وقتی در طراحی مدار PCB نیاز به تعویض IC وجود دارد، بیایید نکاتی را در مورد تعویض IC به اشتراک بگذاریم تا به طراحان کمک کنیم در طراحی مدار PCB بی‌نقص‌تر باشند.
۱. جایگزینی مستقیم
جایگزینی مستقیم به جایگزینی مستقیم IC اصلی با سایر IC ها بدون هیچ گونه تغییری اشاره دارد و عملکرد و شاخص های اصلی دستگاه پس از جایگزینی تحت تأثیر قرار نمی گیرد.
اصل جایگزینی این است: عملکرد، شاخص عملکرد، شکل بسته‌بندی، استفاده از پین، شماره پین و فاصله IC جایگزین یکسان هستند. عملکرد یکسان IC نه تنها به عملکرد یکسان اشاره دارد، بلکه به قطب منطقی یکسان نیز اشاره دارد، یعنی قطب سطح خروجی و ورودی، ولتاژ و دامنه جریان باید یکسان باشند. شاخص‌های عملکرد به پارامترهای الکتریکی اصلی IC (یا منحنی مشخصه اصلی)، حداکثر اتلاف توان، حداکثر ولتاژ عملیاتی، محدوده فرکانس و پارامترهای مختلف امپدانس ورودی و خروجی سیگنال اشاره دارند که مشابه IC اصلی هستند. جایگزین‌هایی با توان کم باید هیت سینک را افزایش دهند.
01
جایگزینی همان نوع IC
جایگزینی همان نوع IC معمولاً قابل اعتماد است. هنگام نصب مدار PCB یکپارچه، مراقب باشید که در جهت اشتباه نکنید، در غیر این صورت، ممکن است مدار PCB یکپارچه هنگام روشن شدن برق بسوزد. برخی از IC های تقویت کننده قدرت تک خطی مدل، عملکرد و ویژگی یکسانی دارند، اما جهت ترتیب قرارگیری پین ها متفاوت است. به عنوان مثال، تقویت کننده قدرت دو کاناله ICLA4507 دارای پین های "مثبت" و "منفی" است و علامت گذاری اولیه پین ها (نقاط رنگی یا حفره ها) در جهت های مختلف است: پسوندی وجود ندارد و پسوند "R"، IC و غیره است، به عنوان مثال M5115P و M5115RP.
02
جایگزینی آی‌سی‌ها با پیشوند یکسان و اعداد متفاوت
مادامی که عملکرد پین‌های این نوع جایگزینی دقیقاً یکسان باشد، مدار داخلی PCB و پارامترهای الکتریکی کمی متفاوت هستند و همچنین می‌توانند مستقیماً جایگزین یکدیگر شوند. به عنوان مثال: ICLA1363 و LA1365 در صدا قرار می‌گیرند، دومی یک دیود زنر را در داخل پین ۵ آی‌سی نسبت به اولی اضافه می‌کند و بقیه دقیقاً یکسان هستند.
به طور کلی، حرف پیشوند نشان دهنده سازنده و دسته بندی مدار PCB است. اعداد بعد از حرف پیشوند یکسان هستند و اکثر آنها را می توان مستقیماً جایگزین کرد. اما چند مورد خاص نیز وجود دارد. اگرچه اعداد یکسان هستند، اما عملکردها کاملاً متفاوت هستند. به عنوان مثال، HA1364 یک آی سی صدا و uPC1364 یک آی سی رمزگشایی رنگ است؛ عدد 4558 است، پین 8 یک تقویت کننده عملیاتی NJM4558 و پین 14 یک مدار PCB دیجیتال CD4558 است؛ بنابراین، این دو به هیچ وجه قابل تعویض نیستند. بنابراین باید به عملکرد پین نگاه کنیم.
برخی از تولیدکنندگان، تراشه‌های IC بدون بسته‌بندی را معرفی کرده و آنها را به محصولاتی با نام کارخانه تبدیل می‌کنند و برخی دیگر محصولات بهبود یافته‌ای را برای بهبود پارامترهای خاص تولید می‌کنند. این محصولات اغلب با مدل‌های مختلف نامگذاری می‌شوند یا با پسوند مدل از هم متمایز می‌شوند. به عنوان مثال، AN380 و uPC1380 می‌توانند مستقیماً جایگزین شوند و AN5620، TEA5620، DG5620 و غیره می‌توانند مستقیماً جایگزین شوند.
