微星MSI MEG Ai1300P PCIE5 ATX 3.0电源评测

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测试 Tests

想了解我是如何测试电源，以及测试的电源参数有何意义，可以阅读FCPOWERUP电源测试标准文章『我是怎么测试电源的』，本篇测试基于极电魔方电源测试标准1.7。

除去产品介绍和开箱图赏，测试标准1.7包含电路拆解分析、电压稳定性、转换效率、满载热成像、风扇转速、交叉负载、纹波测试、保持时间测试、浪涌电流测试、开机波形（开机时序）测试、噪音和啸叫分析（FCP Noise Analysis）、保护功能测试和动态测试等项目，涵盖了Intel PSU DG 2.01电源设计指导的绝大部分内容，并且新增了ATX 3.0动态过载测试、电流谐波测试和极轻载测试。

ATX 3.0项目提出的初衷是为了解决显卡峰值功耗，根据实际的情况，合并到FCP显卡兼容性项目放到测试章节最后，包含12VHPWR接口的功率挡位，12VHPWR接口热成像，也都在最后的FCP显卡兼容性项目中。噪音分析和显卡兼容性测试都是本站原创的特色项目。

静态均衡负载数据汇总，负载调整率（Load Regulation）和电压调整率（Voltage Regulation，电压偏离、电压精度）只计额定功率内的数据。

按我们的测试方法，每颗电源在均衡负载测试中都会运行至120%额定功率，也就是在额定功率满载输出的基础上再超载20%。

4-1. 电压稳定性 Load Regulation

Intel ATX12V 2.52规范中对于各组电压的输出调整率（Voltage Regulation）有着明确的要求，在整个负载范围内，+12V、+5V、+3.3V和+5Vsb的输出范围应不超过±5%，对-12V的要求则是±10%。负载调整率Load Regulation则是越接近0代表电压越稳定。ATX 3.0的电压要求范围要宽松一些，12V放宽到-7%到+5%，在这里我们暂时不用ATX 3.0的电压范围来要求电源，上一版本更为严格。

经过测试，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的电压负载调整率如下（只计额定功率范围）：

12V电压负载调整率2.12%。

5V电压负载调整率0.3%

3.3V电压负载调整率0.33%

4-2. 效率 Efficiency

电源开机空载，电源消耗功率9.84W。

230V，30W~100W的平均效率为79.53%。100W-满载平均效率92.13%，峰值效率93.15%@700W，91.65%@1300W满载。

115V，输出2%功率26.47W时效率为70.594%。Intel ATX 3.0对2%负载的最低效率要求是60%，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5可以满足Intel ATX 2.52 / 3.0的要求并且高出不少。

4-3. 风扇转速、噪音测试、温度 Fan Speed, Noise, Temperature

4-3-1. 风扇转速 Fan Speed

风扇转速方面，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5没有设置温控切换按钮，默认全自动模式。在26℃-27℃环境下，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的风扇到了输出650W之后开始工作，起转转速约830RPM，风扇转速提升较为线性，到满载输出时风扇转速基本接近2050RPM。半载之前非常安静，而后半段的噪音开始增加，1000W输出之后噪音较为明显。

4-3-2. 噪音分析 Noise Analysis

测试底噪为22.8dBA，风扇自动，室温26℃左右，测试麦克风距离电源进风口10cm。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5在2%极轻载和30W输出时测得噪音为29.4dBA，由于电源处于极轻载的间歇工作模式下，会有一些轻微高频电流声，也可以从下方FFT图表中看到有几个介于2kHz到16kHz的尖刺。这种情况算是常见，目的是为了优化Intel  ATX2.52的2%极轻载效率而出现。

30W

50W之后电源进入正常的工作模式，电流声消失，此时风扇也没有工作，基本等同于背景噪音，此时测得噪音23.8dbA。

650W，风扇开始工作，测得噪音36.9dbA。

当电源运行到1300W满载时，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的噪音测量为61.7dbA（10cm距离），对应风扇转速接近2050RPM，此时主要为风扇的噪音，中高频部分没有异常电流声。对于一款千瓦级的电源而言，噪音水平属于正常。

4-3-3. 满载温度 Temperature

测试为满载45分钟之后拍下热成像图。室温26℃。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5满载的整体发热平均值在约57℃左右，发热主要集中在LLC电路主变压器到12V同步整流区域。

其中：

框1 电源内部PCB整体发热，平均温度约57℃左右；
框2 主电容，平均约54.5℃；
框3 PFC散热片，平均约43.2℃；
框4  LLC 和12VSR电路区域，平均约82.5℃；
框5  DC-DC电路区域，平均约46.4℃；

