Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Não-Tripulado - LARA ...

Figura 3.18: Módulo de energia montado
Analisando os módulos, nota-se que a maior parte dos circuitos digitais opera com uma tensão
de 3.3 V DC, enquanto que alguns circuitos analógicos e alguns módulos digitais operam com 5
V DC. Ou seja, a maior tensão utilizada pelo circuito de instrumentação é 5 V DC, o que torna
a tensão de 5 V DC um valor razoável para alimentar todos os módulos.
Essa escolha também permite que cada placa tenha seu próprio regulador de 3.3 V DC, o que
isola o ruído elétrico vindo de fontes digitais, espalha a carga e aumenta a redundância, além de
eliminar a necessidade de dissipadores de calor em um único dispositivo.
Basicamente, existem duas forma de se regular a tensão fornecida pela bateria, que varia entre
11,1 e 12, 4 V DC, para um valor de 5 V DC: um regulador linear e um conversor DC-DC.
O conversor DC-DC funciona chaveando a corrente sobre um indutor, gerando a tensão de
saída desejada, enquanto o regulador linear funciona operando um transistor na região ativa (ou
linear).
O conversor DC-DC apresenta uma topologia mais complexa e uma quantidade maior de ruído
do que um regulador linear, porém, ele apresenta uma eficiência significativamente maior, o que
elimina a necessidade de um dissipador de calor. Esse tipo de regulador também é mais caro
que um regulador linear tradicional. Por essas razões, como o peso e o consumo de energia são
prioritários no projeto, decidiu-se por utilizar um conversor DC-DC de alta eficiência no projeto.
Uma opção viável seria o projeto de um conversor em torno de um circuito integrado próprio
para controle de conversores DC-DC, como o TL494 ou o MC34063. O problema dessa abordagem
é que muitos dos efeitos não-lineares indesejáveis desse tipo de conversor são imprevisíveis até a
etapa de prototipagem, o que consumiria muito tempo na fase de testes e projeto. Esse tipo de
circuito integrado também opera a uma frequência baixa, o que diminui o desempenho.
A outra opção factível que foi escolhida foi a compra de um módulo DC-DC de alto desempenho
pré-montado, já contendo os indutores, controladores e circuitos auxiliares. Nesse tipo de módulo,
o projetista só precisa especificar a tensão de saída (tipicamente através de um resistor) e os
capacitores de saída.
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