Aumentando Amperagem
Estou projetando um circuito DC para o meu projeto e me deparei com uma parede de tijolos que me deixou perplexo após horas de pesquisa. Até agora, nesta folha do esquema, comecei a fazer uma corrente tipo PDB para alimentar as partes internas do robô.
Para reduzir o comprimento deste post, preciso da saída de 12v (consulte a seta vermelha) para dar 2000ma (2 amperes) à carga. Como faço esta tarefa sem comprometer todo o circuito de forma eficiente. (Também ajudaria se você pudesse apontar quaisquer falhas até agora no esquema.)
Respostas
De acordo com a folha de dados para o switcher simples LM2577 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2577.pdf?ts=1607298375356na página 16, "PROCEDIMENTO DE PROJETO DO REGULADOR STEP-UP", eles especificam a corrente de carga máxima ILOAD (MAX) como <= 2,1A x Vin (min) / Vout ... portanto, assumindo 5V de entrada e 12V de saída, 2,1 * 5 / 12 = 0,875A. Não há como fazer com que o LM2577 forneça mais de 875mA de corrente de saída ao aumentar 5V a 12V. Seu projeto precisa selecionar um regulador de impulso diferente.
Devido à conservação de energia, a potência de entrada (V * i) deve ser igual à potência de saída mais quaisquer perdas. Portanto, qualquer conversor de reforço que aumenta 5 V a 12 V e fornece 2.000 mA para a carga deve consumir pelo menos 4,8 A da fonte de entrada de 5 V - e isso assumindo 100% de eficiência. É mais provável que precise de cerca de 6A (se a eficiência for 80%). Portanto, se você deve usar uma fonte de 5 V, as perdas de conversão exigirão uma fonte de 30 Watt (assumindo uma eficiência de 80%).
Mas se em vez disso você usasse uma fonte de 12 V como fonte de alimentação principal, conectando-se diretamente às cargas de 12 V, seria necessária apenas uma fonte de 24 Watts (mais o que os outros barramentos de alimentação exigirem). Então, a alimentação de 5 V poderia ser derivada da alimentação de 12 V usando um conversor Buck. (Usar um regulador linear como U5 para ir de 12 V a 9 V dá 75% de eficiência, mas usar um regulador linear para ir de 12 V a 5 V dá apenas 41% de eficiência.) Há uma outra vantagem em usar um conversor de Buck para diminuir, em vez disso de usar um conversor boost: a maioria dos conversores boost não pode desligar completamente, sempre há alguma condução residual através do diodo. Isso pode ser uma consideração importante se o dispositivo for alimentado por bateria.
Eu queria saber se você conseguiria usar três desses dispositivos em paralelo, embora olhando para o datasheet, eu não teria muita certeza de que eles funcionariam bem (alguns switchers podem ser dispostos em paralelo com pouco barulho). No entanto, se a carga no trilho de 12v puder ser facilmente dividida, pode ser uma opção. Do ponto de vista da simplicidade, eu concordo que usar um switcher diferente seria preferível.