4-4. 5Vsb待机 5V Standby

Intel ATX12V v2.4规范中对5Vsb的要求为：待机空载消耗小于1W，在0.1A、0.25A、1A的负载下转换效率应该高于50%、60%、70%。欧洲ErP Lot 6 2013节能规范要求45mA下效率必须高于45%。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5符合欧洲Erp Lot6 2013标准，5Vsb待机效率测试通过。

5Vsb电压：

4-5. 交叉负载 Cross-Load Test

交叉负载是按PSUDG 1.42/Intel ATX12V 2.52电源设计指导规范，结合高功耗核心CPU和高功耗独立显卡、低功耗的ITX/STX平台所设计。

测试总共分为7个档：

为了方便理解，提供850W 的12V-5V/3.3V交叉负载图表供参考，其他功率型号的交叉负载图表也是类似比例，读者可以得知测试的7个档是什么样的输出功率比重。下图的X轴为12V累计的输出功率，Y轴为5V+3.3V的累计输出功率，处于不同的CL负载的时候，12V和5V+3.3V所输出的功率比重也有所不同，对应上表提到的不同工况，以考验电源的电压调整率，即电压有无超界。

同样输出电压的调整率必须在Intel ATX12V规范规定的±5%的范围内，电压调整率越接近0越好，即越接近电压额定值越好。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的交叉负载电压表现：12V、5V、3.3V分别为-1.13%、0.48%和-0.42%，整体表现较好。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的交叉负载电压曲线：

4-6. 纹波及噪声 Ripple & Noise

纹波和噪声(Ripple & Noise)是电源直流输中的交流成分，一部分可能是交流电经过整流稳压后仍然存在的交流成分，一部分则是电路晶体管本身所产生的开关纹波和噪声，如果用示波器观察就可以看到电压像水波纹一样波动，所以叫纹波。过高的纹波会干扰数字电路，影响电路工作的稳定性。

Intel ATX12V v2.52中规定，+12V、+5V、+3.3V、-12V和+5Vsb的输出纹波与噪声的Vp-p分别不得超过120mV、50mV、50mV、120mV和50mV。本测试主要针对12V、5V、3.3V和5Vsb，对-12V不作要求。测试使用数字示波器在20MHz模拟带宽下按Intel ATX12V v2.52规范给治具板测量点处并接去耦电容进行测量。

测试的档位比较多，测得比较细，从轻载到满载到超载120%到拉偏都一一覆盖。

示波器截图

通道1、2、3、4（黄色、青色、洋红、绿色）从上往下依次是12V、5V、3.3V和5Vsb的纹波

2%，26W，此时电源的12V纹波有轻微升高的情况，不过到了50W再次恢复到较低水平。

电源1300W满载，下图分别为电源的低频、高频纹波截图：

4-7. 浪涌电流、开机时序、掉电保持时间 Inrush Current, Rise Time, Hold-Up Time

4-7-1. 浪涌电流 Inrush Current

浪涌电流(Inrush Current)是指电源接通AC交流电的瞬间流入电源的最大瞬时电流，由于对PFC电容进行迅速充电，所以该电流的峰值要远大于正常电源工作状态下的输入电流。过大的浪涌电流可能会损坏保险管、NTC热敏电阻、整流桥、AC开关等器件，严重时会导致空气开关、断路器跳闸。

测试条件为满载、264Vac 63Hz输入、90°开机。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的开机Inrush Current浪涌电流测得190A Peak-Peak，118A Max。电源工作正常，没有元器件烧毁。

4-7-2. 开机时序 Power-on Timing

开机时序，主要是考察电源开机时各组电压的启动顺序、时间是否符合Intel ATX12V标准，在ATX3.1版本中，T1要求是＜200ms，T2(Rise time，12V 5%~95%上升时间)应处于0.2~20ms，ATX 2.4标准的T3(12V to PWR_OK)应该处于100~500ms之间，ATX 2.52、ATX 3.1标准的T3应该处于100~250ms之间，如果超出区间，可能会出现自检失败无法开机或者ALPM无法正常工作。

测试条件为拉满负载开机，使用示波器观察电压有无过冲现象，主要解决一些用户对于电源过压可能损坏主板、显卡之类的担忧。

通道1黄色通道为12V，绿色通道为PWR_OK。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5开机电压平稳，没有异常、过冲，T1为71ms，T2 从1.4V上升到11.4V耗时10.8ms，T3为148ms，开机时序实测可以符合Intel ATX12V 3.0的要求。

