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CEM MARS5 微波消解仪磁控管驱动维修（未果及后续）

童心老叟

2020/11/25

日前维修了一台CEM微波消解仪，尝试使用国产元件替代，结果失败。把它理出来，总结一下，以备后来者借鉴。

实验室的老师报修时讲，这台仪器上个月刚修过温度控制部分，没几天又坏了，整机没电。与代理商的维修工程师联系，但他最近很忙需要过一段时间才能上门。

我对实验室老师说，试试吧，这种进口仪器的专用配件不大好配。

仪器外观：

仪器外观仪器标签：

电压220/240V，最大电流15A，电源频率50Hz，最大功率3100W

微波频率2450MHz，微波最大功率1600W。

这是消解仪磁控管的参数，与后面查询的磁控管标签参数可以对应。

一、 故障现象：上电整机无反应，显示屏不亮，各个开关、按钮均无动作。

二、 检测：打开后盖检查供电电源，发现高压变压器次级绕组烧毁。保险管15A开路。整机的开关电源没发现问题。

先依据实物绘制高压部分电路原理（接线）

这部分电路比主控电路（单片机）毕竟简单。而主控电路、显示单元、外周门控、风机均与此故障无涉，就没继续研究。
据此原理图分析，此高压（磁控管驱动）电路与家庭常用的微波炉原理并无太大差异。
检测下列元器件：高压二极管，双向可控硅、灯丝变压器、高压继电器、噪声滤波器、磁控管、转换开关均无问题。高压电容虽然外壳有锈蚀，但容量尚在，应该可以继续使用。
三、分析故障原因：
1、酸雾排除不畅（排风管有泄漏）导致酸雾进入控制电路部分，腐蚀了变压器绕组及其周边的元器件。
2、高压变压器烧毁，导致整机保险管烧毁，进而整机开关电源无输入、输出，所以整机没电，显示屏无显示。
3、当然，海边气候空气潮湿，也有可能导致上述现象。
四、处理过程：
1、买变压器，与CEM公司联系。不提供高压变压器参数，变压器要价很高，不含服务费。领导们认为要价太高，在之前刚换过一个光纤传感器就要了一万余元。
另寻它途！遍寻了国内、国外商家及购物平台均无原装变压器。
还是笨办法，画图，准备根据外形图选购或者定做变压器。

然后翻过头来，查磁控管关键参数，再根据磁控管选变压器。没有参数，变压器不能确定。遍寻国内大小磁控管（家用、工业）供应商、厂家都没有它的参数。

当时想，如果实在查不到磁控管参数，那就只好拆掉旧变压器绕组，测线径、数圈数、做骨架，用它原来的铁芯重新绕制了。不过这过程太麻烦了！

最后在一德国网站查到此磁控管2M262-M11A，功率1500W，频率2450MHz，高压4.5KV。

并且得知此磁控管并非标签所注松下产品，在中国国内没有销售。估计是松下公司为CEM特制的。
据此参数选了一家国产的成品变压器（成品零配件为批量生产，价格相对便宜）：这国产变压器尺寸为135*162*86，体积稍大。好在相差不多，估计安装空间还够。价格2K以内。
2、装机：到货后装机，更换保险管15A,接好线路后，上电自检。
初始自检过程：屏幕有显示了，但是箱内照明灯不亮，开、关仪器仓门后，照明亮，设置参数正常。然后加载微波部分，显示数据正常，转盘电机、冷却风扇、磁控管风扇、箱体排风扇均正常运转。正在暗自庆幸，以为故障排除。
孰料大约1分钟左右，机器后部发出噼里啪啦的异常响声，屏幕不显示了。立即关机。因此时只关注的仪器正面显示屏，竟没发现异常响声来自哪里。
再次更换15A保险后，重复上述步骤，观察高压电路部分，竟然发现变压器部位打火，而后出现上述同样现象。
拆下高压单元，发现变压器高压绕组与铁芯之间打火发黑！表测高压绕组对铁芯短路。变压器是坏的!

