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

tianshuihu   2019-3-7 21:43 楼主
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! 1.JPG 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 2.png 搜了一下,确实很像,立即下载了器件手册 3.png 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! 5.png 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 6.png 相应的计算公式 7.png 具体计算可以简化一下 10.jpg 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
8.png
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 9.jpg 100.JPG 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) 11.JPG 给手机充电,电流达到1.8A 12.jpg 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 13.jpg 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! 本帖最后由 tianshuihu 于 2019-3-8 11:35 编辑
  • 4.jpg

回复评论 (7)

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”

15.JPG

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
16.JPG



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
点赞  2019-3-7 22:13
厉害了,
专注智能产品的研究与开发,专注于电子电路的生产与制造……QQ:2912615383,电子爱好者群: void
点赞  2019-3-8 15:04
真棒
5块收
So TM what......?
点赞  2019-3-11 10:47

厉害了,
存储芯片/MCU/SRAM/PSRAM/DDR/FLASH/MRAM。web.www.sramsun.com  QQ3161422826 TEL:13751192923
点赞  2019-3-11 17:10
工程师嘛,就是爱折腾
点赞  2019-3-14 08:25
支持楼主,同为爱好者。
点赞  2019-4-30 11:46
佩服,让我想到了我大学时候的学霸,达哥
点赞  2019-5-8 09:28
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 京公网安备 11010802033920号
    写回复