集线器端口电涌问题的本质就是由于USB供电保护机制被激活而引起的主动断电反应,并不是因为设备本身出现了故障。这主要是由于所连接的设备瞬间功率超过了接口的设计承受能力(比如500mA/900mA的标准),或者是由于接触不良、电线老化或者集线器没有单独供电等原因造成的;Windows系统会弹出窗口来警告并且切断该端口的电源,这是为了防止主板南桥芯片或者USB控制器因为过载而受到损害。这个提示既是一个故障信号也是一个安全保障措施——它告诫我们要检查整个供电链条的安全性:包括USB设备自身的功耗是否符合要求、集线器是否有外部电源供应、主板后面的插槽和前面板上的连线有没有电气稳定的问题等等,在每一个环节都要进行实地检测确认。仅仅点击“不要告诉我USB错误”的选项只关闭了提示信息,并不能消除深层次的风险。

马上进行硬件隔离和基本检查
把所有的USB设备都拔掉之后只留下键盘和鼠标这样的基本外设再重启一下看看有没有电涌报警的声音了。如果没有任何声音的话就说明有问题的是还在链条里边的设备了,在这个情况下要一个个地把它们接上,并且每接一个都要等三十秒钟左右的时间来观察高能耗的东西比如机械硬盘盒、USB声卡、RGB灯光控制器、双屏扩展坞等等。特别是对于那些质量差或者不符合标准的USB-A转Type-C数据线或者是非标准的集线器来说,在这些设备通电的时候很容易造成电压下降从而触发电涌保护机制。如果前置面板上的USB接口一直发出警报声的话就要打开机箱去检查主板前置USB插孔是否有松动、氧化或者反向插入的情况发生,因为这类物理连接不良会导致很大的电阻值进而引起电压偏移过大。
对供电线路和设备选择方案进行改进
首先把高能耗的设备直接接到主板后面的USB插槽里去,也就是原来的Intel或者AMD芯片组自带的USB插槽上边,这样就可以避免因为机箱前面有线缆和第三方集线器而造成的能量损失了。如果一定要用到集线器的话,请一定要选择带有直流5V独立电源适配器的那种,并且要保证它的USB3.0/3.2接口每一路都能提供至少900mA以上的电流输出。根据实际测试结果,在使用没有电源适配器的集线器的时候,当它连接了两台以上的SSD移动硬盘之后就会出现瞬间启动电流超过1.8安培的情况,远远超过了USB2.0标准所规定的最大值,在这种情况下电涌发生的几率可以达到百分之百。对于笔记本电脑用户来说,最好换成雷电4扩展坞来代替传统的USBHUB,因为雷电4扩展坞提供的PCIe通道供电能力一般都在15瓦以上,并且可以同时驱动多个高速NVMe固态硬盘以及一台4K显示器。
第三部分是系统的深层次修复以及和固件一起进行的优化
在设备管理器里找到通用串行总线控制器,在每一个USB根集线器上右击并选择属性,在电源管理选项卡中取消勾选“让计算机关闭该设备以节省电力”的选项;接着依次打开各个USB主机控制器的属性窗口,在高级选项卡下只勾选“不提醒我关于USB的问题”这一项来暂时抑制报警信息,并且要同时更新主板芯片组驱动程序和BIOS固件(可以从主板官方网站下载最新的版本),并且开启XHCI手柄传输以及EHCI后向兼容模式。如果BIOS中有USB供电或者过电流保护等选项的话,请将其设置为开启状态而不要使用自动模式以提高主动限流的准确性。
第四部分 最终判定和硬件更新界限
如果同一个主板上的多个后面的USB口都一直出现电涌报警,并且已经排除了所有的外部设备、电缆和驱动程序之后,基本上可以判断出是南桥供电模块或者USB PHY物理层电路出现了老化或者是轻微短路的情况。这时不应该再强行使用下去了,因为反复的大电流通过可能会加快焊接点虚焊的速度。建议用万用表来检测一下USB接口的VBUS引脚到地之间的电阻值,在正常的状况下应该大于10千欧姆;如果小于1千欧姆的话就说明主板需要送修了。普通的消费者可以直接换上同型号的主板或者升级到支持USB PD 3.1标准的新平台,新平台的电源管理系统具有毫秒级别的电流采样以及动态负载分配的功能,从根本上避免上述的问题发生。
这四个步骤环环相扣,由最初的迅速隔离、电源重建、系统的联动以及硬件检测等环节组成一个完整的循环。



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