USB插孔短路让计算机自动关机的根本原因及解决办法

上周同事跟我说有台计算机开不起来，于是我看了一下画面，出现「USB Device Over Current Status Detected !!」，简单说就是主板认为USB 插孔有短路的现象，造成过电流，所以它会在 15 秒后自动关机，连进入 BIOS 或 UEFI 的机会都没有。

USB device over current 的错误讯息

爬文看灾情

我想这应该不会是个案，所以网络搜寻了一下，果然从 2010 年开始就有这类灾情，但绝大部分的处理方式都不是我认同的，因为 Over Current 是硬件的现象，但他们却不是用硬件的角度来看，只是单纯用试误法 Try and Error、软件观点、外加经验谈来做分享解决方案，也许曾经有人用过有效，但对我来说，这些方法无法解释 Over Current 的讯息是怎么来的，例如：

1.        加强接地：这和高频通讯有关，但与直流的过电流没有关系

2.        试试裸测是否会好：所谓裸测就是不接机壳单测主板，如果这样会好，那表示主板很有问题，就算裸测好了又怎样，没找到真正原因之前，换一块主板一样有潜在问题

3.        重装 BIOS 电池：目的是要将 BIOS 设定 Reset，但只改变设定我不认为会改变过电流的状态，实际上我试了确实没用

4.        更新 BIOS：如果根本开不进 BIOS 哪来的更新，除非是拔 IC 硬烧。根据读者回馈，虽然系统本身有提供 Over current 的功能，但只有华硕主板有做这个保护，技嘉、微星都没有做，所以只有华硕主板会跳这个 Error，那如果主板硬件有保护 USB 电流的设计，我就会倾向由硬件来解决

5.        检查 USB 保险丝是否烧毁：如果 5 V 的电流保险丝烧毁，那就表示保险丝为了避免短路牺牲了自己，从此电流流不出去，也不会有短路现象了，但 Over current 讯息依旧，而我的 5 V 也在，表示这个判断不正确

6.        送原厂维修：网络上找到的最后一种答案类型，大概就是这种没营养的答案。如果要送原厂维修，我还需要爬文吗？这与操作系统当机时，出现「请与系统管理员联络」，是一样的无用，因为管理员就是使用者本人。

以下是我认同的维修除错方式，硬件问题当然要硬件解决。

检查 USB 孔是否 5 V 针脚与地线 GND 有短路

当然确实有人以上述的方法修好 USB 过电流的主板，但可惜的是，这并不是我的 Case，显然我需要的解决方案可能在更深的地方。

简介 USB Device Over Current

如下图 USB host 本身可以供电 +5 V，万一 USB Port 不慎将 +5 V 与地线 GND 短路在一起，在 5 V 的电源在线会产生非常大的电流，因而将供电电路烧毁，而此时USB Device 会因为隔壁的 USB 孔正在短路中，电流都往短路的地方跑，造成 USB Device 电压不足无法工作。

USB 电源的接线方式

这种因为短路造成 USB 装置无法工作的状况在这里是不好的情况，但是在电器漏电的情况，我们却需要这种短路来救命，我先放入一张图如下，同样是短路却有不同的作用，所以事情都没有绝对，端看你用在哪里。

机壳接地避免人员触电

言归正传，为了避免烧毁 5 V 的情况发生，主板的芯片组有提供 OC# 脚位，也就是 Over Current 的通知讯号脚位，其中井字号告诉我们低电压过电流，高电压表示正常电流，这样工程师可以利用外部的过电流感测电路透过 OC# 通知芯片组 USB 电源发生短路，进而把 USB 电源关掉，达到保护的作用。不过上图只是我个人推测而已，OC# 到底在芯片组里启动了多少东西，其实我不知道。

除了主动关掉电源外，主板通常也会额外加上一个保险丝以防万一，通常这种保险丝是可自动复原的，也就是大电流高温的时候它的电阻会突然升高，而正常时候的电阻会非常小，这样可以用来保护 USB device，（电流如果过大也不是没有烧到挂的可能，但这不是这次的状况）。

检查主板外观

以前我修过几片主板，大部分是因为爆电容产生问题，但这主板 ASUS P8B75-V 相对来说算新，而且用的都是固态电容，在外观上我完全看不出有异状。

发生 Over current 的主板

检查 USB 5 V

既然系统说 USB 有过电流，那我就来看看 USB 5 V 是否有短路或是电压偏低的现象，于是我测量了每一个 USB port，但每个 Port 却都有足够的 5 V 电压，完全看不出来有被短路的样子，所有外接 USB 面板的孔也检查了，全部都没有短路。

实体没短路，但系统却收到 over current 的讯息，这个意思就是说，除非我有线路图，否则永远别想看到 OC# 脚位附近的电路。

点位图-维修的好帮手

要想拿到电路图，几乎是不可能的事情，因为对原厂来说这算是机密，但对于维修的商家来说，还是需要基本的维修信息才能进行维修，因此就有了「点位图」这种东西，它隐藏了大部分的信息，只透露电路板两面的接线名称，让店家可以进行维修，避免竞争对手复制。

我刚好够幸运，在网络上找到有人分享点位图，而且它遇到的问题也是 over current，听说这种图一般要花钱买，所以真的很好运。我拿到的点位图是 .fz 档案，它可以由 BoardViewer 打开，这个程序它没说是否为 Freeware，也没写是否为 Open source，总之它用起来像个 Freeware。

