从USB保护电路看TP的设计与做工（追加ESD元件照片）

big-eblis

大家知道，迅驰I的855芯片组，很容易因为使用劣质USB设备而烧南桥。但是为什么这种现象最多见于THINKPAD的T40/T41/T42/X40，而其它品牌的就不多见呢？
本人搜集了几份各时代的TP图纸，截取其中的USB输出部分，发现了一个很有意思的规律！

首先登场的是P4版本的R40：



R40的USB接口电路，设计严谨考究，有完善的ESD电路和过流保护电路。

然后是T40:



遗憾的是，T40的USB接口电路就缩水严重了。虽然设计了ESD电路，但是这些元件都被打上了NO ASM（不安装）的标记。实际拆机的结果也证实了这点－这些元件都没有安装

最近很热的X40：



和T40一样，虽然设计了，但都被打上了不安装的标记。不过X40有个增强型USB接口，可以提供额外的16V电源给外设。这个16V电源倒是有过流保护的。

接下来是T43：



一切同T40一样，甚至连USB电源过流保护都没了（恶劣的是并不是设计了然后不装，而是根本就没设计，就弄了一自复式保险代替了－台机主板最爱的方案）。没出现大量烧南桥的现象，大和应该感谢INTEL的915芯片组很强壮！

然后是T60（图太大压缩了下，不清楚见谅）：



很高兴的看见，大和终于认识到USB回路保护的重要。虽然右边那两个USB仍然没有保护元件，但至少左边那个有了。同时也重新使用了专用的USB供电保护元件。

最后是X60：



这个就和R40差不多了，很完善的保护。

从USB保护电路的变迁，那些只会一昧指责联想缩水的，作何感想呢？要知道这种细节一般用户是完全不可能发现的。

最后，说一下T4/X4的USB保护，看见论坛有人说加内置USB PCMCIA卡，然后飞信号线到USB口来保护南桥。虽然这样做有效，但是难度比较高，而且要占用一个PC卡槽。主板上飞线也对稳定性不利。其实对于这些机器，有个很简单的办法，就是把设计有的，实际没安装的ESD元件补上（PCB上有安装位）就可以了。这些元件在深圳还是可以找到的。

很多人不知道ESD元件长什么模样，俺在家里翻了下，找到两种，给大家看看

第一种，R40/X60上面用的那种



红圈圈起来的就是

第二种，很老式的TP上发现的，用在并口上。



这一排都是

至于可以安装在T4上使用的ESD元件，我这里没有找到（有的话早就安到T43上去了  ）

[ Edited by  htttg on 2011-4-2 15:52 ]

powerpc970

好文，收藏了，特别是那些电路图
还有

QUOTE:

实对于这些机器，有个很简单的办法，就是把设计有的，实际没安装的ESD元件补上（PCB上有安装位）就可以了。这些元件在深圳还是可以找到的。

能不能发个简单的教程啊？

kyo1059

分析的好，用实际论据来证明联想并没有糟蹋thinkpad，给那些盲目崇拜ibm的人打了一个响响的耳光。

big-eblis

教程就是：购买图纸标记的元件，拆机安装到PCB上（从USB插座走线找，有元件空位的地方，标号一样就是了），完工！

Haocan

我说版主怎么设个这么高阅读权限的帖子存心不让人读，原来是在潜心编写。

对这个没认识，遇到过一次USB莫名其妙过流，然后自动咔嚓，怎么也开不了机。
直到我把电池拆下来再装上去才正常，一看还消掉我一些电量。
感谢上帝，似乎我的855主板还是应该预留了元件位。

[ Edited by  Haocan on 2008-3-9 02:27 ]

夜雨灯

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2008-3-9 01:51
实际没安装的ESD元件补上（PCB上有安装位）就可以了。这些元件在深圳还是可以找到的。

这个工程大不大？还有，显卡虚焊的问题，有办法预防吗？

Drifter

X6哪个USB口的供电强些?

