDead": {
          "min": 0,
          "max": 100000,
          "unit": "ns"
        },
        "vBody": {
          "min": 0,
          "max": 5,
          "unit": "V"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "motorCurrent": 2,
      "supplyVoltage": 12,
      "rdson": 0.015,
      "dutyCycle": 75,
      "switchingFreq": 20000,
      "gateCharge": 30,
      "transitionTime": 50,
      "motorCurrentMin": 0,
      "motorCurrentMax": 0,
      "supplyVoltageMin": 0,
      "supplyVoltageMax": 0,
      "tDead": 100,
      "vBody": 1
    },
    "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 calculadoraDissipação de energia do driver do motor, com estes valores