۲. جایگزینی غیرمستقیم
جایگزینی غیرمستقیم به روشی اشاره دارد که در آن یک آی‌سی که نمی‌توان مستقیماً جایگزین کرد، روشی برای اصلاح جزئی مدار PCB جانبی، تغییر چیدمان پین اصلی یا اضافه یا حذف اجزای جداگانه و غیره است تا آن را به یک آی‌سی قابل تعویض تبدیل کند.
اصل جایگزینی: آی‌سی مورد استفاده در جایگزینی می‌تواند با آی‌سی اصلی با عملکرد پین‌های متفاوت و ظاهر متفاوت متفاوت باشد، اما عملکردها باید یکسان و مشخصات آنها مشابه باشد؛ عملکرد دستگاه اصلی نباید پس از جایگزینی تحت تأثیر قرار گیرد.
01
جایگزینی آی‌سی‌های بسته‌بندی‌شده‌ی مختلف
برای تراشه‌های IC از همان نوع، اما با شکل بسته‌بندی متفاوت، فقط پین‌های دستگاه جدید باید مطابق با شکل و چیدمان پین‌های دستگاه اصلی تغییر شکل داده شوند. به عنوان مثال، مدار AFTPCB CA3064 و CA3064E، اولی یک بسته‌بندی دایره‌ای با پین‌های شعاعی است: دومی یک بسته‌بندی پلاستیکی درون خطی دوگانه است، مشخصات داخلی این دو دقیقاً یکسان است و می‌توان آنها را طبق عملکرد پین به هم متصل کرد. ICAN7114، AN7115 و LA4100، LA4102 دو ردیفه اساساً از نظر شکل بسته‌بندی یکسان هستند و سیم و هیت سینک دقیقاً ۱۸۰ درجه از هم فاصله دارند. پکیج ۱۶ پین درون خطی دوگانه AN5620 فوق‌الذکر با هیت سینک و پکیج ۱۸ پین درون خطی دوگانه TEA5620. پین‌های ۹ و ۱۰ در سمت راست مدار PCB مجتمع قرار دارند که معادل هیت سینک AN5620 است. سایر پین‌های این دو به همین ترتیب چیده شده‌اند. پین‌های نهم و دهم را برای استفاده به زمین وصل کنید.
02
توابع مدار PCB یکسان هستند اما توابع پین‌های جداگانه متفاوت هستند. جایگزینی lC
تعویض می‌تواند طبق پارامترها و دستورالعمل‌های خاص هر نوع آی‌سی انجام شود. به عنوان مثال، خروجی سیگنال AGC و سیگنال ویدیویی در تلویزیون دارای اختلاف بین قطب مثبت و منفی است، تا زمانی که اینورتر به ترمینال خروجی متصل باشد، می‌توان آن را تعویض کرد.
03
جایگزینی آی‌سی‌ها با پلاستیک یکسان اما پین‌های متفاوت
این نوع جایگزینی نیاز به تغییر مدار PCB جانبی و چیدمان پین‌ها دارد که نیازمند دانش نظری خاص، اطلاعات کامل و تجربه و مهارت‌های عملی غنی است.
04
نباید بدون مجوز، برخی پاهای خالی را زمین‌گیر کرد
برخی از پین‌های سربی در مدار PCB معادل داخلی و مدار PCB کاربردی علامت‌گذاری نشده‌اند. وقتی پین‌های سربی خالی وجود دارد، نباید بدون مجوز به زمین متصل شوند. این پین‌های سربی، پین‌های جایگزین یا یدکی هستند و گاهی اوقات به عنوان اتصالات داخلی نیز استفاده می‌شوند.
