Como reduzo a tensão e a corrente em um aplicativo CC?

fundo

Atualmente, estou construindo um multicopter RC que utiliza uma bateria de 11,1 V 20 C 2200 mAH LiPo como fonte de alimentação principal. Isso é bom para executar os ESC e motores; no entanto, também preciso de uma fonte de alimentação 5 V / 2 A para executar uma PCB carregada com um projeto Arduino que consiste em sensores digitais, GPS, controladores de LED, etc.

Questão

Como produzo a tensão adequada (5V) e a corrente mínima (2 A) a partir da fonte primária (11,1 V / 20 C)? É tão simples quanto calcular um valor correto do resistor ou devo fazer outra coisa? Não quero fritar meus sensores!

Basicamente, existem dois tipos de reguladores de tensão: linear e comutador . As lineares são ruins: se seu 5 V precisar de 2 A, ele também consumirá 2 A da entrada de 11 V e a diferença, 6 V x 2 A = 12 W, aumentará no calor.

Você precisa de um comutador. Como você está passando de uma voltagem mais alta para uma mais baixa, será um conversor buck . (A voltagem mais baixa a mais alta é chamada de impulso .) Os conversores Buck podem atingir eficiências superiores a 90%, então a perda de energia será menor que 1 W. Aqui está uma seleção de comutadores que atendem às suas necessidades.

Para obter a máxima eficiência, sugiro que você remova o regulador de tensão NPC1117 do Arduino (estou me referindo ao Uno, outros Arduinos terão um regulador linear semelhante) e conecte a saída do comutador à rede de 5 V diretamente. Caso contrário, você teria que fornecer pelo menos 6 V e perder 800 mW no regulador NPC1117 (ele pode fornecer no máximo 800 mA).

Sempre que possível, tente executar o máximo possível em tensões mais baixas, como 3,3 V. Um comutador de 11 V a 3,3 V terá uma eficiência mais baixa do que um de 5 V, mas você obterá menos dissipação nos 3,3 V dispositivos. Eu até acho (não verificado!) Que o Arduino pode rodar a 3,3 V.