近期因为电脑接口少的问题想要入手一款扩展坞,缺乏经验只好在某乎上进行甄别筛选,网友们还是比较实在,推举了不少品牌,如贝尔金、绿联、倍思、宏碁、联想等。
对于这类在数码3C或者PC里耳熟能详的品牌一般是比较放心,不过在浏览相关评论区的时候,赫然发现「扩展坞烧主板」这个问题被反复提及,以上品牌似乎均有中招。
这就不得不让我心生退意,为了这百来块的扩展坞可能造成千把块的损失,未免有些得不偿失了。不过作为一个泛科技爱好者,这倒激发起了我的好奇心,扩展坞真的会烧主板吗?
为了解开这个谜题,我近期也找了不少资料,以及也找了一些专业搞机的朋友交谈,甚至于还去维修店里问了问老师傅,最后得到的结论是「扩展坞不烧主板」。那到底为什么还会有这样的负面认知呢?今天就跟大家一起好好唠唠,这「烧主板」到底是怎么一回事。
扩展坞与笔电的连接关系:传输/供电的桥梁
随着Type-C接口的普及,凭借着其既能传输数据/视频信号又可充电的兼容特性,几乎统一了整个笔电市场,尤其是苹果Mac上仅存了C口。不过也正因为此,目前烧主板的问题也都聚焦在了C口系列的笔电上。
为何一个普普通通的接口会造成“烧主板”问题?这个要先从Type-C接口本身来了解。
Type-C插座端本身是有信号输出以及充电协议的支持,而同样的Type-C插头(扩展坞连接线)也是同样分为两个部分,一个是数据信号的传输和转换,另一个就是电信号的传输。
Type-C插座端-连接电脑主板
Type-C插头端-扩展坞接口
二者进行连接时会有数据以及电信号的互通。首先是数据信号,通过将Type-C口的USB/DP信号通过不同的芯片扩展或者转化为各种信号,使扩展坞拥有各种功能的接口,例如HDMI、USB、SD/TF、RJ45等接口功能,在扩展的设备输出电流在电脑的保护范围之内时,扩展坞各接口可同时使用。
其次是电信号的传输,电信号的传输主要为PD充电功能。而PD充电协议产生的高电压和大电流,也是扩展坞烧主板的重点嫌疑,「别用扩展坞充电」的偏见也是排在前列。
不过在梳理完行业朋友给的扩展坞工作示意图之后,发现所谓的「扩展坞烧主板」真的可以算是一个“中彩事件”。为什么这么说?且听我娓娓道来。
扩展坞工作流程示意图
【1.1】扩展坞与笔电连接时,先由电脑通过扩展坞Type-C口的CC脚与PD协议芯片沟通,握手完成后PD协议芯片获取到电脑支持的充电协议、充电挡位以及充电功率等信息;
【1.2】PD充电器接入后也通过CC脚与PD协议芯片沟通,握手完成后选择和合适的充电挡位(5V/9V/12V/15V/20V)准备进行充电。
【1.3】PD协议芯片通过GPIO口分别打开大功率MOS管,使PD充电器输出的充电电压传输到上行口,给电脑充电。
【1.4】充电器在给电脑充电的同时也在给扩展坞进行供电,所以需要通过DC-DC降压模块将电源适配器输出的高电压(5V/9V/12V/15V/20V),降为低电压(5V/3.3V/1.2V/1V)给扩展坞的芯片及各个接口供电。
这一步的目的是通过降压器件把电压控制在芯片和接口的正常工作范围,不会因为高电压导致芯片损坏及功能异常;
【1.5】PD协议芯片会控制其他芯片,例如HUB、网卡、声卡、读卡器、视频转换芯片等进行复位,让芯片能以设置好的状态工作,减少兼容性问题;
【1.6】USB HUB芯片检测到电脑的USB信号时,自动进行USB信号扩展,扩展的USB信号给到网卡、声卡、读卡器等USB转换芯片,转换成对应的功能,进行USB接口的功能扩展。
需要注意的是在USB A口的输出,经常会遇到USB设备异常(短路或需求电流较大)导致大电流输出,就会触发电脑接口的限流保护,一般的可以恢复,但是有少数是直接损坏电脑主板上的保护芯片;
为了避免这种情况,扩展坞统一要求在USB A口加上过流保护芯片,当 USB A口电流异常,达到过流芯片的保护点时先进行保护,保护电脑的接口。同时过流保护芯片是可恢复的类型,解除USB A口的电流异常后可正常进行使用。
说到这,想必多少能够理解扩展坞与笔电充电时的工作逻辑,事实也能够证明在使用PD充电器通过扩展坞给电脑充电时,扩展坞仅作为PD充电器和电脑之间的“桥梁”,桥头和桥尾各有一道关卡(大功率MOS管),PD协议芯片在确认电脑和PD充电器的协议对接完成后才会打开这两道关卡,起到“一夫当关”的作用。
所以在实际使用中,正常的充电器通过扩展坞给电脑充电,出现问题的概率如同买彩票中奖。同时,好的扩展坞还会在USB口设置一个阀门,电流输出异常时关闭输出,保护电脑接口。
那么说到这,想必大家又有个新疑问,为什么现在的扩展坞都对电流保护做的如此到位,还是会存在烧主板的情况呢?这其中有个点要注意一下,虽然现在产品相关保护愈发完善,但是「扩展坞烧主板」的源起时间,还得回溯到2015、2016年间。
「扩展坞烧主板」的来源
