USB插孔短路讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)的根本原因及解決辦法

上周同事跟我說有臺(tái)計(jì)算機(jī)開不起來，于是我看了一下畫面，出現(xiàn)「USB Device Over Current Status Detected !!」，簡(jiǎn)單說就是主板認(rèn)為USB 插孔有短路的現(xiàn)象，造成過電流，所以它會(huì)在 15 秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)，連進(jìn)入 BIOS 或 UEFI 的機(jī)會(huì)都沒有。

USB device over current 的錯(cuò)誤訊息

爬文看災(zāi)情

我想這應(yīng)該不會(huì)是個(gè)案，所以網(wǎng)絡(luò)搜尋了一下，果然從 2010 年開始就有這類災(zāi)情，但絕大部分的處理方式都不是我認(rèn)同的，因?yàn)?Over Current 是硬件的現(xiàn)象，但他們卻不是用硬件的角度來看，只是單純用試誤法 Try and Error、軟件觀點(diǎn)、外加經(jīng)驗(yàn)談來做分享解決方案，也許曾經(jīng)有人用過有效，但對(duì)我來說，這些方法無法解釋 Over Current 的訊息是怎么來的，例如：

1.加強(qiáng)接地：這和高頻通訊有關(guān)，但與直流的過電流沒有關(guān)系

2.試試裸測(cè)是否會(huì)好：所謂裸測(cè)就是不接機(jī)殼單測(cè)主板，如果這樣會(huì)好，那表示主板很有問題，就算裸測(cè)好了又怎樣，沒找到真正原因之前，換一塊主板一樣有潛在問題

3.重裝 BIOS 電池：目的是要將 BIOS 設(shè)定 Reset，但只改變?cè)O(shè)定我不認(rèn)為會(huì)改變過電流的狀態(tài)，實(shí)際上我試了確實(shí)沒用

4.更新 BIOS：如果根本開不進(jìn) BIOS 哪來的更新，除非是拔 IC 硬燒。根據(jù)讀者回饋，雖然系統(tǒng)本身有提供 Over current 的功能，但只有華碩主板有做這個(gè)保護(hù)，技嘉、微星都沒有做，所以只有華碩主板會(huì)跳這個(gè) Error，那如果主板硬件有保護(hù) USB 電流的設(shè)計(jì)，我就會(huì)傾向由硬件來解決

5.檢查 USB 保險(xiǎn)絲是否燒毀：如果 5 V 的電流保險(xiǎn)絲燒毀，那就表示保險(xiǎn)絲為了避免短路犧牲了自己，從此電流流不出去，也不會(huì)有短路現(xiàn)象了，但 Over current 訊息依舊，而我的 5 V 也在，表示這個(gè)判斷不正確

6.送原廠維修：網(wǎng)絡(luò)上找到的最后一種答案類型，大概就是這種沒營(yíng)養(yǎng)的答案。如果要送原廠維修，我還需要爬文嗎？這與操作系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時(shí)，出現(xiàn)「請(qǐng)與系統(tǒng)管理員聯(lián)絡(luò)」，是一樣的無用，因?yàn)楣芾韱T就是使用者本人。

以下是我認(rèn)同的維修除錯(cuò)方式，硬件問題當(dāng)然要硬件解決。

檢查 USB 孔是否 5 V 針腳與地線 GND 有短路

當(dāng)然確實(shí)有人以上述的方法修好 USB 過電流的主板，但可惜的是，這并不是我的 Case，顯然我需要的解決方案可能在更深的地方。

簡(jiǎn)介 USB Device Over Current

如下圖 USB host 本身可以供電 +5 V，萬一 USB Port 不慎將 +5 V 與地線 GND 短路在一起，在 5 V 的電源在線會(huì)產(chǎn)生非常大的電流，因而將供電電路燒毀，而此時(shí)USB Device 會(huì)因?yàn)楦舯诘?USB 孔正在短路中，電流都往短路的地方跑，造成 USB Device 電壓不足無法工作。

USB 電源的接線方式

這種因?yàn)槎搪吩斐?USB 裝置無法工作的狀況在這里是不好的情況，但是在電器漏電的情況，我們卻需要這種短路來救命，我先放入一張圖如下，同樣是短路卻有不同的作用，所以事情都沒有絕對(duì)，端看你用在哪里。

機(jī)殼接地避免人員觸電

言歸正傳，為了避免燒毀 5 V 的情況發(fā)生，主板的芯片組有提供 OC# 腳位，也就是 Over Current 的通知訊號(hào)腳位，其中井字號(hào)告訴我們低電壓過電流，高電壓表示正常電流，這樣工程師可以利用外部的過電流感測(cè)電路透過 OC# 通知芯片組 USB 電源發(fā)生短路，進(jìn)而把 USB 電源關(guān)掉，達(dá)到保護(hù)的作用。不過上圖只是我個(gè)人推測(cè)而已，OC# 到底在芯片組里啟動(dòng)了多少東西，其實(shí)我不知道。

