Thinkpad 高级扩展坞40A80045CN拆解 & 小改造(2)

tianshuihu

Thinkpad 高级扩展坞40A80045CN拆解 & 小改造(2) [复制链接]

 

前文说道，扩展坞的USB口输出电压“偏低”

Thinkpad 高级扩展坞40A80045CN拆解 & 小改造(1)
https://bbs.eeworld.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=1070904&fromuid=497448下面继续，尝试改造一下

改造篇

按照我的想法，电源管理部分是：
20V 变换为 5V，分别给每个USB端口供电；
至于大电流端口应该是限流放的宽一点
（回头来看，大方向是对的，只是想的太简单...）

初步看了下，主板正面右部，对应20V电源插座一侧有挺多MOS管和功率电感，Buck降压电路应该就在这块附近了
一眼望去，背部有颗芯片（下图黄色框中）比较像：8脚，常见的Buck电路封装；距电源输入口也比较近，还有一颗贴片自恢复保险丝！

搜索了一下没找到相关资料，但是测了一下，其输入20V 输出也是20V，这么看应该不是了，大概是用作软开关的MOS管

再回到主板正面，仅有一颗小芯片比较像了，就是上图红框里面的那颗
表面丝印“1225B” 或是 “12258”，直接百度没找到什么有用信息

接着灵光乍现，突然想到前一阵收藏的一个网站，可以根据丝印查找器件型号
http://www.ti.com.cn/packaging/cn/docs/partlookup.tsp

搜了一下，确实很像，立即下载了器件手册

封装一致，功能一致，基本是这个没跑了

再看典型应用，确信无疑了！


电路确定，下面看看具体从哪入手
其实这种典型的Buck电路，基本上输出电压都是有两个电阻分压决定的


相应的计算公式


具体计算可以简化一下

R1取下后实测14.93kΩ，要想提高输出电压，计算后可知，需要将其替换为15.8kΩ

接下来就是找电阻替换，手头没有0402封装的15k左右的电阻
那凑合一下在5、6个0603封装的16k电阻中挑一下吧，找到一个15.75k的
粗略算下，可以得到5.186V的输出，还行，那就换吧

成品图



上电试了下，5.18V输出，漂亮，基本符合预期

效率
待机功耗很小，几乎测不出来，偶尔会跳个0.787W（功率计左下角显示为功率值）


给手机充电，电流达到1.8A


直接按功率计数值来看，效率约为 8.857/11.49 = 77.08%
不到80%，好像不怎么优秀

可是按板端电压来算的话
5.18*1.804/11.49 = 81.33%

这个效率还不错，那损失的4%的效率去哪了呢，因为有USB功率计转接，多了插入损耗，其自身也有功耗


去掉USB功率计，可以看出充电功率更大，达到12.24W，按照82%的效率估算，5V输出功率约为10.04W

这下满意啦，至此改造完毕！

tianshuihu

后记
拆开后第一次上电，大概测了下各个USB口的电压：大功率供电口5V左右，USB3.0口 2.5V左右，USB2.0口电压竟然接近0V

下图是改造完成后拍摄的，但是也能看出旁边的USB3.0口“没有输出”



第一次见到这种现象我还以为是拆坏了？！
但是不应该啊，啥都没动呢！
整个改造期间，一直对这个耿耿于怀

所以改造完成后，马上每个USB口插入U盘试了下，居然所有端口都能正常使用！？
这时再插入USB功率计，输出电压也都有了




后来，又测了功率，看到待机功耗接近零瓦的时候，我才慢慢体会到了这个扩展坞电源部分设计的巧妙：
1.待机时关闭普通USB口的输出，以降低整体功耗
2.插入设备后再对外输出5V电源，每个端口独立可控，即使一个端口故障也不会影响其他设备

之前，一直以为电脑的U口是常态5V输出的，或许普通台式机也不在乎那零点瓦的功耗；
但是面对低功耗的时候，真的每一处设计都需要细细琢磨

懒猫爱飞

厉害了，

ljj3166

真棒
5块收

英尚微电子

厉害了，

阿卡时间段

工程师嘛，就是爱折腾

Snapdragon855

支持楼主，同为爱好者。

阻容感张R

佩服，让我想到了我大学时候的学霸，达哥