Nella progettazione di PCB, come sostituire i circuiti integrati in modo intelligente?

Quando è necessario sostituire un circuito integrato nella progettazione di un circuito PCB, condividiamo alcuni suggerimenti su come sostituire un circuito integrato per aiutare i progettisti a essere più perfetti nella progettazione di circuiti PCB.

 

1. Sostituzione diretta
La sostituzione diretta si riferisce alla sostituzione diretta del circuito integrato originale con altri circuiti integrati senza alcuna modifica; le prestazioni principali e gli indicatori della macchina non saranno influenzati dopo la sostituzione.

Il principio di sostituzione è il seguente: funzione, indice di prestazione, formato del package, utilizzo dei pin, numero di pin e intervallo del circuito integrato sostitutivo sono gli stessi. La stessa funzione del circuito integrato non si riferisce solo alla stessa funzione, ma anche alla stessa polarità logica, ovvero la polarità dei livelli di ingresso e di uscita, la tensione e l'ampiezza della corrente devono essere le stesse. Gli indicatori di prestazione si riferiscono ai principali parametri elettrici del circuito integrato (o curva caratteristica principale), alla massima dissipazione di potenza, alla massima tensione operativa, all'intervallo di frequenza e a vari parametri di impedenza di ingresso e uscita del segnale, simili a quelli del circuito integrato originale. I sostituti a bassa potenza dovrebbero aumentare il dissipatore di calore.

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Sostituzione dello stesso tipo di IC
La sostituzione di circuiti integrati dello stesso tipo è generalmente affidabile. Durante l'installazione del circuito integrato su PCB, fare attenzione a non commettere errori di direzione, altrimenti il ​​circuito integrato potrebbe bruciarsi all'accensione. Alcuni circuiti integrati per amplificatori di potenza in linea hanno lo stesso modello, funzione e caratteristiche, ma la disposizione dei pin è diversa. Ad esempio, l'amplificatore di potenza a doppio canale ICLA4507 ha pin "positivo" e "negativo" e le marcature iniziali dei pin (punti colorati o cavità) sono in direzioni diverse: non c'è suffisso e il suffisso è "R", IC, ecc., ad esempio M5115P e M5115RP.

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Sostituzione di circuiti integrati con la stessa lettera di prefisso e numeri diversi
Finché le funzioni dei pin di questo tipo di sostituzione sono esattamente le stesse, il circuito interno del PCB e i parametri elettrici sono leggermente diversi e possono anche essere sostituiti direttamente l'uno con l'altro. Ad esempio: ICLA1363 e LA1365 vengono inseriti nel circuito integrato, quest'ultimo aggiunge un diodo Zener al pin 5 del circuito integrato rispetto al primo, e gli altri sono esattamente gli stessi.

In generale, la lettera di prefisso indica il produttore e la categoria del circuito stampato. I numeri dopo la lettera di prefisso sono gli stessi e la maggior parte di essi può essere sostituita direttamente. Tuttavia, ci sono anche alcuni casi speciali. Sebbene i numeri siano gli stessi, le funzioni sono completamente diverse. Ad esempio, HA1364 è un circuito integrato audio e uPC1364 è un circuito integrato di decodifica a colori; il numero è 4558, l'8 pin è un amplificatore operazionale NJM4558 e il 14 pin è un circuito digitale per PCB CD4558; pertanto, i due non possono essere sostituiti. Quindi dobbiamo considerare la funzione dei pin.

Alcuni produttori introducono chip IC non confezionati e li trasformano in prodotti che prendono il nome dalla fabbrica, mentre altri li migliorano per migliorarne determinati parametri. Questi prodotti sono spesso denominati con modelli diversi o distinti da suffissi di modello. Ad esempio, AN380 e uPC1380 possono essere sostituiti direttamente, così come AN5620, TEA5620, DG5620, ecc.

 

2. Sostituzione indiretta
La sostituzione indiretta si riferisce a un metodo in cui un circuito integrato che non può essere sostituito direttamente è un metodo di modifica leggera del circuito PCB periferico, cambiando la disposizione originale dei pin o aggiungendo o rimuovendo singoli componenti, ecc., per renderlo un circuito integrato sostituibile.

Principio di sostituzione: il circuito integrato utilizzato nella sostituzione può essere diverso dal circuito integrato originale, con funzioni dei pin diverse e aspetto diverso, ma le funzioni devono essere le stesse e le caratteristiche simili; le prestazioni della macchina originale non devono essere compromesse dopo la sostituzione.

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Sostituzione di diversi circuiti integrati confezionati
Per chip IC dello stesso tipo, ma con package di forma diversa, solo i pin del nuovo dispositivo devono essere rimodellati in base alla forma e alla disposizione dei pin del dispositivo originale. Ad esempio, i circuiti AFTPCB CA3064 e CA3064E sono costituiti da un package circolare con pin radiali, mentre il secondo è un package plastico dual in-line, con caratteristiche interne identiche e possibilità di collegamento in base alla funzione dei pin. ICAN7114, AN7115 e LA4100, LA4102 a doppia fila presentano sostanzialmente la stessa forma del package, con il terminale e il dissipatore di calore esattamente a 180 gradi di distanza. Il già citato package dual in-line a 16 pin dell'AN5620 con dissipatore di calore e il package dual in-line a 18 pin del TEA5620. I pin 9 e 10 si trovano sul lato destro del circuito integrato, il che equivale al dissipatore di calore dell'AN5620. Gli altri pin dei due sono disposti allo stesso modo. Collegare il 9° e il 10° pin a terra per utilizzarli.

