En el diseño de PCB, ¿cómo sustituir circuitos integrados de forma inteligente?

Cuando sea necesario reemplazar un IC en el diseño de un circuito PCB, compartamos algunos consejos al reemplazar un IC para ayudar a los diseñadores a ser más perfectos en el diseño de circuitos PCB.

 

1. Sustitución directa
La sustitución directa se refiere a reemplazar directamente el IC original con otros IC sin ninguna modificación, y el rendimiento principal y los indicadores de la máquina no se verán afectados después de la sustitución.

El principio de reemplazo es el siguiente: la función, el índice de rendimiento, el formato del encapsulado, el uso de pines, el número de pines y el intervalo del CI de reemplazo son los mismos. La misma función del CI no solo se refiere a la misma función, sino también a la misma polaridad lógica; es decir, la polaridad de los niveles de salida y entrada, el voltaje y la amplitud de la corriente deben ser los mismos. Los indicadores de rendimiento se refieren a los principales parámetros eléctricos del CI (o curva característica principal), la disipación de potencia máxima, el voltaje de operación máximo, el rango de frecuencia y diversos parámetros de impedancia de entrada y salida de la señal, similares a los del CI original. Los sustitutos con baja potencia deben aumentar el disipador de calor.

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Sustitución del mismo tipo de CI
Reemplazar un circuito integrado (CI) del mismo tipo suele ser fiable. Al instalar el circuito integrado (PCB), tenga cuidado de no equivocarse en la dirección, ya que podría quemarse al encenderlo. Algunos CI de amplificadores de potencia en línea tienen el mismo modelo, función y características, pero la disposición de los pines es diferente. Por ejemplo, el amplificador de potencia de doble canal ICLA4507 tiene pines "positivos" y "negativos", y las marcas iniciales de los pines (puntos o marcas de color) están en direcciones diferentes: no tiene sufijo y el sufijo es "R", IC, etc., por ejemplo, M5115P y M5115RP.

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Sustitución de circuitos integrados con la misma letra de prefijo y números diferentes
Siempre que las funciones de los pines de este tipo de sustitución sean exactamente las mismas, el circuito interno de la PCB y los parámetros eléctricos son ligeramente diferentes, y también pueden sustituirse directamente. Por ejemplo, si se utilizan ICLA1363 y LA1365 en el sonido, este último añade un diodo Zener en el pin 5 del CI, mientras que el primero añade un diodo Zener en los demás pines.

En general, la letra del prefijo indica el fabricante y la categoría del circuito impreso. Los números después de la letra del prefijo son los mismos, y la mayoría se pueden reemplazar directamente. Sin embargo, existen algunos casos especiales. Aunque los números son los mismos, las funciones son completamente diferentes. Por ejemplo, HA1364 es un circuito integrado de sonido y uPC1364 es un circuito integrado de decodificación de color; el número es 4558, el de 8 pines es un amplificador operacional NJM4558 y el de 14 pines es un circuito impreso digital CD4558; por lo tanto, ambos no se pueden reemplazar. Por lo tanto, debemos analizar la función de los pines.

Algunos fabricantes introducen chips CI sin encapsular y los procesan para crear productos que llevan el nombre de la fábrica, y algunos productos mejorados para optimizar ciertos parámetros. Estos productos suelen tener nombres de modelos diferentes o se distinguen por sufijos de modelo. Por ejemplo, los AN380 y uPC1380 se pueden reemplazar directamente, y los AN5620, TEA5620, DG5620, etc., también se pueden reemplazar directamente.

 

2. Sustitución indirecta
La sustitución indirecta se refiere a un método en el que un CI que no se puede reemplazar directamente es un método que modifica ligeramente el circuito PCB periférico, cambia la disposición original de los pines o agrega o quita componentes individuales, etc., para convertirlo en un CI reemplazable.

Principio de sustitución: El IC utilizado en la sustitución puede ser diferente del IC original con diferentes funciones de pin y diferentes apariencias, pero las funciones deben ser las mismas y las características deben ser similares; el rendimiento de la máquina original no debe verse afectado después de la sustitución.

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Sustitución de circuitos integrados (CI) empaquetados de forma diferente
Para chips CI del mismo tipo, pero con diferentes formas de encapsulado, solo es necesario remodelar los pines del nuevo dispositivo según la forma y disposición de los pines del dispositivo original. Por ejemplo, en los circuitos AFTPCB CA3064 y CA3064E, el primero es un encapsulado circular con pines radiales y el segundo es un encapsulado de plástico de doble fila, con características internas idénticas y una conexión entre pines. Los circuitos de doble fila ICAN7114, AN7115, LA4100 y LA4102 son prácticamente iguales en forma de encapsulado, con el cable y el disipador de calor separados exactamente 180 grados. El encapsulado de doble fila AN5620 de 16 pines con disipador de calor y el encapsulado de doble fila TEA5620 de 18 pines, ya mencionados, tienen los pines 9 y 10 ubicados en el lado derecho del circuito integrado, equivalente al disipador de calor del AN5620. Los demás pines de ambos están dispuestos de la misma manera. Conecte los pines 9 y 10 a tierra para usarlos.

