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我的超聲清洗儀用了不到兩年就壞了，所以我干脆把它拆了。

我曾經(jīng)修理過(guò)類似機(jī)器，更換了驅(qū)動(dòng)超聲傳感器的兩個(gè)高壓晶體管后就又重新工作了。但同樣的伎倆用在這臺(tái)機(jī)器上沒(méi)有奏效。

我仍然在努力找故障的原因。下面是具體的拆解。

這臺(tái)Fisher Scientific公司的超聲清潔儀由著名的超聲波清潔公司Branson制造。這是一個(gè)簡(jiǎn)裝版本，沒(méi)有裝配加熱器或計(jì)時(shí)器。

雖然我知道沒(méi)水的情況下干燒會(huì)導(dǎo)致電子元器件炸毀，所以使用一直很小心。它被搬到3000英里外，放在潮濕的佛羅里達(dá)州的某個(gè)車庫(kù)用了兩年，似乎正是這個(gè)原因?qū)е缕渫甑暗摹?/p>

這個(gè)型號(hào)有一個(gè)2.5加侖的水箱，對(duì)于我的哈雷摩托化油器來(lái)說(shuō)都足夠用了。它也適用于眼鏡，珠寶和其他需要清潔的東西。水箱側(cè)面的臟屑是由于蒸發(fā)的清潔液、以及加利福尼亞州使用的硬水造成的。我現(xiàn)在使用蒸餾水和Branson MC-3清潔劑。

本機(jī)沒(méi)有強(qiáng)制的風(fēng)冷。相反，它在側(cè)面有些插槽，前后也有插槽，所以自然對(duì)流可以冷卻電路板。當(dāng)我在eBay上買(mǎi)來(lái)時(shí)，機(jī)身就有些污漬，其他污漬是因?yàn)榫嚯x我的氯化鐵電路板蝕刻太近弄上去的。

機(jī)身前面有些未使用的螺絲孔。但側(cè)面不是通過(guò)螺栓，而是通過(guò)內(nèi)側(cè)的blind screws(盲螺絲)附接上去的。蓋子似乎是注射成型的。

機(jī)器后面有四個(gè)螺絲。方形螺母放置在側(cè)蓋中，因此注塑模具有一些昂貴的滑塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)這些特性。組裝本機(jī)時(shí)，別忘了把這些方形螺母放回來(lái)。當(dāng)你拆解時(shí)，不要讓螺母掉在地毯上找不著了。

后板上有一個(gè)鋁盤(pán)，用于擋住EMI（電磁干擾）交流輸入插孔，還有一個(gè)橡膠通孔，用于水箱排水管。白色標(biāo)簽顯示該機(jī)器型號(hào)是Bransonic B5200R。1.5A的額定電流對(duì)于這臺(tái)185W的機(jī)器來(lái)說(shuō)差不多沒(méi)問(wèn)題。紅色標(biāo)簽是一個(gè)多語(yǔ)言的警告。

后蓋的內(nèi)部對(duì)于注模部件來(lái)說(shuō)，顯示出了良好的模具設(shè)計(jì)。我猜其材料是ABS，或ABS-聚碳酸酯混合物。

后面的鋁板上裝有一個(gè)EMI濾波器，用來(lái)保持傳導(dǎo)電氣噪聲不會(huì)從機(jī)器中流出。

輸入EMI濾波器有5A保險(xiǎn)絲。我花了一個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)翹起凹槽后面的小標(biāo)簽，把保險(xiǎn)絲弄出來(lái)。在我給電路板上換了3A的內(nèi)部保險(xiǎn)絲后，這個(gè)保險(xiǎn)絲燒了。

深入研究電路

這是機(jī)器的背面。超聲傳感器是較老的平面壓電型。有一個(gè)電路板和一個(gè)安裝在鋁基板上的鐵芯電感。該面板滑入蓋子上的插槽，當(dāng)您擰緊后面板時(shí)，該面板將被裝緊了。

注意從EMI濾波器到底板上的螺柱的接地線。該螺柱還具有導(dǎo)線，連接到排水管的底部，為水箱提供接地。

設(shè)計(jì)就是這樣的，您可以連接所有部件，并運(yùn)行已打開(kāi)的機(jī)器。我加了一根跳線，將水箱接地，原來(lái)的電線不夠長(zhǎng)無(wú)法接地，我可不想要埋個(gè)安全隱患。盡量不要打破安全措施，這是你不會(huì)觸電的保證。

您可以看到兩個(gè)內(nèi)側(cè)螺絲固定在前面板上。

PCB有兩個(gè)450V FET和一個(gè)交叉連接的變壓器來(lái)驅(qū)動(dòng)FET進(jìn)入振蕩。前面的黃色電感是一個(gè)共模扼流圈。左側(cè)的所有未使用的引腳都用于加熱器、定時(shí)器和此簡(jiǎn)化版本中未使用到的其他功能。

軸向保險(xiǎn)絲與FET一起熔斷了，所以我添加了一個(gè)串聯(lián)保險(xiǎn)絲。盡管替換FET、并檢查所有組件，但我沒(méi)把機(jī)器修好。

于是，為了更好地了解電路，我逆向設(shè)計(jì)了PCB，并畫(huà)出了這個(gè)原理圖。

2.2μF的電容不足以制造直流總線，電路必須通過(guò)120Hz整流交流輸入、來(lái)調(diào)制成40kHz輸出。這是一個(gè)合理的設(shè)計(jì)權(quán)衡。它提高了功率因數(shù)，避免使用大的、昂貴、不可靠的鋁電解電容器。

鐵芯電感器提供阻抗，傾向于清除壓電傳感器雜亂的阻抗波動(dòng)。像晶體管一樣，輸入阻抗隨施加頻率的變化很大。

有了這個(gè)原理圖，我開(kāi)始用我的LeCroy示波器探測(cè)PCB，嘗試弄清楚故障的原因。

我已經(jīng)檢查了所有的二極管、電阻和電容器，也替換了FET。

我很難相信鐵芯電感器短路， 磁性一直都是連續(xù)的。除了逆向工程原理圖外，我layout了一個(gè)替換PCB。如果還找不出問(wèn)題，我就打算去打塊新板子。這機(jī)器要賣為400至700美元，所以我還是舍不得丟掉。

（原文發(fā)表于EDN美國(guó)版Teardown: Reverse engineering an ultrasonic cleaner，胡安編譯）