不应该出现这种状况啊！变压器出厂一定是没有检测就发出来了。
不合格的变压器只好退货。按理说这高压变压器的技术含量并不高，
看来国内的这些厂家还是要努力提高啊！准备另选变压器生产厂家。
五、后续：

在多次联系其他变压器生产厂家后，仍然不敢相信其产品质量。只好与实验室老师联系，汇报了维修过程及目前仪器的状况：

这台机器马上上课要用，容不得时间再找国内厂家购买新的变压器，其质量无法保证。

而且代理公司的限制，若是买了变压器（即使是他们原装的），你们自己修，再出现其他问题，他们都不管了。

所以，还是请代理公司的人修吧，尽管价格高出太多，也没办法。

最后实验室老师还是请了代理公司来修。

代理公司的工程师将所有与此高压部分相关的元器件都换掉了。高压变压器、灯丝变压器、高压二极管、继电器板、高压电容（三个）。报价2W，折扣后实收1.8W。

六、评价：

实话说，代理公司工程师的维修中，将全部相关元器件都换掉，似乎没有必要。但为了今后考虑（仪器使用年代久远，元器件逐渐老化）其实并无不妥。只是要价太高，对用户来说负担比较重。

另、

这台微波消解仪本质上与家用微波炉原理相同。差别在于程序设置部分和消解罐的专利。

目前国内也有很多厂商在生产，例如北京的中环北方、国环高科……。

但他们的高压部分大多都是用开关电源取代了高压变压器，属于比较现代的技术，质量可靠，重量轻，价格也低了太多。

这也是国内非常难找到同型号高压变压器的原因，没有人再使用高压变压器了。

小结：

虽然此次维修失败，但收获还是有的。

1、高端仪器的电路结构看起来复杂，但它也是由各个常规电路单元（模块）组合起来的。只要针对故障现象，有目的的去解剖分析同样可以将其恢复正常。

2、使用国产的元器件的代换应该可行，价格差距实在悬殊了。当然要保证其产品质量。

分
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sdlzkw007

第1楼2020/11/25

应助达人

深厚的电子电路基础，动手能力强大！

0

JOE HUI

第2楼2020/11/25

应助达人

为楼主点赞，工匠的钻研精神可嘉！

0

Insm_df2f6ec2

第3楼2021/05/30

你好我想问下后边的红色按钮是应该放在显示220的位置还是240的位置啊，我们这个型号跟你的一样，电阻烧了，我随意波动这个红色按钮忘了原来位置在哪里了

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童心老叟

第4楼2021/05/31

应助达人

Insm_df2f6ec2(Insm_df2f6ec2) 发表:你好我想问下后边的红色按钮是应该放在显示220的位置还是240的位置啊，我们这个型号跟你的一样，电阻烧了，我随意波动这个红色按钮忘了原来位置在哪里了

没查到原始的背板外面照片，不过根据原理图分析，应该是在220位置。

提醒一下，无论是使用或者维修，这个转换开关最好都不去动它，通常它是不会坏的。

也修过几台因转换开关位置不对而烧毁的机器，损失很严重。但那都是220--110 v的转换。

最可靠办法是电话咨询厂商工程师。

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wccd

第5楼2021/06/16

应助达人

老师好厉害，佩服。不过有个地方值得商榷，电路图中的双向可控硅MT1（最后接至主变压器220V初级）为什么会连接到高压上（高压电容C3，高压二极管正极，灯丝变压器，磁控管阴极），从原理上讲，这样会烧坏可控硅及变压器相关元件的？

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童心老叟

第6楼2021/06/23

应助达人

嗯。看得仔细！

原始接线的照片查不到了，目前那机器正常，也不可能为此问题再拆机看看。

从道理上讲你的分析是对的，大概是我疏忽了。

因为最后没有修复，在最后整理文档时就没仔细核对细节。也没考虑电路的原理。

这可控硅应该就就是控制主变压器供电的，与高压部分无关。
wccd(wccd) 发表:老师好厉害，佩服。不过有个地方值得商榷，电路图中的双向可控硅MT1（最后接至主变压器220V初级）为什么会连接到高压上（高压电容C3，高压二极管正极，灯丝变压器，磁控管阴极），从原理上讲，这样会烧坏可控硅及变压器相关元件的？

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wccd

第7楼2021/06/27

应助达人

我个人觉得国产质量好的高压变压器是可以胜任此磁控管工作的，对于国产产品来说，几千伏的绝缘应该不是什么问题，也许你的运气不够好，碰到了质量欠佳的高压变压器。

当然也不排除线圈工作时过热，导致绝缘下降最后被击穿的可能性。

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