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如何对PCB电路设计中的IC进行代换

gecimao 发表于 2019-06-24 19:05 | 查看: | 回复:

  在设计中会遇到需要代换IC的时候,下面就来分享一下在代换IC时的技巧,帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。

  直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC,代换后不影响机器的主要性能与指标。

  其代换原则是:代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同,还应注意逻辑极性相同,即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数(或主要特性曲线)、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。

  同一型号IC的代换一般是可靠的,安装集成PCB电路时,要注意方向不要搞错,否则,通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC,虽型号、功能、特性相同,但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如,双声道功放ICLA4507,引脚有“正”、“反”之分,其起始脚标注(色点或凹坑)方向不同:没有后缀与后缀为“R”,的IC等,例如M5115P与M5115RP。

  这种代换只要相互间的引脚功能完全相同,其内部PCB电路和电参数稍有差异,也可相互直接代换。如:伴音中放ICLA1363和LA1365,后者比前者在IC第5脚内部增加了一个稳压二极管,其它完全一样。

  一般情况下,前缀字母是表示生产厂家及PCB电路的类别,前缀字母后面的数字相同,大多数可以直接代换。但也少数特例,虽数字相同,但功能却完全不同。例如,HA1364是伴音IC,而uPC1364是色解码IC;数字是4558的,8脚的是运算放大器NJM4558,14脚的是CD4558数字PCB电路;故二者完全不能代换。所以一定还要看引脚功能。

  有的厂家引进未封装的IC芯片,然后加工成按本厂命名的产品,还有为了提高某些参数指标而改进的产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如,AN380与uPC1380可以直接代换,AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。

  非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围PCB电路,改变原引脚的排列或增减个别元件等,使之成为可代换的IC的方法。

  代换原则:代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同,但功能要相同,特性要相近;代换后不应影响原机性能。

  相同类型的IC芯片,但封装外形不同,代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如,AFTPCB电路CA3064和CA3064E,前者为圆形封装,辐射状引脚:后者为双列直插塑料封装,两者内部特性完全一样,按引脚功能进行连接即可。双列ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同,引脚和散热片正好都相差180度。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装,9、10脚位于集成PCB电路的右边,相当于AN5620的散热片,二者其它脚排列一样,将9、10脚连起来接地即可使用。

  代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别,只要在输出端加接倒相器后即可代换。

  这种代换需要改变外围PCB电路及引脚排列,因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。

  内部等效PCB电路和应用PCB电路中有的引出脚没有标明,遇到空的引出脚时,不应擅自接地,这些引出脚为更替或备用脚,有时也作为内部连接。

  组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的PCB电路部分,重新组合成一块完整的IC,用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的PCB电路一定要有接口引出脚。

  非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各引脚的功能、IC部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意。

  (2)为适应代换后的IC的特点,与其相连的外围PCB电路的元件要作相应的改变;

  (3)电源电压要与代换后的工C相符,如果原PCB电路中电源电压高,应设法降压;电压低,要看代换IC能否工作;

  (4)代换以后要测量IC的静态工作电流,如电流远大于正常值,则说明PCB电路可能产生自激,这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别,可调整反馈电阻阻值;

  (5)代换后IC的输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配;检查其驱动能力;

  (6)在改动时要充分利用原PCB电路板上的脚孔和引线,外接引线要求整齐,避免前后交叉,以便检查和防止PCB电路自激,特别是防止高频自激;

  (7)在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表,降压电阻阻值由大到小观察集成PCB电路总电流的变化是否正常。

  有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分,使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的工作原理。同时还应考虑:

  (2)经外围PCB电路处理后的信号,能否连接到集成PCB电路内部的下一级去进行再处理(连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能)。如中放IC损坏,从典型应用PCB电路和内部PCB电路看,由伴音中放、鉴频以及晋频放大级成,可用信号输入法找出损坏部分,若是音频放大部分损坏,则可用分立元件代替。

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