4-7-3. 掉电保持时间 Hold-Up Time

掉电保持时间(Hold-up Time)指的是AC掉电后主要的DC电压输出值跌出5%的时间，按照Intel ATX12V 3.0规范，T5 (AC loss to PWR_OK hold-up time)必须>16ms，即就是PWR_OK(Power-Good)的掉电保持时间要大于16ms，同时T6(PWR_OK inactive to DC loss delay)必须>1ms，即DC电压的掉电保持时间比PWR_OK还要多1ms，来保障其他硬件维持运转，总结起来就是PWR_OK必须＞16ms，12V/5V/3.3V等DC电压必须＞17ms。

到了ATX 3.1时期，该标准变得宽松，出现了“双标”的情况，对于100%负载下进行的测试，PWR_OK必须要＞11ms，DC掉压要比PWR_OK多1ms即12ms。对于80%负载下进行的测试，PWR_OK必须要＞16ms，DC掉压要比PWR_OK多1ms即17ms，不过也仅针对ATX 3.1的电源。

有足够长的PWR_OK掉电保持时间，意味着面临16ms以内的AC掉电或者切换到UPS的间隙，电源能够维持电脑运转信号而不至于出现关机或者重启的情况，同时，比PWR_OK保持时间还长的DC保持时间维持了其他硬件的正常工作，掉电保持时间不单对于电源从AC切换到UPS的间隙有益，也适用于其他诸如电网切换等情况。

掉电保持时间的测试条件为电源满载，230Vac输入。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的保持时间测试结果如下表：

我们按严格的满载档进行测试，测得的结果都能满足ATX12V的规格要求，并且余量还要超出不少。

示波器截图及对比：

从上往下的示波器截图依次为12V、5V及PWR_OK的掉电保持时间截图。

4-8. 动态测试 Dynamic Test

由于CPU/显卡功率暴增，在2018年的1.1版本评测标准中我重新加回动态测试(Dynamic Test)。动态测试在Intel ATX12V规范中也称“直流输出瞬态响应测试DC Output Transient Test”。

上面传统的静态测试项目是模拟电脑功耗处于稳态时电源的各种情况。举个例子，电脑满载稳定消耗功率300W，从静态测试结果就可得知，此刻A电源的12V电压在12.038V，输出纹波在9.2mV，风扇转速0RPM。

然而，电脑在实际使用中功耗值总是在不断地变化。比如CPU频率、负载发生瞬变，功耗从PL2瞬间跳变到PL3，保持10ms；游戏中显卡的负载有高达2、300W甚至更高的瞬变。

传统静态测试分析，都是不需要考虑功率动态变化的，然而实际受到电路补偿特性、线路阻抗、元件阻抗等因素的影响，电源的输出电压通常随着负载的增大而略有下降，当负载撤去，输出电压有一个回升的过程。

以下图分析，当负载从I/R-1瞬时跳变到I/R-2时(称为“负载瞬变”)，电源的输出电压会从Vs-1下降到Vs-2，像是下了一层台阶。由于电源的响应速度有限，实际的电压会像下图一样存在一个过冲——回调的过程。这个过程中电压的变化幅度通常要高过电源的负载调整率所显示的电压变动幅度，也就是说，在负载从I/R-1上升到I/R-2的过程中，输出电压先是跌落到比Vs-2更低的电压Vpk1，然后逐渐回调直到稳定在Vs-2。

反之当负载从I/R-2下降到I/R-1时，输出电压会从Vs-2爬升到Vs-1，这个过程同样会出现一个高于Vs-1的上冲电压Vpk2。

我们需要做的就是确保电源在瞬变发生过程中不触发OPP关机、不重启、不发生故障，测量到Vpk1和Vpk2两个上下冲电压幅值。

ATX12V规范中的DC Output Transient Test定义了动态测试中负载变化率是从50Hz到10kHz，电压输出的偏离允许值为±5%，

同时，我们还需要测量电压从负载发生瞬变到电压稳定下来所消耗的时间Tr1和Tr2，我们称之为电压恢复时间(也称电压重建时间)，这一个参数直接反映了电源的动态性能。Intel规范对此参数并无要求。

基于实际的CPU、显卡需求，现阶段我们只对瞬变幅度大、变化率高的12V进行测试，摆幅从3A↔35A，按Intel±5%的要求，对12V来说就是不能超出±600mV的范围。

测试负载变化率分为10Hz、50Hz、100Hz、1kHz、10kHz等5个档。目前以测50Hz、100Hz做为主要性能区分，1kHz、10kHz不强调，若有电压上下冲幅值超标或者波形混乱再单独提出。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5在动态测试中的情况如下：

