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前置USB口供电不足的解决方法

[日期:2012-07-16] 来源:  作者:吴军 [字体: ]

 

  现在计算机主板上都提供了几个USB接口,P3的主板上有两个后置的USB接口,另外还提供了两个扩展的USB接口,P4主板上提供的USB接口有的比P3主板还要多。一般来说,主板上不会少于两个扩展的USB接口。我们可以将主板上的扩展USB接口连接到机箱前面板上,使其成为前置的USB接口,这样使用起来就方便多了。
  
  在使用中,人们经常发现,当使用小功率USB设备,如闪存盘,前后USB接口没有太大的区别,可是当你在前置的USB的接口上使用功率稍大的设备时,比如USB外接硬盘,就会发现找不到设备或设备不能正常运行。如果你把USB硬盘接到后置的USB接口上,就能够正常使用了,这是为什么呢?
  
  USB接口有四个触点,分别是电源+5V、数据一、数据+、电源地,USB设备与计算机通过“数据+”和“数据-”
  
  通道进行数据传输,“+5V”、“电源地”具有为外部设备供电的能力。
  
  根据目前通行的USBl.1规范,USB接口可以提供5V±5%的电压为外部设备供电,每个端口最大输出电流为500mA,因此其输出功率不能超过2.25W.超过了这个功率的外部设备就需要配备外置电源。另外,USB规范对外设电源电路的某些相关参数亦有具体规定,例如,为了防止外设接入USB口时的浪涌电流造成主机电源的“毛刺”,外设在接通瞬间从主机抽取的电量不得超过50mA,其电源输入端的旁路电容器容量应在10uF以下。又如,外设电源刚接通时,主机将外设一律作为低功耗装置看待,此时USB口的输出电流上限仅为lOOmA;须待外设向主机发出请求并经主机确认外设为高功耗装置之后,输出电流上限才会提升至其最大值500mA。再如,USB规范允许外设处于“待机”状态并支持“远程唤醒”功能,不过此时外设的静态电流必须小于0.5mA(低功耗装置)或2.5mA(高功耗装置)。
  
  当USB外设功率较大时,主板的USB接口不能提供足够的功率,特别是前置的USB接口,其实际上的供电功率小于后置的USB接口。解决USB接口供电不足有多种办法,有的USB外设多提供了一个PS/2插头或USB插头连线,用双插头取电,如移动硬盘,以增加供给外设的电源功率。如果功率还嫌小,最好的办法是使用外接的USB外设电源。这种外接的USB外设电源,就是在符合USB规范的前提下,根据不同外部设备的要求设计出来的。
  
  还有一种另类的办法,就是直接取用计算机机箱电源的办法。这种办法需要自己动手,因此需要有点电子、电气方面的知识和动手焊接的能力,适合DIY-族。这种方法既不需要使用另外一个插头去连接PS/2口或USB口,也不需要外接USB电源,一般情况下,足可以应付诸如移动硬盘、USB打印机、扫描仪及其它使用USB接口供电的数码设备的需要。
  
  1.直接使用机箱电源给USB设备供电的可行性
  
  标准的ATX电源盒可以输出+12V、-12V、+5V、-5V、+3.3V、+5VSB几组电压,从电路结构上看,是采用“共地”的接法,把“电路地”作为参考点。也就是说,凡是输出的正电压组,都把电路中的“地”作为负极,凡是输出负电压组,都把电路中的“地”作为正极。不管是正电压组还是负电压组,都是以电路中的“地”作为参考电位,所以叫“共地”。既然供电电源是“共地”接法,那么主板上电路的设计也应该是按照“共地”的接法设计的,否则电路就不能正常运行。那么连接在主板上的设备当然也要按照“共地”的接法来连接了。这一点对直接引用主机电源盒中的电源供USB接口使用是很重要的。我们可以按照“共地”
  
  的接法将主机电源盒中的+5V主电源的地线与前置USB接口的“电源地”线相连,电源盒的+5V主电源的正端可直接连接到前置的USB接口上,而把主板上USB扩展插针的+5V电源端断开,就可以正常使用USB设备了。
  
  2.一种改造电路
  
  为了解决前置USB接口的供电功率问题,不少DIY高手们都在发挥自己的智慧,进行有限的改造。如前所述,有使用双USB接口以增加供电功率的,有使用一个USB接口加上一个PS/2(鼠标或键盘口)增加USB供电功率的,当然也有人想到了使用主机电源盒电源来提高USB接口的电源功率的,如下图。

  这个电路是把机箱电源直接并联在前置USB接口的正负电源线上来增加前置USB接口的电源功率。为了避免机箱电源对主板电路电源产生不正常的影响,在通往主板的正电源线的中间串了一个二极管,将主机箱的电源与主板电源电路进行隔离。这个想法是很好的,二极管使用得很巧妙,如果不是出现了下面的情况,确实是一个很好的方案。
  
  曾根据这个电路进行了试验,几乎已经成功了。说“几乎”成功了,是因为改造后曾使用过,当时是正常的。但当再次启动电脑时,电脑却不能启动了。打开机箱,看到主板上的指示灯在亮,有电,可就是启动不了。用万用表测量了USB的接线,在没有启动计算机时,电源盒的+5V主电源应该是没有电压的,但现在却有接近5V的电压,此电压是哪来的?断开电源盒的+5V电源,测量电源盒的+5V主电源无电压,再测量主板上USB连线上却有+5V电压。看来主板待机时USB扩展头上有+5V待机电压,该电压通过串联的二极管传到了主电源的+5V线路上,然后又传到了硬盘、光驱、软驱等设备上,至于是哪个设备有了+5V电源,是功率不足,还是其它什么原因造成主机不能启动,不得而知。但当断开了主板上的USB扩展插针+5V电源后,再将电源盒上的+5V主电源连接到前置USB接口上,主机就能正常启动了。


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第 2 楼
* cctv8500会员 发表于 2015/3/20 10:27:03
ok
第 1 楼
* SZYBS0060会员 发表于 2013/3/31 8:43:15
不错的方法,我已经使用。
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热门评论
* cctv8500会员 发表于 2015/3/20 10:27:03
ok
* SZYBS0060会员 发表于 2013/3/31 8:43:15
不错的方法,我已经使用。