Haocan

QUOTE:

Posted by Drifter on 2008-3-9 02:26
X6哪个USB口的供电强些?

Drifter要在这个口上SATA移动硬盘了。

frankkie

楼主真是太强了.这样的资料我好好收藏

big-eblis

焊接很简单的，就是这些元件可能不是很容易找，而且购买SMD元件一般都有数量要求－至少2个是肯定不卖的。

big-eblis

查看了供电IC的规范，发现不存在供电加强的说法，两只供电IC都规定了每路最大电流不得超过0.9A。

[ Edited by  big-eblis on 2008-3-9 02:38 ]

davidszu

不知道X41和X40有没有不一样?

tOODayS

原因就是因为现在小黑是民工机,一分钱一分货,不要指望联想能做出电视中的SONY啦.

dudandan36

版主太辛苦了。这么晚还都没有休息。学习一下。有空动手自己焊接下

zhangmh619

比较难理解的行为

big-eblis

你这个就是典型的USB过载，因为没有保护IC，只依靠自复式保险丝来实现简单的保护响应偏慢，因此VCC5M过流，使得主电源变换控制IC自锁无法开机。
这时的确只有断开所有电源后才能恢复。运气不好就挂了！

Drifter

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2008-3-9 02:33
查看了供电IC的规范，发现不存在供电加强的说法，两只供电IC都规定了每路最大电流不得超过0.9A。

[ Edited by  big-eblis on 2008-3-9 02:38 ]

0.9已经超规范了 如果能到0.9的话已经很好了.

是不是三个口都可以到0.9?

big-eblis

你理解反了吧？

Haocan

QUOTE:

Posted by Drifter on 2008-3-9 03:02
0.9已经超规范了 如果能到0.9的话已经很好了.
是不是三个口都可以到0.9?

估计能上0.6A，你的SATA就完全跑得起来了。

big-eblis

X60每路USB输出的最大短路电流是0.9A（到了这个数值肯定要保护的。它的意义在于，即使你把USB口短路了，电流也不会超过0.9A，这样起到保护前端的作用），还有一个参数是0.5A，这才是可以稳定输出的电流－比T60的1A小了很多

Drifter

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2008-3-9 03:05
X60每路USB输出的最大短路电流是0.9A（到了这个数值肯定要保护的。它的意义在于，即使你把USB口短路了，电流也不会超过0.9A，这样起到保护前端的作用），还有一个参数是0.5A，这才是可以稳定输出的电流－比T60的 ...

你说的T60的1A是短路电流还是可以稳定输出的电流?

big-eblis

稳定输出电流1A，短路电流是1.5A

Haocan

QUOTE:

Posted by Drifter on 2008-3-9 03:06
你说的T60的1A是短路电流还是可以稳定输出的电流?

我理解为X60正常输出0.5A，但超过0.9A才启动过流保护。
T60正常输出1A。

似乎0.5A是USB的标准电流啊。

big-eblis

不是，后来出的标准都可以到1A了，0.5A实在小，不够用

Drifter

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2008-3-9 03:09
稳定输出电流1A，短路电流是1.5A

可是我的T60p给我的感觉USB供电一般. 没有测过短路电流. 但是我有一个元谷的双接口硬盘盒, 对供电要求较高. T41p可以带动, 但T60p根本完全硬盘转不动(转一下停一下).

Drifter

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2008-3-9 03:12
不是，后来出的标准都可以到1A了，0.5A实在小，不够用

不是说USB2.0后的标准是0.7A吗?

zyq

不顶对不起毛主席

big-eblis

但是根据TPS2065的规范，稳定输出的电流就是1A，你说的情况，可能是前端还有地方限流了吧

big-eblis

标准是标准
台机主板输出超过1A都没事的很多
这个要看厂家设计了

kkposh

QUOTE:

Posted by tOODayS on 2008-3-9 02:43
原因就是因为现在小黑是民工机,一分钱一分货,不要指望联想能做出电视中的SONY啦.

电视中的SONY是啥玩意。。。