微星-从主板的USB保护电路设计看品质.docx

微星科技荣获台湾经济部“产业科技发展优等创新企业奖”，作为IT行业板卡一线大厂来说，板卡研发确实不断创新就拿主板上的USB接口供电和ESD保护来说，微星科技就采用当前最新的技术设计和最新的元件    一、各种USB接口供电设计    依据ACPI标准的要求，USB接口要采用2路供电，一路是+5V供电，一路是+5VSB供电当系统在ACPI的S0（系统正常运行）/S1（CPU休眠）二种状态时，USB接口由电源供应器的+5V供电当系统在ACPI的S3（休眠到内存）/S5（系统关闭待机）状态时，USB接口由电源供应器的+5VSB供电这里涉及到2路供电的切换，就是说系统从S0/S1/S2转换为S3/S4/S5状态时，USB接口的供电要从+5V切换到+5VSB    USB供电的切换设计方案目前有三种：手动跳线切换，MOSEFT切换和专用芯片切换现在我们具体看看这三种切换方案    1、手动跳线切换跳线切换+5V/+5VSB实例    上图是是某品牌高端端P45主板板的前置USSB接口，采采用跳线切换换+5V和++5VSB，主主板上带有跳跳线设置说明明当用户需需要使用USSB设备（例例如键鼠）从从S3休眠状状态下唤醒时时，这个USSB设备连接接在哪个USSB接口就要要把这个接口口的跳线设置置在2-3。

设设置跳线后该该USB接口口就一直由++5VSB供供电，无论系系统处于S00/S1还是是S3/S55状态跳线切换+5VV/+5VSSB电路原理理    这种方方案的好处是是节省成本，厂厂家的利润多多一点缺点点是唤醒设备备只能使用跳跳线设置的UUSB接口，不不灵活，会给给用户带来不不便     供电电路路的过电流和和短路保护采采用自恢复保保险丝当UUSB设备出出现故障导致致电流增大或或短路时，保保险丝切断供供电，保护供供电电路不被被过电流烧毁毁    2、MMOSEFTT切换MOSEFT切切换+5V//+5VSBB实例    上图是是另一品牌高高端P45主主板的前置UUSB接口，采采用2颗MOOSEFT切切换切换原原理参见下图图MOSEFT切切换+5V//+5VSBB电路原理    MOSSEFT1用用于+5V，MMOSEFTT1的道通控控制极—栅极极连接+5VV驱动信号MMOSEFTT2用于+55VSB，MMOSEFTT2的道通控控制极—栅极极连接+5VVSB驱动信信号当系统统处于S0//S1状态时时，+5V驱驱动信号为高高电平（+55VSB驱动动信号是低电电平），MOOSEFT11导通，+55V经过MOOSEFT加加到USB接接口。

当系统统处于S3//S5状态时时，+5VSSB驱动信号号为高电平（++5V驱动信信号是低电平平），MOSSEFT2导导通，+5VVSB经过MMOSEFTT加到USBB接口     这种方方案的优点是是可以通过BBIOS设置置依据系统状状态切换USSB接口的供供电来源比比跳线切换方方便     供电电路路的过电流和和短路保护也也是采用自恢恢复保险丝当当USB设备备出现故障导导致电流增大大或短路时，保保险丝切断供供电，保护供供电电路不被被过电流烧毁毁    3、专专用芯片切换换采用专用芯片切切换+5V//+5VSBB的微星P445-plaatinumm    跳线切切换和MOSSEFT切换换是早期的UUSB接口供供电方案，微微星采用最新新的技术成果果—专用芯片片S12专用芯片片原理    S122芯片内部有有切换逻辑电电路，配合SS3#信号状状态，在+55V和+5VVSB之间切切换，当系统统处于S0//S1模式时时，+5V通通过S12给给USB接口口供电当系系统处于S33/S5模式式时，由+55VSB通过过S12给UUSB接口供供电EN信信号可以开启启/关闭5VV输入          S12芯芯片内部有限限流电路可以以限制输出电电流，还有过过电流/短路路保护。

因此此采用S122芯片后，不不再需要自恢恢复保险丝    S12芯片内部具有防静电（ESD）电路，可以承受2KV的静电放电    二、静静电（ESDD）保护设计计    人人体以及一些些物体很容易易带大量的静静电荷，当正正负静电荷接接触时，会产产生放电现象象，静电电压压很高，几百百伏到十几千千伏，放电电电流很小静静电放电经过过半导体电子子设备时，会会击穿半导体体器件，所以以各类半导体体设备都要预预防静电放电电多数USSB设备是便便携式设备，容容易产生静电电，带有静电电的USB设设备插入USSB接口时容容易发生静电电放电，击毁毁计算机内的的元件（芯片片组）所以以芯片组（南南桥）、USSB接口、UUSB设备自自身都要加防防ESD电路路和器件     USSB接口的数数据线（D--和D+）端端加ESD保保护器件，会会提高计算机机防庆典保护护能力一般般在主板的每每个USB接接口附近会看看到一颗6 Pin的小小芯片，这颗颗芯片就是静静电保护芯片片     1、微星PP45 Pllatinuum的ESDD保护设计微星P45-pplatinnum的USSB接口ESSD保护ESD芯片的连连接     从图图中可以看到到ESD芯片片2/5和33/4脚连接接在南桥和UUSB接口的的数据线之间间，平时USSB的数据通通过ESD芯芯片在南桥的的USB控制制器和USBB接口之间传传输。

当USSB接口插入入带静电的UUSB设备时时，静电会在在ESD芯片片内对地放电电，而保护南南桥的USBB控制器    2、其其他品牌主板板的ESD保保护设计其他品牌主板的的ESD保护护设计    从图中中可以看到左左侧的主板没没有ESD保保护芯片，右右侧的主板有有ESD保护护芯片    四、微微星USB接接口供电和EESD保护设设计应用到全全系列主板     前面面以微星的PP45 Pllatinuum主板为例例介绍了微星星USB接口口供电和ESSD保护设计计的先进性和和特色那么么中端和低端端的主板是不不是也采用这这种设计方案案？可以说微微星全系列主主板都采用这这种设计微星P45 NNeo3-FF主板USBB接口供电和和ESD保护护设计微星GG43M2主主板USB接接口供电和EESD保护设设计    五、小小设计大品质质    进进入P45时时代，微星在在CPU供电电方面首先采采用高效低耗耗的第2代DDrMOS芯芯片取代分离离的MOSEEFT设计，在在节能和超频频方面走在主主板行业的前前列在一些些不引人注意意的地方同样样不断更新设设计，采用世世界上最新的的技术设计主主板     微星不愧愧获得“产业业科技发展优优等创新企业业奖”。