既然有工具、有档案，那就赶快把 fz 档案打开，看看是不是真的可以用，因为网络上的信息有时候不太可靠。

结果很顺利地就把主板的点位图 .fz 档打开了，如下图这就是一个扎扎实实的主板啊，而且型号还是我手上的这块主板，虽然版本差一版，但通常不会差太多，还是很有参考价值的。

主板的点位图

发生 Over Current 的位置

既然有前人已经遇到相同问题，那我就直接参考他的作法，他说是芯片组附近接 OC# 的排阻有问题。所谓排阻就是把电阻排起来打包成一个组件，像下图就是 8 pin 排阻，它由 4 个电阻平行包在一起，只是芯片组附近的排阻还满多的，到底是哪个跟 USB 有关咧？

网络说是芯片组附近的排阻故障

于是我就找了下图中，所有与排阻 URN 有关的地方，果然让我找到 OC# 的脚位，它位于排阻 URN61、URN62 上，我标示了其中一个 OC#，它的全名为 S_USB_OC#12，图中我只简写 OC#12。前人种树后人乘凉，有人留下维修经验我找起来就快多了。

Over current 的发生点在这里

我稍微巡了一下其它排阻，还有其他的 USB 接线分别标示如下，前面四个是USB 2.0，最后两个是 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

根据点位图这个主板共有 8 组 USB 2.0，4 组 USB3.0，每两组共享一个 OC# 监控 USB 电流，那到底哪个电压被拉成 Low？我们就来测量看看这 6 个 OC# 电压各是多少。

测量 OC#电压

经过电压测量，只有 S_USB_OC#12 的电压是 0.87 V，电压明显偏低，其余都是 3.27 V，所以只有 S_USB_OC#12 有问题，还好其余三组没问题，因为那三组位于排阻 URN81 与 URN82，虽然在点位图上看起来没什么问题，但你如果对照之前照片的话，会发现 URN82 刚好被散热片盖住，如果要施工会需要拆散热片，那超级麻烦。

Over current 故障点的位置

接下来剩下的问题就是，为什么 S_USB_OC#12 会被拉成这么低电压？我跟据点位图把 OC# 周边的连接方式做了简单的反向工程，画出过电流的侦测线路。原来它其实只是简单的电阻分压而已，原理如下图，5 V 是来自 USB 的电源，正常情况之下 S_USB_OC#12 会依照分压定律得到 3.17 V，经过实测其他的 OC# 脚位电压是 3.27 V。如果 5 V 发生短路，那么 OC# 的电压也会跟着往下掉，它不见得会变成 0 V，但肯定会变低，如此就等同于通知芯片组 USB 短路了。

Over current 感测线路

所以主板并没有真的去测量电流是不是变大，它只是利用短路造成的压降来通知短路现象，你可以说它很聪明，也可以说它 cost reduction，毕竟真正的电流传感器还真有点小复杂，也贵很多。

现在的状况是 5 V 正常，但 S_USB_OC#12 电压却只有 0.87 V，所以根据上面的感测线路，要嘛是 URN62 电阻变小，要嘛就是 URN61 电阻偏高，总之就是电阻故障。

动手更换排阻

既然要换就两个一起换，于是去买了 4.7 K 与 8.2 K 的排阻，下图中的 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 与 8.2K ohm 的 8p 排阻

首先要把零件解焊下来，通常是用热风枪，它的温度可以把焊锡熔化就能移除零件，但我没有这种东西，就用烙铁处理，过程中还不慎烧坏了一个焊点PAD，你看下图中 URN61 有一个地方没有亮晶晶，就是那里掉 PAD 了。不过通常会掉 PAD 是因为它空接，无法排掉高温，只好自己吸收热量而挂点，但这不影响主板运作，反正这个点它没有用。

移除故障的排阻

接着就把新买的排阻给焊上去，焊排阻就简单多了，只是怕会短路在一起，这时就要靠吸锡线了，下图就是焊好的样子。

焊好排阻的主板

开机测试

最后当然又来到紧张的时刻了，换了排阻之后，S_USB_OC#12 电压变正常，理当要能顺利开机才是。把电源屏幕键盘鼠标接好，按下电源按钮，然后就不断按 DEL 键，过了几秒钟出现 UEFI BIOS 的画面，这表示主板已经不再收到 Over Current 讯号了，真是太棒啦！

打开电源后顺利进入 UEFI BIOS

电阻真的坏了吗？

能开机就结束了吗？助手很好奇，这两颗排阻到底阻值是多少，于是动手测量了各别的阻值，说也奇怪它们的阻值都是正常的，一个排阻内有 4 个电阻，每个都是正常的，难道刚才只是单纯的冷焊现象？这无从考证，如果再来一次，我应该还是会选择更换电阻，毕竟我也确实遇过电阻故障的情况。

所以有读者留言说这个 USB overcurrent 的机制很容易误报，技嘉微星都省略不用，只有华硕会用，难怪灾情只出现在华硕主板上，既然有前人的经验，我们就可选择要不要透过刷新 BIOS 绕过 over current 侦测，如果误报非常严重，这也是一种选择。

审核编辑：刘清