拆解维修一个7口USB hub

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朋友寄来一个7口USB hub。据他的介绍，在调试电路板的时候，板子外接的12V电源短路了，然后电源、XDS仿真器、逻辑分析仪、包括这个HUB都没能幸免于难，而且电脑也不能开机了。放了一晚上之后，电脑可以开机了，但是连接HUB的USB好像是挂了，而且HDMI接口连接的显示器也挂了。可以说是一锅端了。

HUB是上面这个，七个3.0接口，还有一个开关。

顶端是上行USB口和DC供电插口。

根据这个HUB的适配器参数来看，这DC口供电是5V。

背面的铭牌上的型号是CR116，这个铭牌贴纸下面藏了一个螺丝。

拆解非常容易。

先看电路板背面。最主要的器件是两颗VLI的4口USB 3.0 HUB芯片。

芯片的具体型号是VL817-Q7，封装为QFN-76，9x9mm的尺寸。这是一款符合USB 3.1 Gen 1标准的集线器控制器，主要作用当然就是把一路USB3.0扩展为4路USB3.0接口。支持超高（5Gbps）、高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）设备的任意组合。而且内部也集成了5V DC-DC开关稳压器，可以有效降低BOM成本。这个芯片还有另外一个分装是QFN-56，支持扩展2路USB3.0接口。外部一个25MHz的晶振提供振荡源，这个晶振的起振电容布局比较合理，外面也有一圈完整的包地，我拆解过很多产品，很随意的把电容放在晶振的后面。

接口电源上也有贴片自恢复保险丝。

12V DC电源入口处有一个SOP-8封装的PMOS用来做防反接。

USB差分走线拐角采用了圆弧走线，个人认为这种走线方式比45度拐角更靠谱，走线宽度完全相等，避免了阻抗不连续。对于USB3.0走线，只需要保证组内差分等长走线即可，TX、RX、2.0信号不用做组间等长。

再来看看板子正面。最明显的自然就是这7个USB3.0连接器了。

给USB3.0连接器来个特写。用的是这种卷边的连接器，插入会比较丝滑。信号舌片非常干净，而且没有什么划痕，看来插入次数不是很多啊。

在VL817-Q7的底部有一个直径1.5mm左右的金属化通孔，对于尺寸比较大的QFN器件，在SMT回流焊时，由于底部散热焊盘上有大量锡膏融化，而锡膏内含助焊剂，在融化过程中会排出一些气体，需要通过这个过孔来排气，否则焊接冷却之后，内部会形成一些孔洞。

但是这个通孔设计不能过大，否则会有漏锡风险。一般情况下，如果芯片背面器件比较少，可以加一个大的矩形散热焊盘，和过孔焊盘连接，在这个过孔周围再打一些小过孔，用来实现良好散热。

板子上总共有两个SOT23-5封装的芯片，结合周围的电感、电容、电阻可以判断出这是一个DC-DC降压芯片，把输入的5V直流电压降压到1.1V给两颗VL817-Q7提供VCC11引脚所需的1.1V供电。但是其实这个芯片内部是有5V到1.1V的LDO的，设计者没用内部LDO的输出，而是外加了DC-DC降压供电，估计是因为5V到1.1V使用内部LDO降压的话压差太大导致效率太低，芯片使用过程中会发热，所以才使用了外部DC-DC。

按照丝印查找了一下，这个DC-DC有很大概率是拓尔微的STI3408B，这是一颗2.5-6V输入电压范围、1.5MHz开关频率、静态电流40uA的同步降压控制器。

板子正面有7个100uF 10V的电解电容。

另外，每个USB下行口旁边都放了一个LED指示灯，让我看看它这个导光柱是怎么做的。

哦吼，直接没有用导光柱。而是给顶壳上做了一些中空柱，这样电路板安上去之后，LED指示灯刚好被罩在这个中空柱里。

然后通过壳子顶部的这个小孔就能看到指示灯亮灭。这比用导光柱简单很多，而且少设计生产一个导光柱，物料成本低了，装配也更省事了。

DC连接器以及后面的开关按键。

这个按键帽上有一个开关标识，我们来看看结构设计是如何保证这个按键帽不旋转的。

原来这个键帽在一侧多出了一些。

而安装这个键帽的孔洞上刚好也有一面缺了一些，阴阳组合，避免了按键帽旋转，完美了。

以上就是整个HUB的拆解过程，但是事情到这里并没有结束。

我先用万用表测了一下，5V、3.3V、1.1V对地都没有短路，然后找个5V电源接上去，用热成像仪看了一下，瞬间发现问题。

第一个HUB芯片的温度直接飙升到了98℃。

加上显微镜头甚至可以看清楚是这个芯片的什么位置在发烫。这时候温度已经飙升到106.3℃了。虽然这个温度给手脚冰凉的我带来了一丝温度，但是我依然决定修复它。

先搞清楚它的拓扑，左边是第一个HUB芯片，它的上行端口直接连接到板子的USB输入端。它有一路USB扩展接口给到右边第二个芯片的上行端口。现在第一个芯片内部由于之前的灾难短路了。导致整个板子不能工作， 如果我们把第一个芯片拆掉，然后把第二个芯片焊接在第一个芯片的位置，应该有3个USB扩展口是可以用的。后续再买个芯片贴到第二个HUB芯片的位置即可。

经过一番操作，确实是可以用了。