Entspricht der von einem Mikrocontroller aufgenommene Nettostrom dem von ihm gelieferten Strom?

Hier ist ein Diagramm eines Mikrocontroller-IC mit vier Ausgängen. Die oberen beiden Ausgänge OUT1 und OUT2 ziehen Strom von Vcc (über R1 und R2), und die unteren beiden Ausgänge OUT3 und OUT4 liefern Strom zur Masse (über R3 und R4):

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

"Is" stellt den Strom dar, der von dem Mikrocontroller gezogen wird, um seine Operationen durchzuführen, und schließt keinen Strom ein, der von einem seiner Ein- oder Ausgänge gezogen oder bezogen wird. Auf einem Datenblatt könnte dies als "Versorgungsstrom" bezeichnet werden.

OUT1 wird vom Mikrocontroller niedrig gehalten, was einen Spannungsabfall über R1 verursacht und dazu führt, dass Strom durch R1 nach unten in den IC fließt. Das Stromgesetz von Kirchhoff besagt, dass dieser Strom am GND-Stromversorgungspin des Mikrocontrollers austreten muss.

OUT2 ist hoch, bei Vcc, was keine Potentialdifferenz über R2 und keinen Strom verursacht.

OUT3 ist niedrig, bei 0 V, also gibt es keine Spannung über R3 und keinen Strom.

OUT4 ist hoch, was einen Spannungsabfall von Vcc Volt über R4 verursacht, und Strom fließt aus dem IC heraus und durch R4 nach unten zur Erde. Dieser Strom wird vom IC aus seinem eigenen positiven Stromversorgungsstift bezogen.

Unter Verwendung des aktuellen Kirchhoffschen Gesetzes können wir die folgenden Aussagen treffen:

• Strom, der an den Ein- und Ausgängen des ICs austritt (wird), muss über seinen positiven Versorgungsstift in den IC eintreten (eintreten), sodass der Strom dort die Summe aller dieser Ströme und seines eigenen Betriebsstroms ist.

• In ähnlicher Weise ist der am "Masse"-Stromversorgungsstift des ICs gemessene Strom die Summe aller Ströme, die über seine Ein- und Ausgänge in den IC (den der IC sinkt) eintreten, plus seinem eigenen Betriebsstrom.

Bearbeiten : Supercat hat in den Kommentaren dieser Antwort eine gute Beobachtung gemacht, dass der Strom, der diesen IC verlässt oder betritt, über den Eingang oder Ausgang eines anderen IC erfolgen kann. Wo ich in diesem Beispiel Widerstände platziert habe, könnte man sich ebenso Ein- oder Ausgänge eines anderen ICs vorstellen. Die Widerstände dienen dazu, mögliche Strompfade zu veranschaulichen, aber Sie könnten genauso gut einem Strompfad in den Vcc-Pin eines ICs, aus einem seiner Ausgänge, in den Eingang eines anderen ICs und aus dem Erdungspin dieses zweiten ICs folgen . Hier ist ein Bild, das ich dieser Antwort ausgeliehen habe und das zeigt, wie Sie die Ströme in einem komplexeren Szenario mit 2 ICs und einem Transistor visualisieren könnten:

Es könnte hilfreich sein, sich ein Bild davon zu machen, wie typische Push/Pull-Ausgänge funktionieren, und zu sehen, wie sie Strom von/zu ihren Versorgungen ziehen und liefern. Siehe diese Antwort . Es bezieht sich auf die Ausgänge von Operationsverstärkern, aber das Prinzip bleibt gleich.

Beachten Sie, dass die Stromversorgung selbst all diese verschiedenen Ströme liefern muss und dass sie alle zu derselben Spannungsquelle zurückkehren müssen. Ich habe diese Ströme an den Stromversorgungsknoten Vcc und GND gekennzeichnet, um dies zu veranschaulichen.

Ihre Frage ist:

Entspricht der von einem Mikrocontroller aufgenommene Nettostrom dem von ihm gelieferten Strom?

Die Antwort lautet: Ja, wenn Sie den eigenen Versorgungsstrom des Geräts einbeziehen, sowohl Eingang (von Vcc) als auch Ausgang (zu GND) .

Eine vollständigere Antwort lautet: Das aktuelle Gesetz von Kirchhoff besagt, dass die Gesamtsumme aller Ströme, die in den IC eintreten (über seinen positiven Stromversorgungsstift und alle Eingangs- oder Ausgangsstifte, die Strom ziehen), gleich der Gesamtsumme aller Ströme sein muss, die ihn verlassen (über seinen Masseversorgungsstift und alle Eingangs- oder Ausgangsstifte, die Strom liefern).

Entspricht der von einem Mikrocontroller aufgenommene Nettostrom dem von ihm gelieferten Strom?

Nein, denn der Mikrocontroller selbst (seine Uhren, IO-Steuertreiber, seine CPU) braucht auch Strom.

Wo finde ich den zusätzlichen Strom (falls vorhanden), der in Bezug auf den ersten Fall in den Mikrocontroller gezogen wird?

Datenblatt. Steht im Datenblatt unter "Stromaufnahme".

Fast.

Sie müssen auch den vom IC selbst gezogenen Strom hinzufügen. Bei einem Mikrocontroller hängt dieser Strom davon ab, welche seiner verschiedenen Funktionen aktiviert sind. Bei jedem IC steigt dieser Strom mit zunehmender Taktfrequenz / Schaltfrequenz.

Aber im Allgemeinen haben Sie Recht: Wenn die Lasten einen erheblichen Strom ziehen (im Vergleich zum Eigenstrom des ICs), können Sie davon ausgehen, dass der Strom, den der IC aus dem Netzteil zieht, etwas höher ist als der Strom, den die Lasten aus dem Netzteil ziehen IC.

"Wird der von einem Mikrocontroller aufgenommene Nettostrom dem von ihm gelieferten Strom entsprechen?"

Ja! Dies ist das aktuelle Gesetz von Kirchhoff . Natürlich müssen Sie die Ströme an allen Pins einbeziehen, einschließlich "Masse" -Pins, die Strom "liefern".