除了主動(dòng)關(guān)掉電源外，主板通常也會(huì)額外加上一個(gè)保險(xiǎn)絲以防萬一，通常這種保險(xiǎn)絲是可自動(dòng)復(fù)原的，也就是大電流高溫的時(shí)候它的電阻會(huì)突然升高，而正常時(shí)候的電阻會(huì)非常小，這樣可以用來保護(hù) USB device，（電流如果過大也不是沒有燒到掛的可能，但這不是這次的狀況）。

檢查主板外觀

以前我修過幾片主板，大部分是因?yàn)楸?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電容/" target="_blank">電容產(chǎn)生問題，但這主板 ASUS P8B75-V 相對(duì)來說算新，而且用的都是固態(tài)電容，在外觀上我完全看不出有異狀。

發(fā)生 Over current 的主板

檢查 USB 5 V

既然系統(tǒng)說 USB 有過電流，那我就來看看 USB 5 V 是否有短路或是電壓偏低的現(xiàn)象，于是我測(cè)量了每一個(gè) USB port，但每個(gè) Port 卻都有足夠的 5 V 電壓，完全看不出來有被短路的樣子，所有外接 USB 面板的孔也檢查了，全部都沒有短路。

實(shí)體沒短路，但系統(tǒng)卻收到 over current 的訊息，這個(gè)意思就是說，除非我有線路圖，否則永遠(yuǎn)別想看到 OC# 腳位附近的電路。

點(diǎn)位圖-維修的好幫手

要想拿到電路圖，幾乎是不可能的事情，因?yàn)閷?duì)原廠來說這算是機(jī)密，但對(duì)于維修的商家來說，還是需要基本的維修信息才能進(jìn)行維修，因此就有了「點(diǎn)位圖」這種東西，它隱藏了大部分的信息，只透露電路板兩面的接線名稱，讓店家可以進(jìn)行維修，避免競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手復(fù)制。

我剛好夠幸運(yùn)，在網(wǎng)絡(luò)上找到有人分享點(diǎn)位圖，而且它遇到的問題也是 over current，聽說這種圖一般要花錢買，所以真的很好運(yùn)。我拿到的點(diǎn)位圖是 .fz 檔案，它可以由 BoardViewer 打開，這個(gè)程序它沒說是否為 Freeware，也沒寫是否為 Open source，總之它用起來像個(gè) Freeware。

既然有工具、有檔案，那就趕快把 fz 檔案打開，看看是不是真的可以用，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的信息有時(shí)候不太可靠。

結(jié)果很順利地就把主板的點(diǎn)位圖 .fz 檔打開了，如下圖這就是一個(gè)扎扎實(shí)實(shí)的主板啊，而且型號(hào)還是我手上的這塊主板，雖然版本差一版，但通常不會(huì)差太多，還是很有參考價(jià)值的。

主板的點(diǎn)位圖

發(fā)生 Over Current 的位置

既然有前人已經(jīng)遇到相同問題，那我就直接參考他的作法，他說是芯片組附近接 OC# 的排阻有問題。所謂排阻就是把電阻排起來打包成一個(gè)組件，像下圖就是 8 pin 排阻，它由 4 個(gè)電阻平行包在一起，只是芯片組附近的排阻還滿多的，到底是哪個(gè)跟 USB 有關(guān)咧？

網(wǎng)絡(luò)說是芯片組附近的排阻故障

于是我就找了下圖中，所有與排阻 URN 有關(guān)的地方，果然讓我找到 OC# 的腳位，它位于排阻 URN61、URN62 上，我標(biāo)示了其中一個(gè) OC#，它的全名為 S_USB_OC#12，圖中我只簡(jiǎn)寫 OC#12。前人種樹后人乘涼，有人留下維修經(jīng)驗(yàn)我找起來就快多了。

Over current 的發(fā)生點(diǎn)在這里

我稍微巡了一下其它排阻，還有其他的 USB 接線分別標(biāo)示如下，前面四個(gè)是USB 2.0，最后兩個(gè)是 USB 3.0。

S_USB_OC#12

S_USB_OC#34

S_USB_OC#56

S_USB_OC#78

S_USB3_OC#12

S_USB3_OC#34

根據(jù)點(diǎn)位圖這個(gè)主板共有 8 組 USB 2.0，4 組 USB3.0，每?jī)山M共享一個(gè) OC# 監(jiān)控 USB 電流，那到底哪個(gè)電壓被拉成 Low？我們就來測(cè)量看看這 6 個(gè) OC# 電壓各是多少。