前面讲了,扩展坞本身是不带电源的,所以也就不存在内部有电流电压,只是作为笔电和电源连接的桥梁。
而这个过程中,连接外设,引起电脑损坏的主要原因来源于以下几个方面——过高的静电、较高的浪涌、输入的电源电压高于电脑允许的值、连接的外设造成电脑端子内部引脚相互短路、连接的外设从电脑端口抽取的电流大于电脑能提供的电流等。
针对以上的问题,在2015年扩展坞刚出现时保护措施不够全面,也就导致一系列问题的发生。同时苹果笔记本本身也会有一定的电源保护机制,如果电脑接口在接收到异常电压或者输出异常电流的时候,就会自动触发保护机制。
但由于一般的保护机制的触发也会类似于电脑无法正常充电,从而造成一种电脑主板损坏的现象。普通用户自然没办法自行恢复,只好找到苹果的售后进行维修。
那么烧主板的重点就来了,据我沟通的老师傅来说,因为苹果售后接到相关的问题一般是不会安排具体原因的排查,统一给出的定论就是「主板烧了」,需要更换整个主板。
然后凑巧这一段时间因为某果电脑的某一版本系统对这个接口电压电流异常特别敏感,就导致升级了这一版本系统的果粉产生的问题较为集中,就被统一归为了「扩展坞烧主板」,出于苹果的影响力,再加上各大厂商扩展坞用户基数大,久而久之就造成了「XX扩展坞烧主板」的舆论印象。
整体来说,这几年的技术发展,让各大品牌对于扩展坞的安全保护有了很明显的重视,都在不断提升自家产品的安全性与稳定性,试图让「扩展坞烧主板」这个负面印象成为历史。
不过话说回来,时至今日,还是会零零散散从各大平台看到「扩展坞烧主板」这个现象,是有新问题了?还是某个地方没有保护到位?对于这个问题,老师傅的说法是,方向错了。
电脑端口与Type-C接口的「不友好」连接
文章一开始咱们简单梳理了一下Type-C接口的构造,知道插座端接口是有触点,而这些触点与Type-C接口进行连接即可进行传输信号与充电。
除却以上说的扩展坞本身使用可能造成问题的点之外,我们的注意点还漏了一个地方,那就是电脑本身Type-C插座端的触点。
此前我对此也是一头雾水,为什么接触点会造成「烧主板」的后果,直到我看到了老师傅给我看的端口触点图。
可以很明显的看出,右边正常状态下,触点都是互不干扰,各自分开的。而左边稍微有所磨损之后,能够看出顶端发生变形,相邻触点已经有接触。
尤其是这种状况比较严重的,触点顶端已经发生了变形甚至接触点严重损坏,可想而知当你再去接入电源的时候,无论再好的保护措施都无法确保短路时主板能够安然无恙。
而这个情况一般用户并不了解,也不可能如同老师傅一样将其拆开,自然也不会认为是自己电脑的问题,而把一切原因怀疑为使用扩展坞或者该事故发生时连接的充电器以及其他外设。
长时间地插拔自然会对接触点进行磨损,当然正常状态下厂商都会对插拔次数进行测试,一般正常使用也不会超过那个标准。但奈何每个人的习惯不一样,包括正确的插拔习惯、连接时的暴力移动,不稳固的插拔行为等都会对接口触点进行磨损,挤压变形。
所以当相邻触点进行触碰的时候,就很容易造成短路,让电脑强行进入电源保护机制,一般情况下苹果笔电可以重置SMC,同时按下Control+Option+Shift+电源键,硬件没损坏即可正常开机,如果无法用这个方式开机那就意味着要更换相关的硬件及主板了。
而除了这类拆开能检测出的问题,还有一些诸如元器件老化、内部灰尘沉积等隐藏问题,但相比以上来说,后者只能说是一种概率性的问题。有的人用五六年相安无事,有的人几个月便状况连连。
但对于扩展坞来说,其内部结构并不复杂,只要做好对电源的保护措施,控制好产品的良品率,那么针对「扩展坞烧主板」的相关问题也会越来越少,让大多数人明白,不能片面地去将问题完全归咎于扩展坞,而是更应该多了解实际问题在哪。
同时想要避免舆论误传让消费者知道事实真相,各大笔电厂商也应该负起责任,分析好问题究竟出在哪里,而不是本着站自家产品角度出发,将问题推给外设。这样只能造成一系列误会,同时也给自家产品打上与XX产品不合适的消极标签,百害而无一利。
总结
说到这,我想大家伙应该对「扩展坞烧主板」所发生的原因有所了解了。说白了就是扩展坞本身是不会烧主板的,真正引起烧主板的问题在于输入输出接口异常、端子磨损老化以及笔电内部自身相关原因等。
人言可畏,与其把重心放在这种舆论传播上,更建议大家了解扩展坞的相关知识点,去注意一些使用方式,这样也就能够在不断学习的过程中避免风险。比如正确的插拔方式、养成定期清理电脑接口的良好习惯,这些都将能够有效避免问题再次发生。
虽然凡事无绝对,但我们也同样应该对目前市场上的大品牌有所信心,相信在经历过前几年的风波之后,都会对自家产品进行更进一步的升级,更新的材质、更新的技术、更新的保护措施也将逐步到来,也期待未来「扩展坞烧主板」这个负面印象会烟消云散。
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