研发必备:10种常用元器件替换原则
每款电子新品研发后,在PCBA项目打样的BOM配单环节中经常会出现物料无法配齐的情况,原因比如物料断货、交期不确定等等,当遇到这些情况时,电子工程师就必须知道如何选择替换的元器件。
每种元器件的替换原则都不一样,每个电子工程师都应该知道具体的替换原则!,那么物料应该如何替代呢?又该遵循怎样的规则?下面跟着小编按分类详细讲解每类电子元器件该如何替代吧。
芯片替代需注意事项有以下三点:
1、参数:选择比原芯片参数更多或一样的芯片。
2、封装:仔细比对pin to pin,若是能做到完全一致则无需更改PCB设计,否则需要重新设计PCB板,替换的步骤和成本将高许多。
3、可升级性:如果产品更新换代的速度较快,在选型时就要考虑芯片的可升级性,为以后的长远效益做打算。
1、主板上的二极管只要大小、模样相同即可代换,如红色的玻璃管。
2、不同用途之间的二极管不能代用,硅二极管和锗二极管之间也不能代用。
3、快恢复二极管中,RBYR1535、PBYR2045、PBYR2545这三种型号可互换使用,其它要原型号代换。
4、更换二极管时要认清正负极,不能接反,否则电路不能正常工作
5、二极管为开放故障时可以先不拆下,直接用一个新的二极管并联上去(焊在原二极管的引脚焊点上)
1、NPN型和PNP型三极管之间不能代换,硅管和锗管之间不能代换。
2、原则上要原型号代换,介在实际维修中很做到同型号代换,主板一般采用的三极管大多是硅管,所以代换时,只须做到硅管代换硅管,NPN型代换NPN型,PNP型代换PNP型即可。
3、三极管的三个引脚不能弄错,拆下坏三极管时要记住线路板上各引脚孔的位置
1、场效应管只需大小相同,分清N沟道P沟道即可
2、功率大的可以代换功率小的
面临晶振的缺货,我们要如何选择替代的晶振?无源晶振和有源晶振可以替换使用吗?晶振替换需考虑哪些参数?
1. 品牌: 同一款晶振,但是牌子不同,具体参数也就有细微的差别。在选择替换时,要仔细对比产品规格书,例如负载电容,调整频差,温度频差,工作温度等重要参数。
2. 类型: 有源晶振不能在电路中直接与无源晶振互换,它们属于晶振的两个大类。如果互换,则需要对晶振周边电路进行修改。
有源晶振,又称晶体振荡器。内部有独立的起振芯片,不受外部电路影响,供电后就可以直接工作。信号质量好,稳定,但是成本较高。普通时钟振荡器为4引脚,具有方向性,引脚接反会导致停振。
无源晶振,又称晶体谐振器。内部没有独立振荡电路,自身无法起振,需要外部电路配合。一般都是接入两个引脚,不具有方向性。
3. 封装尺寸: 晶振的封装分为SMD贴片晶振和DIP插件晶振。贴片尺寸从SMD1612到SMD7050,直插晶振也分为DIP08,DIP14,圆柱,HC-49S/M/U。在选择不同封装尺寸的晶振时需要仔细对比产品规格书以及管脚图。
4. 引脚:有源晶振有很多系列,不同系列的管脚定义都各不相同。在选购和使用晶振前一定要查看产品规格书上的管脚图介绍。左下角有标记点(·)的为1脚。
5. 负载电容:负载电容是选购晶体的必选参数之一,根据负载电容选择匹配电容C1和C2,公式如下:
无源晶振负载电容值大,则远端相位噪声好;过大,难调整到标称频率,不易起振;CL值小,近端相位噪声好,容易起振。
1、用阻值较小的电阻器串联,代替大阻值的电阻器,或用阻值较大的电阻器并联代替小阻值的电阻器。
2、小功率电阻器代替大功率电阻器时,可采用串联或并联的方法。当串、并联的小功率电阻器的阻值不相等时,应计算它们各自分担的功率,使总功率大于原电阻器的额定功率。
3、代用的电阻器应遵循就高不就低、就大不就小的原则,即用质量高的电阻器代替原质量低的电阻器,用大功率的电阻器代替小功率的电阻器。
贴片电阻器的替换方法
① 应尽可能选用原规格的电阻器。
② 在标称值相同时,只要安装空间允许,功率大的电阻器可代替功率小的。
③ 可采用串联或并联的方法来获得所需标称值的电阻器。在有功率要求的情况下,不仅要考虑串联和并联后的阻值,还要考虑串联和并联后的功率是否达到要求。
④ 有同规格的电阻器时,要根据此电阻器在电路中的具体作用和工作状态,灵活掌代用。
电阻器的代换经验
① 固定电阻器的代换普通固定电阻器损坏后,可以用额定功率、额定阻值均相同的碳膜电阻器或金属膜电阻器代换。 碳膜电阻器损坏后,可以用额定功率及额定阻值相同的金属膜电阻器代换。若手中没有同规格的电阻器更换,也可以用电阻器串联或并联的方法作应急处理。利电阻串联公式(RΣ=R1+R2+R3+…Rn)将低阻值电阻器变成所需的高阻值电阻器,利用电阻并联公式(1/RΣ=1/R1+1/R2+1/R3+…1/Rn)将高阻值电阻器变成所需的低阻值电阻器。
② 热敏电阻器的代换热敏电阻器损坏后,若无同型号的产品更换,则可选用与其类型及性能参数相同或相近的其它型号热敏电阻器代换。