05
جایگزینی ترکیبی
تعویض ترکیبی به معنای مونتاژ مجدد قطعات مدار PCB سالم چندین آی‌سی از یک مدل در یک آی‌سی کامل برای جایگزینی آی‌سی ضعیف است. این روش زمانی که آی‌سی اصلی در دسترس نیست بسیار کاربردی است. اما لازم است که یک مدار PCB سالم در داخل آی‌سی مورد استفاده، دارای یک پین رابط باشد.
نکته کلیدی در جایگزینی غیرمستقیم، یافتن پارامترهای الکتریکی اساسی دو آی‌سی جایگزین‌شده، مدار معادل داخلی PCB، عملکرد هر پین و رابطه اتصال بین اجزای آی‌سی است. در عملکرد واقعی دقت کنید.
(1) ترتیب شماره گذاری پین های مدار PCB یکپارچه نباید به اشتباه متصل شده باشد.
(2) برای انطباق با ویژگی‌های آی‌سی جایگزین شده، اجزای مدار PCB جانبی متصل به آن باید متناسب با آن تغییر کنند.
(3) ولتاژ منبع تغذیه باید با آی سی جایگزین سازگار باشد. اگر ولتاژ منبع تغذیه در مدار PCB اصلی بالا است، سعی کنید ولتاژ را کاهش دهید. اگر ولتاژ پایین است، بستگی به این دارد که آیا آی سی جایگزین می‌تواند کار کند یا خیر.
(4) پس از تعویض، جریان کاری ساکن آی‌سی باید اندازه‌گیری شود. اگر جریان بسیار بزرگتر از مقدار عادی باشد، به این معنی است که مدار PCB ممکن است خود-هیجان باشد. در این زمان، جداسازی و تنظیم مورد نیاز است. اگر بهره با مقدار اصلی متفاوت باشد، می‌توان مقاومت مقاومت بازخورد را تنظیم کرد.
(5) پس از تعویض، امپدانس ورودی و خروجی آی‌سی باید با مدار PCB اصلی مطابقت داشته باشد؛ قابلیت درایو آن را بررسی کنید.
(6) هنگام ایجاد تغییرات، از سوراخ‌های پین و سیم‌های روی برد مدار چاپی اصلی کاملاً استفاده کنید و سیم‌های خارجی باید مرتب باشند و از تقاطع جلو و عقب خودداری کنند تا مدار چاپی از خود تحریکی، به ویژه برای جلوگیری از خود تحریکی فرکانس بالا، بررسی و جلوگیری شود.
(7) بهتر است قبل از روشن کردن، یک کنتور جریان DC را به صورت سری در حلقه Vcc منبع تغذیه وصل کنید و مشاهده کنید که آیا تغییر جریان کل مدار PCB یکپارچه از بزرگ به کوچک طبیعی است یا خیر.
06
جایگزینی آی‌سی با قطعات مجزا
گاهی اوقات می‌توان از قطعات مجزا برای جایگزینی قسمت آسیب‌دیده IC و بازیابی عملکرد آن استفاده کرد. قبل از تعویض، باید اصول عملکرد داخلی IC، ولتاژ نرمال هر پین، نمودار شکل موج و اصول کار مدار PCB با قطعات جانبی را درک کنید. همچنین موارد زیر را در نظر بگیرید:
(1) آیا می‌توان سیگنال را از قطعه کار C خارج کرد و به ترمینال ورودی مدار PCB جانبی متصل نمود؟
(2) آیا سیگنال پردازش شده توسط مدار PCB جانبی می‌تواند برای پردازش مجدد به سطح بعدی در داخل مدار PCB مجتمع متصل شود (تطبیق سیگنال در حین اتصال نباید بر پارامترهای اصلی و عملکرد آن تأثیر بگذارد). اگر IC تقویت‌کننده میانی آسیب دیده باشد، از مدار PCB کاربردی معمولی و مدار PCB داخلی، از تقویت‌کننده میانی صوتی، تفکیک فرکانس و افزایش فرکانس تشکیل شده است. روش ورودی سیگنال می‌تواند برای یافتن قسمت آسیب‌دیده استفاده شود. اگر قسمت تقویت‌کننده صوتی آسیب دیده باشد، می‌توان به جای آن از اجزای گسسته استفاده کرد.