測(cè)量 OC#電壓

經(jīng)過電壓測(cè)量，只有 S_USB_OC#12 的電壓是 0.87 V，電壓明顯偏低，其余都是 3.27 V，所以只有 S_USB_OC#12 有問題，還好其余三組沒問題，因?yàn)槟侨M位于排阻 URN81 與 URN82，雖然在點(diǎn)位圖上看起來沒什么問題，但你如果對(duì)照之前照片的話，會(huì)發(fā)現(xiàn) URN82 剛好被散熱片蓋住，如果要施工會(huì)需要拆散熱片，那超級(jí)麻煩。

Over current 故障點(diǎn)的位置

接下來剩下的問題就是，為什么 S_USB_OC#12 會(huì)被拉成這么低電壓？我跟據(jù)點(diǎn)位圖把 OC# 周邊的連接方式做了簡(jiǎn)單的反向工程，畫出過電流的偵測(cè)線路。原來它其實(shí)只是簡(jiǎn)單的電阻分壓而已，原理如下圖，5 V 是來自 USB 的電源，正常情況之下 S_USB_OC#12 會(huì)依照分壓定律得到 3.17 V，經(jīng)過實(shí)測(cè)其他的 OC# 腳位電壓是 3.27 V。如果 5 V 發(fā)生短路，那么 OC# 的電壓也會(huì)跟著往下掉，它不見得會(huì)變成 0 V，但肯定會(huì)變低，如此就等同于通知芯片組 USB 短路了。

Over current 感測(cè)線路

所以主板并沒有真的去測(cè)量電流是不是變大，它只是利用短路造成的壓降來通知短路現(xiàn)象，你可以說它很聰明，也可以說它 cost reduction，畢竟真正的電流傳感器還真有點(diǎn)小復(fù)雜，也貴很多。

現(xiàn)在的狀況是 5 V 正常，但 S_USB_OC#12 電壓卻只有 0.87 V，所以根據(jù)上面的感測(cè)線路，要嘛是 URN62 電阻變小，要嘛就是 URN61 電阻偏高，總之就是電阻故障。

動(dòng)手更換排阻

既然要換就兩個(gè)一起換，于是去買了 4.7 K 與 8.2 K 的排阻，下圖中的 472 就是 47 乘以 10 的 2 次方的意思，也就是 4.7K ohm，822 就是 8.2K ohm。

4.7K 與 8.2K ohm 的 8p 排阻

首先要把零件解焊下來，通常是用熱風(fēng)槍，它的溫度可以把焊錫熔化就能移除零件，但我沒有這種東西，就用烙鐵處理，過程中還不慎燒壞了一個(gè)焊點(diǎn)PAD，你看下圖中 URN61 有一個(gè)地方?jīng)]有亮晶晶，就是那里掉 PAD 了。不過通常會(huì)掉 PAD 是因?yàn)樗战?，無法排掉高溫，只好自己吸收熱量而掛點(diǎn)，但這不影響主板運(yùn)作，反正這個(gè)點(diǎn)它沒有用。

移除故障的排阻

接著就把新買的排阻給焊上去，焊排阻就簡(jiǎn)單多了，只是怕會(huì)短路在一起，這時(shí)就要靠吸錫線了，下圖就是焊好的樣子。

焊好排阻的主板

開機(jī)測(cè)試

最后當(dāng)然又來到緊張的時(shí)刻了，換了排阻之后，S_USB_OC#12 電壓變正常，理當(dāng)要能順利開機(jī)才是。把電源屏幕鍵盤鼠標(biāo)接好，按下電源按鈕，然后就不斷按 DEL 鍵，過了幾秒鐘出現(xiàn) UEFI BIOS 的畫面，這表示主板已經(jīng)不再收到 Over Current 訊號(hào)了，真是太棒啦！

打開電源后順利進(jìn)入 UEFI BIOS

電阻真的壞了嗎？

能開機(jī)就結(jié)束了嗎？助手很好奇，這兩顆排阻到底阻值是多少，于是動(dòng)手測(cè)量了各別的阻值，說也奇怪它們的阻值都是正常的，一個(gè)排阻內(nèi)有 4 個(gè)電阻，每個(gè)都是正常的，難道剛才只是單純的冷焊現(xiàn)象？這無從考證，如果再來一次，我應(yīng)該還是會(huì)選擇更換電阻，畢竟我也確實(shí)遇過電阻故障的情況。

所以有讀者留言說這個(gè) USB overcurrent 的機(jī)制很容易誤報(bào)，技嘉微星都省略不用，只有華碩會(huì)用，難怪災(zāi)情只出現(xiàn)在華碩主板上，既然有前人的經(jīng)驗(yàn)，我們就可選擇要不要透過刷新 BIOS 繞過 over current 偵測(cè)，如果誤報(bào)非常嚴(yán)重，這也是一種選擇。

審核編輯：劉清