ฉันจะลดแรงดันและกระแสในแอพพลิเคชั่น DC ได้อย่างไร

พื้นหลัง

ฉันกำลังสร้าง RC multicopterซึ่งใช้แบตเตอรี่ LiPo 11.1 V 20 C 2200 mAH เนื่องจากเป็นแหล่งจ่ายไฟหลัก นี่เป็นเรื่องดีที่จะเรียกใช้ ESC และมอเตอร์ อย่างไรก็ตามฉันยังต้องการแหล่งจ่ายไฟ 5 V / 2 เพื่อเรียกใช้ PCB ที่เต็มไปด้วยโครงการ Arduino ซึ่งประกอบด้วยเซ็นเซอร์ดิจิตอล, GPS, ตัวควบคุม LED และอื่น ๆ

คำถาม

ฉันจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม (5V) และกระแสต่ำสุด (2 A) จากแหล่งปฐมภูมิ (11.1 V / 20 C) ได้อย่างไร มันง่ายเหมือนการคำนวณค่าตัวต้านทานที่ถูกต้องหรือฉันควรทำอย่างอื่นหรือไม่? ฉันไม่ต้องการทอดเซ็นเซอร์ของฉัน!

โดยทั่วไปมีสองประเภทของหน่วยงานกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้า: เชิงเส้นและสลับ Linears แย่: ถ้า 5 V ของคุณต้องการ 2 A มันจะดึง 2 A จากอินพุต 11 V และความแตกต่าง 6 V x 2 A = 12 W จะขึ้นไปในความร้อน

คุณต้องการตัวสลับ เนื่องจากคุณจะเปลี่ยนจากแรงดันสูงขึ้นไปเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าซึ่งจะเป็นเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบบั๊ก (แรงดันไฟฟ้าต่ำถึงสูงเรียกว่าบูสเตอร์) ตัวแปลงบั๊กสามารถเข้าถึงประสิทธิภาพที่สูงกว่า 90% แล้วการสูญเสียพลังงานจะน้อยกว่า 1 W นี่คือการเลือกสวิตช์ที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ

เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดฉันขอแนะนำให้คุณถอดตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า NPC1117 ออกจาก Arduino (ฉันหมายถึง Uno, Arduinos อื่น ๆ จะมีตัวควบคุมเชิงเส้นที่คล้ายกัน) และเชื่อมต่อเอาท์พุทของสวิตช์ไปที่ 5 V net โดยตรง ไม่เช่นนั้นคุณจะต้องจ่ายไฟอย่างน้อย 6 V และสูญเสีย 800 mW ในเครื่องควบคุม NPC1117 (สามารถจ่ายสูงสุด 800 mA)

เมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ให้พยายามวิ่งให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำเช่น 3.3 V. ตัวสลับจาก 11 V เป็น 3.3 V จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าหนึ่งถึง 5 V แต่คุณจะได้รับน้อยลงใน 3.3 V อุปกรณ์ ฉันยังคิดว่า (ไม่ได้ตรวจสอบ!) ที่ Arduino สามารถทำงานที่ 3.3 V.