USB Device Over Current 不開機-維修DIY

上週同事跟我說有台電腦開不起來，於是我看了一下畫面，出現 “USB Device Over Current Status Detected !!”，簡單說就是主機板認為USB插孔有短路的現象，造成過電流，所以它會在15 sec後自動關機，連進入BIOS或UEFI的機會都沒有。

爬文看災情

我想這應該不會是個案，所以網路搜尋了一下，果然看到很多災情，從2010年開始就有這類災情，但絕大部分的處理方式都不是我認同的，因為Over Current是硬體的現象，但他們卻不是用硬體的角度來看，只是單純用試誤法Try and Error、軟體觀點、外加經驗談來做分享解決方案，也許曾經有人用過有效，但對我來說，這些方法無法解釋 Over Current 的訊息是怎麼來的，例如：

• 加強接地
  這會跟高頻通訊有關，但與直流的過電流沒有關係
• 試試裸測是否會好
  所謂裸測就是不接機殼單測主機板，如果這樣會好，那表示主機板很有問題，就算裸測好了又怎樣? 沒找到真正原因之前，換一塊主機板一樣有潛在問題
• 重裝BIOS電池
  目的是要將BIOS設定Reset，但只改變設定我不認為會改變過電流的狀態，實際上我試了確實沒用。
• 更新BIOS
  若根本開不進BIOS哪來的更新，除非是拔IC硬燒。根據讀者回饋，雖然系統本身有提供Over current的功能，但只有華碩主機板有做這個保護，技嘉、微星都沒有做，所以只有華碩主機板會跳這個Error。如果主機板硬體有保護USB電流的設計，我就會傾向由硬體來解決
• 檢查USB保險絲是否燒毀
  如果5V的電流保險絲燒毀，那就表示保險絲為了避免短路而犧牲了自己，從此電流流不出去，也不會有短路現象了，但Over current訊息依舊，而我的5V也在，表示這個判斷不正確
• 送原廠維修
  網路上找到的最後一種答案類型，大概就是這種沒營養的答案。如果要送原廠維修，我還需要爬文嗎? 這與作業系統當機時，出現”請與系統管理員聯絡”，是一樣的無用，因為管理員就是使用者本人。

以下是我認同的維修除錯方式，硬體問題當然要硬體解決。

• 檢查USB孔是否5V針腳與地線GND有短路

當然確實有人以上述的方法修好USB過電流的主機板，但可惜的是，這並不是我的Case，顯然我需要的解決方案可能在更深的地方。

簡介 USB Device Over Current

如下圖USB host本身可以供電+5V，萬一USB Port不慎將+5V與地線GND短路在一起，在5V的電源線上會產生非常大的電流，因而將供電電路燒毀，而此時USB Device會因為隔壁的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。

這種因為短路造成USB裝置無法工作的狀況在這裡是不好的情況，但是在電器漏電的情況，我們卻需要這種短路來救命，我先亂入一張圖如下，詳情請看觸電-漏電-如何發生與預防，同樣是短路卻有不同的作用，所以事情都沒有絕對，是看你用在哪裡。

言歸正傳，為了避免燒毀5V的情況發生，主機板的晶片組有提供OC#腳位，也就是Over Current的通知訊號腳位，其中井字號告訴我們低電壓表示過電流，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電路透過OC#通知晶片組USB電源發生短路，進而把USB電源關掉，達成保護的作用。不過上圖只是我個人推測而已，OC#倒底在晶片組裡面啟動了多少東西，其實我不知道。

除了主動關掉電源之外，主機板通常也會額外再加上一個保險絲，以防萬一，通常這種保險絲是可自動復原的，也就是大電流高溫的時候它的電阻會突然升高，而正常時候的電阻會非常小，這樣可以用來保護USB device，如果電流過大也不是沒有真的燒到掛的可能，但這不是這次的狀況。

檢查主機板外觀

以前我修過幾片主機板，大部分是因為爆電容產生問題，但這主機板ASUS P8B75-V相對來說算新，而且用的都是固態電容，在外觀上我完全看不出有異狀。

檢查USB 5V

既然系統說USB有過電流，那我就來看看是否USB 5V是否有短路或是電壓偏低的現象，於是我測量了每一個USB port，但每個Port卻都有足夠的5V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。

實體沒短路，但系統卻收到 over current 的訊息，這個意思就是說，除非我有線路圖，否則永遠別想看到OC#腳位附近的電路。

點位圖-維修的好幫手

要想拿到電路圖，這幾乎是不可能的事情，對原廠來說這算是機密外流。但是對於維修的商家來說，他們還是需要有基本的維修資訊才能進行維修，所以就有了點位圖這種東西，它隱藏了大部分的資訊，只透露電路板兩面的接線名稱，讓店家可以進行維修，避免競爭對手複製。

