Come posso ridurre la tensione e la corrente in un'applicazione DC?

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Attualmente sto costruendo un multicottero RC che utilizza una batteria LiPo da 11,1 V 20 C 2200 mAH come alimentatore principale. Questo va bene per far funzionare l'ESC e i motori; tuttavia, ho anche bisogno di una fonte di alimentazione 5 V / 2 A per far funzionare un PCB carico di un progetto Arduino composto da sensori digitali, GPS, controller LED, ecc.

Domanda

Come posso produrre la tensione corretta (5 V) e la corrente minima (2 A) dalla fonte primaria (11,1 V / 20 C)? È semplice come calcolare un valore di resistenza corretto o dovrei fare qualcos'altro? Non voglio friggere i miei sensori!

Fondamentalmente ci sono due tipi di regolatori di tensione: lineare e commutazione . I lineari sono cattivi: se il tuo 5 V ha bisogno di 2 A assorbirà anche 2 A dall'ingresso 11 V e la differenza, 6 V x 2 A = 12 W, aumenterà di calore.

Hai bisogno di uno switcher. Dal momento che stai passando da una tensione più alta a una più bassa, sarà un convertitore buck . (La tensione da bassa a più alta si chiama boost .) I convertitori buck possono raggiungere efficienze superiori al 90%, quindi la perdita di potenza sarà inferiore a 1 W. Ecco una selezione di switcher che soddisfano le tue esigenze.

Per la massima efficienza, suggerirei di rimuovere il regolatore di tensione NPC1117 da Arduino (mi riferisco a Uno, altri Arduinos avranno un regolatore lineare simile) e collegare direttamente l'uscita del commutatore alla rete a 5 V. Altrimenti dovresti fornire almeno 6 V e perdere 800 mW nel regolatore NPC1117 (può fornire un massimo di 800 mA).

Quando possibile, provare a correre il più possibile a tensioni più basse, come 3,3 V. Uno switcher che va da 11 V a 3,3 V avrà un'efficienza inferiore rispetto a uno che va a 5 V, ma si otterrà una dissipazione inferiore a 3,3 V dispositivi. Penso anche (non verificato!) Che Arduino può funzionare a 3,3 V.