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Le funzioni del circuito PCB sono le stesse ma le funzioni dei singoli pin sono diverse sostituzione LC
La sostituzione può essere effettuata secondo i parametri e le istruzioni specifiche di ciascun tipo di circuito integrato. Ad esempio, l'AGC e l'uscita del segnale video del televisore presentano una differenza di polarità tra positiva e negativa, purché l'inverter sia collegato al terminale di uscita, può essere sostituito.

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Sostituzione di circuiti integrati con la stessa plastica ma con funzioni di pin diverse
Questo tipo di sostituzione richiede la modifica del circuito PCB periferico e della disposizione dei pin, il che richiede una certa conoscenza teorica, informazioni complete, nonché una vasta esperienza pratica e competenze.

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Alcuni piedi vuoti non dovrebbero essere lasciati a terra senza autorizzazione
Alcuni dei pin terminali nel circuito PCB equivalente interno e nel circuito PCB dell'applicazione non sono contrassegnati. Se sono presenti pin terminali vuoti, non devono essere messi a terra senza autorizzazione. Questi pin terminali sono pin alternativi o di riserva e talvolta vengono utilizzati anche come connessioni interne.

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Sostituzione di combinazione
La sostituzione combinata consiste nel riassemblare le parti del circuito stampato non danneggiate di più circuiti integrati dello stesso modello in un circuito integrato completo per sostituire quello malfunzionante. È particolarmente utile quando il circuito integrato originale non è disponibile. Tuttavia, è necessario che un circuito stampato in buone condizioni all'interno del circuito integrato utilizzato abbia un pin di interfaccia.

La chiave per la sostituzione indiretta è scoprire i parametri elettrici di base dei due circuiti integrati che vengono sostituiti, il circuito equivalente interno del PCB, la funzione di ciascun pin e la relazione di connessione tra i componenti del circuito integrato. Prestare attenzione durante il funzionamento effettivo.

(1) La sequenza di numerazione dei pin del circuito PCB integrato non deve essere collegata in modo errato;
(2) Per adattarsi alle caratteristiche del circuito integrato sostituito, i componenti del circuito PCB periferico ad esso collegato devono essere modificati di conseguenza;
(3) La tensione di alimentazione deve essere compatibile con quella del circuito integrato sostitutivo. Se la tensione di alimentazione nel circuito stampato originale è alta, provare a ridurla; se la tensione è bassa, la risposta dipende dalla capacità di funzionamento del circuito integrato sostitutivo;
(4) Dopo la sostituzione, è necessario misurare la corrente di funzionamento a riposo del circuito integrato. Se la corrente è molto superiore al valore normale, significa che il circuito stampato potrebbe essere autoeccitato. A questo punto, è necessario disaccoppiare e regolare. Se il guadagno è diverso dall'originale, è possibile regolare la resistenza del resistore di retroazione;
(5) Dopo la sostituzione, l'impedenza di ingresso e di uscita del CI deve corrispondere al circuito PCB originale; verificare la sua capacità di pilotaggio;
(6) Utilizzare al massimo i fori dei pin e i cavi sul circuito stampato PCB originale quando si apportano modifiche, e i cavi esterni devono essere ordinati ed evitare incroci anteriori e posteriori, in modo da controllare e prevenire l'autoeccitazione del circuito PCB, in particolare per prevenire l'autoeccitazione ad alta frequenza;
(7) È meglio collegare un misuratore di corrente continua in serie nel circuito Vcc dell'alimentatore prima dell'accensione e osservare se la variazione della corrente totale del circuito PCB integrato è normale da grande a piccola.

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Sostituire il circuito integrato con componenti discreti
A volte è possibile utilizzare componenti discreti per sostituire la parte danneggiata del circuito integrato e ripristinarne la funzionalità. Prima della sostituzione, è necessario comprendere il principio di funzionamento interno del circuito integrato, la tensione normale di ciascun pin, il diagramma della forma d'onda e il principio di funzionamento del circuito stampato con i componenti periferici. Si considerino inoltre:

(1) Se il segnale può essere prelevato dal lavoro C e collegato al terminale di ingresso del circuito PCB periferico:
(2) Se il segnale elaborato dal circuito PCB periferico può essere collegato al livello successivo all'interno del circuito PCB integrato per la rielaborazione (l'adattamento del segnale durante la connessione non dovrebbe influire sui parametri principali e sulle prestazioni). Se il circuito integrato dell'amplificatore intermedio è danneggiato, dal tipico circuito PCB e dal circuito PCB interno, è composto da amplificatore intermedio audio, discriminazione di frequenza e amplificazione di frequenza. Il metodo di ingresso del segnale può essere utilizzato per individuare la parte danneggiata. Se la parte dell'amplificatore audio è danneggiata, è possibile utilizzare componenti discreti.