消磁用PTC热敏电阻器可以用与其额定电压值相同、阻值相近的同类热敏电阻器代用。例如,20Ω的消磁用PTC热敏电阻器损坏后,可以用18Ω或27Ω的消磁用PTC热敏电阻器直接代换。
压缩机起动用PTC热敏电阻器损坏后,应使用同型号热敏电阻器列换或与其额定阻值、额定功率、起动电流、动作时间及耐压值均相同的其它型号热敏电阻器代换,以免损坏压缩机。温度检测、温度控制用NTC热敏电阻及过电流保护用PTC热敏电阻损坏后,只能使用与其性能参数相同的同类热敏电阻器更换,否则也会造成应用电路不工作或损坏。
③ 压敏电阻器的代换压敏电阻器损坏后,应更换与其型号相同的压敏电阻器或用与参数相同的其它型号压敏电阻器来代换。代换时,不能任意改变压敏电阻器的标称电压及通流容量,否则会失去保护作用,甚至会被烧毁。
④ 光敏电阻器的代换光敏电阻器损坏后,若无同型号的光敏电阻器更换,则可以选用与其类型相同、主要参数相近的其它型号光敏电阻器来代换。光谱特性不同的光敏电阻器(例如可见光光敏电阻器、红外光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器),即使阻值范围相同,也不能相互代换。
⑤ 熔断电阻器的代换熔断电阻器损坏后,若无同型号熔断电阻器更换,也可以用与其主要参数相同的其它型号熔断电阻器代换或用电阻器与熔断器串联后代用。
用电阻器与熔断器串联来代换熔断电阻器时,电阻器的阻值应与损坏熔断电阻器的阻值和功率相同,而熔断器的额定的电流I可根据以下的公式计算得出:I=√0.6P/R式中P-原熔断电阻器的额定功率;R-原熔断电阻器的电阻值。
对电阻值较小的熔断电阻器,也可以用熔断器直接代用。熔断器的额定电流值也可以根据上述的计算公式计算出。
3、容量可比原值相差+/-20%
4、铁片电容只要颜色大小一样就可以代换
5、晶振两引脚上的稳频电容要原值(原位置)代换,可找另一块主板上的相同位置的电容代换。
延伸:电容替换时需要考虑哪几个参数?
如果电容发生故障,通常的解决方法就是找同规格的新电容替换。但是找不到同规格的电容怎么办?
要注意不同属性电容的更换,例如:陶瓷电容器和纸介电容要相互更换,则一定要在容量、耐压、不限体积的条件下进行。此外,我们也要考虑更换的费用,把价格计算进去。当然在没有条件限制,同容量高耐压电容可以替代耐压低的电容,误差小的电容可以替代误差大的电容。
当然除了不同电容之间的替代,我们还要考虑到耐压值、容值、耐温、尺寸、类型等参数。
1、若耐压不同,电容种类及其他参数均相同,则高耐压电容可替代耐压低的电容,100V的电容器就可以取代50V的电容器,且耐压余量较大,使用更安全。有一点要注意:同一种电容,耐压值越高电容尺寸就会越大,我们在选择高耐压电容器的时候也要想到尺寸是不是符合要求。
2、电容种类很多,常见的是电解电容、薄膜电容、超级电容。电容的作用方式也不一样,就连电解电容、钽电容也需要区别。各种电容,在某些应用中是无法替代的。例如单相交流电动机上接的启动电容,不能用普通CBB22电容代替,不同类型的电容,尽量不要更换。
3、耐压选择一定要留下足够的余量,为了使电容能够可靠、稳定地工作,电容的耐压性一定要大于工作电压的1.5倍。
4、普通电容误差范围为±5%(J)、±10%(K),若电路对电容容量精度标准极低,可采用不同误差范围的电容。若电路对电容精度有较高的标准,则只能采用容量误差小的电容。
5、不同稳定的替换。为了使电容能够可靠稳定地工作,有必要在电容的耐温性上留下一定的余量。如果工作环境温度高于60℃,最好选择105℃耐温电容。如果电路温度不高,可以用不同的耐温电容代替。
总而言之,电容的替代品可以找更高品质的电容替代是可以的。
1、电感线圈必须原值代换(匝数相等,大小相同)。
2、贴片电感只须大小相同即可,还可用0欧电阻或导线代换。
1、线圈电压必须一致(否则换上后会烧坏电压);
2、常开常闭触点数最好一致(如果够用,不一致也没大问题);
3、主触点电流要大于等于原来继电器的额定电流。
4、继电器替换还需要考虑尺寸大小。
连接器非标准件的替换需要考虑的因素比较多。
1、插头和插座是相同厂商可以避免混用可能出现的风险,如要混用需注意替换相关事项。
2、比较关键的是界面尺寸的标准一致性,节点排列尺寸,接触偶接触长度,头座插合配合尺寸。可以通过结构分析,测量插合尺寸,根据产品特点和使用环境进行考核试验。除了尺寸,还有插合力分离力,介质耐压,振动,接触电阻等等。
3、连接器替换除尺寸外,还要考虑具体什么类型(圆形、矩形),功能(传输的信号),使用环境,接触件种类等等。
4、对可靠性要求高时甚至要求考虑材料、工艺等,还要注意各种使用环境(条件下)的互换性,啮合力等,许多情况下,材料不同,热胀也不同。加工精度不一致,工艺要求也不同。