U盘结构原理与各组件作用介绍

U盘的结构和原理

        U盘一般由USB接口、主控芯片、FLASH（闪存）、PCB、指示灯和TJA1020壳封装等部分组成，如图1所示。

    USB（通用串行总线）是运用在PC机领域的一种常用接口技术，具有即插即用的特点，U盘的USB接口与电脑连接，是负责数据输入或输出和接入工作电压。              

    主控芯片主要是连接FLASH（闪存）芯片和USB接口，负责备部件的协调管理和下达各项动作指令，并使电脑能自动识别U盘，它是U盘的“司令官”。

     FLASH（闪存）芯片是保存数据的“仓库”，其特点是断电后数据不会丢失，同时又可以快速、反复读写，还具有低能耗和高储存的特色。一般用NAND型闪存，其参数有：页数量、页容量、总容量、v0位宽、频率和制造工艺。

     PCB就是将各部件连接在一起的平台，而指示灯一般指示U盘的工作状态。

     U盘的工作原理是当其和电脑通过USB按口连接时，获取电脑提供的5V工作电压，同时USB插座的数据输入针脚为高电平，数据输出针脚为低电平，电脑接收到这高一低的电平信号后，就向U盘发出准备好的信号。U盘内的主控芯片就调取存储器中的各项信息，通过USB接口向电脑发送数据，电脑接收后会提示发现新硬件，进\U盘后，用户即可用电脑交换信息。

    维修实例

    1、某一品牌的U盘插入电脑后，没有任何反应仅指示灯常亮。

    先拆下U盘的外壳，仔细检查U盘内的电阻、电容、稳压器、晶体振荡器和主图2把新晶体振荡器连接到PCB上控芯片等外观，看是否有虚焊、漏液和破损。如果没有异常，初步判定可能是时钟电路的12MHz晶体振荡器损坏，但一般晶体振荡器的好坏是很难测量的，因此判断其好坏，最常用、最简单的方法就是替换一个同型号的晶体振荡器。焊下旧的晶体振荡器，把新的晶体振荡器通过导线连接到PCB上晶体振荡器的焊点上，如图2所示。把U盘插入电脑后，其指示灯不断闪烁，不久电脑提示已安装完驱动，可以正常使用了。打开U盘，里面的数据依旧完好如初。       

    2、U盘插入电脑后，电脑提示“无法识别的USB设备”。

    电脑有反应，说明U盘的供电电路工作正常，需要查找其他电路。光检查接口电路，用表测量接口电路中数据线的对地电阻，正常时阻值在1000以上，如果不是，可能是接口电路中的电阻或电感等元器件损坏，更换损坏元器件即可。如果阻值正常，再检查时钟电路，用排除法更换晶体振荡器。如果上述检查都正常，就可认为是主控芯片损坏。

     在U盘的实际维修过程中，我们可以通过对供电电路、时钟电路和指示灯电路三方面的检测去分析和判断故障所在。　　

U盘各组件作用

        U盘的结构比较简单，主要是由USB插头、主控芯片、稳压IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH)、PCB板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成。下面来介绍一下它们的各自作用。

　　USB插头：容易出现和电路板虚焊，造成U盘无法被电脑识别，如果是电源脚虚焊，会使U盘插上电脑无任何反映。有时将U盘摇动一下电脑上又可以识别，就可以判断USB插口接触不良。只要将其补焊即可解决问题。

　　稳压IC：又称LDO，其输入端5V，输出3V，有些劣质U盘的稳压IC很小，容易过热而烧毁。还有USB电源接反也会造成稳压IC烧毁。维修时可以用万用表测量其输入电压和输出电压。如无3V输出，可能就是稳压IC坏了。但有一种情况，输出电压偏低，且主控发烫，这时就是主控烧了。

　　还有些U盘会在USB+5V和稳压IC之间串一个0欧姆的保护电阻，此时稳压IC没有5V输入电压就是它坏了。现在许多主控都将LDO集成到主控内部了，所以我们会看到许多U盘都没有外置LDO了，它们都是USB+5V电压直接输入。这种情况就要换主控了。

　　晶振：早期的U盘大多都是用6M的晶振，现在的U盘则普遍采用12M晶振。晶振不耐摔，所以它是U盘上的易损件，最好的维修方法就是用相同频率的晶振直接代换。

　　主控芯片：主控制芯片负责闪存与USB连接，是U盘的核心，我们一般所说的U盘方案就是指主控芯片的型号。量产工具也是与它对应的。有些主控芯片还要输入3V的电压给FLASH供电，保证闪存的正常工作。

　　FLASH焊盘：它的作用是固定闪存，使闪存与主控连接。受外力挤压后容易使闪存与焊盘接触不良，这时会造成电脑上的U盘打不开，无法存储文件等。只要将闪存的引脚补焊一下就可以修复，也即我们常说的拖焊。