我剛好夠幸運，在網路上找到有人分享點位圖，而且它遇到的問題跟我一樣是 over current，聽說這種圖一般要花錢買，所以真的很好運。我拿到的點位圖是.fz檔案，它可以由BoardViewer打開，這個程式它沒說是否為Freeware，也沒寫是否為Open source，總之它用起來像個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，因為網路上的資訊有時候不太可靠。結果真的很順利的就把主機板的點位圖.fz檔打開了。

如下圖這就是一個扎扎實實的主機板啊，而且型號還是我手上的這塊主機板，雖然版本差一版，但通常不會差太多，它還是很有參考價值的。

發生 Over Current 的位置

既然有前人已經遇到相同問題，那我就直接參考他的作法，他說是晶片組附近接OC#的排阻有問題。所謂排阻就是把電阻排起來打包成一個元件而已，像下圖就是8pin排阻，它由4個電阻平行包在一起。只是晶片組附近的排阻還滿多的，到底是哪個跟USB有關咧? 那就要找了。

於是我就找了下圖中，所有與排阻URN有關的地方，果然讓我找到OC#的腳位，它位於排阻URN61、URN62上，我標示了其中一個OC#它的全名為S_USB_OC#12，圖中我只簡寫OC#12。前人種樹後人乘涼，有人留下維修經驗我找起來就快多了。

我稍微巡了一下其它排阻，還有其他的USB接線分別標示如下，前面四個是USB2.0，最後兩個是USB3.0。

• S_USB_OC#12
• S_USB_OC#34
• S_USB_OC#56
• S_USB_OC#78
• S_USB3_OC#12
• S_USB3_OC#34

根據點位圖這個主機板共有8組USB 2.0，4組USB3.0，每兩組共用一個OC#監控USB電流，那到底哪個電壓被拉成Low? 我們就來測量看看這6個OC#電壓各是多少。

測量OC#電壓

經過電壓測量，只有S_USB_OC#12的電壓是0.87V，電壓明顯偏低，其餘都是3.27V，所以只有 S_USB_OC#12有問題。還好其餘3組沒問題，因為那三組位於排阻URN81與URN82，雖然在點位圖上看起來沒甚麼問題，但你若對照之前照片的話，會發現URN82剛好被散熱片蓋住，若要施工會需要拆散熱片，那超級麻煩。

接下來剩下的問題就是，為何 S_USB_OC#12 會被拉成這麼低電壓? 我跟據點位圖把OC#周邊的連接方式做了簡單的反向工程，畫出過電流的偵測線路。

原來它其實只是簡單的電阻分壓而已，原理如下圖，5V是來自USB的電源，正常情況之下S_USB_OC#12會依照分壓定律得到3.17V，經過實測其他的OC#腳位電壓是3.27V。如果5V發生短路，那麼OC#的電壓也會跟著往下掉，它不見得會變成0V，但肯定會變低，如此就等同於通知晶片組USB短路了。

所以主機板並沒有真的去測量電流是不是變大，它只是利用短路造成的壓降來通知短路現象，你可以說它很聰明，也可以說它cost reduction，畢竟真正的電流感測器還真有點小複雜，也貴很多。

現在的狀況是5V正常，但S_USB_OC#12電壓卻只有0.87V，所以根據上面的感測線路，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。

動手更換排阻

既然要換就兩個一起換，於是去買了4.7K與8.2K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。

首先要把零件解焊下來，通常是用熱風槍，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焊點PAD，你看下圖中URN61有一個地方沒有亮晶晶，就是那裏掉PAD了。不過通常會掉PAD是因為它空接，無法排掉高溫，只好自己吸收熱量而掛點，但這不影響主機板運作，反正這個點它沒有用。

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

開機測試-USB Device Over Current消失

最後當然又來到緊張的時刻了，換了排阻之後，S_USB_OC#12電壓變正常，理當要能順利開機才是。把電源螢幕鍵盤滑鼠都接好，把電源按鈕按下，然後就不斷地按下DEL鍵，過了幾秒鐘出現UEFI BIOS的畫面，這表示主機板已經不再收到Over Current訊號了，真是太棒啦。

電阻真的壞了嗎

能開機就結束了嗎? 助教很好奇，這兩顆排阻到底阻值是多少，於是動手測量了各別的阻值，說也奇怪它們的阻值都是正常的，一個排阻內有4個電阻，每個都是正常的耶!!! 難道剛才只是單純的冷焊現象? 這已經無從考證，如果再來一次，我應該還是會選擇更換電阻，畢竟我也確實遇過電阻故障的情況。

所以有讀者留言說這個USB overcurrent的機制很容易誤報，技嘉微星都省略不用，只有華碩會用，難怪災情只有出現在華碩主機板上。既然有前人的經驗，我們就可以選擇要不要利用刷新BIOS繞過over current偵測，如果它誤報非常嚴重，這也是一種選擇。

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