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Las funciones del circuito PCB son las mismas, pero las funciones de los pines individuales son diferentes. Sustitución de lC
El reemplazo puede realizarse según los parámetros e instrucciones específicos de cada tipo de CI. Por ejemplo, si el AGC y la salida de señal de video del televisor tienen polaridad positiva y negativa, se puede reemplazar siempre que el inversor esté conectado al terminal de salida.

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Sustitución de circuitos integrados con el mismo plástico pero con diferentes funciones de pines
Este tipo de sustitución requiere cambiar el circuito PCB periférico y la disposición de los pines, lo que requiere ciertos conocimientos teóricos, información completa y una rica experiencia y habilidades prácticas.

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Algunos pies vacíos no deben aterrizarse sin autorización
Algunos pines del circuito PCB equivalente interno y del circuito PCB de aplicación no están marcados. Si hay pines vacíos, no deben conectarse a tierra sin autorización. Estos pines son alternativos o de repuesto, y en ocasiones también se utilizan como conexiones internas.

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Sustitución de combinación
El reemplazo combinado consiste en ensamblar las partes intactas del circuito impreso de varios circuitos integrados del mismo modelo para formar un circuito integrado completo que reemplace el circuito integrado defectuoso. Es muy útil cuando no se dispone del circuito integrado original. Sin embargo, es necesario que el circuito impreso en buen estado del circuito integrado utilizado tenga un pin de interfaz.

La clave para la sustitución indirecta reside en determinar los parámetros eléctricos básicos de los dos circuitos integrados que se sustituyen, el circuito interno equivalente de la PCB, la función de cada pin y la relación de conexión entre los componentes del circuito integrado. Tenga cuidado durante la operación.

(1) La secuencia de numeración de los pines del circuito PCB integrado no debe estar conectada incorrectamente;
(2) Para adaptarse a las características del IC reemplazado, los componentes del circuito PCB periférico conectado a él deben cambiarse en consecuencia;
(3) La tensión de alimentación debe ser la misma que la del circuito integrado de repuesto. Si la tensión de alimentación en el circuito impreso original es alta, intente reducirla; si es baja, el funcionamiento del circuito integrado de repuesto dependerá de ello.
(4) Tras la sustitución, se debe medir la corriente de reposo del CI. Si la corriente es mucho mayor que el valor normal, significa que el circuito impreso podría estar autoexcitado. En este caso, es necesario desacoplarlo y ajustarlo. Si la ganancia es diferente a la original, se puede ajustar la resistencia de la resistencia de retroalimentación.
(5) Después del reemplazo, la impedancia de entrada y salida del IC debe coincidir con el circuito PCB original; verifique su capacidad de accionamiento;
(6) Aproveche al máximo los orificios de los pines y los cables en la placa de circuito PCB original al realizar cambios, y los cables externos deben estar limpios y evitar que se crucen por delante y por detrás, a fin de verificar y evitar la autoexcitación del circuito PCB, especialmente para prevenir la autoexcitación de alta frecuencia;
(7) Es mejor conectar un medidor de corriente CC en serie en el bucle Vcc de la fuente de alimentación antes de encenderla y observar si el cambio de la corriente total del circuito PCB integrado es normal de grande a pequeño.

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Reemplazar CI con componentes discretos
En ocasiones, se pueden usar componentes discretos para reemplazar la parte dañada del CI y restaurar su funcionamiento. Antes de reemplazarlo, es importante comprender el principio de funcionamiento interno del CI, el voltaje normal de cada pin, el diagrama de forma de onda y el principio de funcionamiento del circuito impreso con componentes periféricos. También considere:

(1) Si la señal se puede sacar del trabajo C y conectar al terminal de entrada del circuito PCB periférico:
(2) Si la señal procesada por el circuito PCB periférico puede conectarse al siguiente nivel dentro del circuito PCB integrado para su reprocesamiento (la coincidencia de señales durante la conexión no debe afectar sus parámetros principales ni su rendimiento). Si el circuito integrado del amplificador intermedio está dañado, según el circuito PCB de aplicación típico y el circuito PCB interno, este se compone de amplificador intermedio de audio, discriminación de frecuencia y amplificación de frecuencia. El método de entrada de señal permite localizar la parte dañada. Si el amplificador de audio está dañado, se pueden utilizar componentes discretos.