@100Hz

Tr1：约0.8ms，Vpk1：-200mV；

Tr2：约1.4ms，Vpk2：180mV；

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5在动态测试中的电压过冲平均190mV，符合Intel ATX12V ±600mV的要求，电压恢复时间平均约1.1ms，表现优秀。

4-9. 保护功能评价 Protection Features Evaluation

保护功能测试目前包含过功率测试（OPP, Over Power Protection）、过流保护测试（OCP, Over Current Protection）和短路保护测试（SCP, Short Circuit Protection）。

过功率测试（OPP, Over Power Protection）：电源从接近满载逐步增加输出功率，超载到电源无法工作切入保护状态，不限于重启或者关机，得到电源的过功率保护点，这个过程电源必须能够切入保护状态，如电源没有OPP保护，则可能会炸毁或者损坏其他硬件。

过流保护测试（OCP, Over Current Protection）：Intel ATX12V的强制要求项目，要求电源必须把过流保护点设计在安全电流范围内。触发过流保护时电源的输出应当被切断，推荐的过流保护方案是将电源锁定在关断状态。达到过流保护点之前，电源的接口、线缆和其他组件不应当熔断或者损坏。

短路保护测试（SCP, Short Circuit Protection）：当任何一路输出阻抗小于0.1Ω，电源被判定为短路，必须要进入关闭并且锁定的保护状态。主要的几组输出和5Vsb的短路不应该对电源造成任何损坏，也不应当损坏或者熔断接口、线缆和其他组件。

微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的保护功能测试结果如下，空载保护和浪涌保护根据实际的测试和拆解判定功能正常。

12V OCP测试示波器截图（电流探头存在一些误差，以上表电子负载读数为准）

12V1：

12V2：

12V3：

12V4：

12V5：

5V OCP测试示波器截图

3.3V OCP测试示波器截图

4-10.电流谐波测试Current Harmonic Test

主要测试依据是IEC 61000-3-2/GB 17625.1：低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A），开关电源在工作时会向电网里注入谐波电流，可能会干扰同一电网中的其他设备，比如使得灯具闪烁或者其他电器啸叫。我们借助Chroma 8000对应的测试项目，测量IEC 61000-3-2 Class A和Class D两档，不超出限制的电流上限即可通过。

Class A，Pass。

Class D，Pass。

5. FCP显卡兼容性 FCP Gaming Ready

在科普文『离显卡功耗实标还有多远？峰值功耗与电源关系终结篇』中我对目前显卡峰值功耗问题进行了详细的分析和测试。研究的成果和理论最终成为了本站的特色测试项目——FCP电源-显卡兼容性测试（由于跟显卡运行游戏息息相关，又称之为FCP Gaming Ready ），通过对大量的显卡进行测试掌握它们的功耗规律之后，借助Chroma可编程高速电子负载模拟显卡和CPU的实际使用情况对电源进行动态过载测试，这种使用脉冲动态过载对电源进行测试的方法，比起Intel的ATX3.0还要早起码两年时间。除此之外，测试的电源还会搭配主流和高端的显卡进行测试，双向验证，最终评估电源对CPU、显卡的兼容性情况，即“电源能带多大功耗的显卡”。

这个项目是一直在改进迭代的，在2023年2月份Intel更新了PSUDG 2.01即ATX 3.0的第二版之后，我决定将ATX 3.0的核心项目融合到目前的FCP显卡兼容性项目，毕竟ATX 3.0提出的初衷就是为了解决显卡峰值功耗问题。

所以目前FCP显卡兼容性包含以下的项目：

5-1. 电源的ATX 3.0性能。也就是使用高速电子负载进行测试的部分，不支持ATX 3.0的电源将按传统的动态过载方式测出峰值输出能力。

5-2. 12VHPWR接口供电挡位兼容性情况。主要测试接口是450W挡的还是600W挡的，目前基本没有厂家推出150W和300W挡的设定。

5-3. 12VHPWR线材满载发热情况。使用电子负载拉满600W一小时，使用热成像仪记录发热情况。早期烧毁接口的案例不少见，如果没测试，大部分用户对线材温度的问题心里是没概念的。后期我会取消掉这个项目。

5-1. 电源的ATX 3.0性能

按照PSUDG 2.01文档的内容，支持ATX 3.0的电源必须要达到下表要求的超载输出能力，并且输出电压不得掉出规定的范围才算达标，当然前提是不能炸机和关机。具体到搭配12VHPWR接口的电源，要求超载输出200%额定功率，100μs，5%占空比、超载输出180%额定功率，1ms，8%占空比、超载输出160%额定功率，10ms，12.5%占空比以及超载输出120%额定功率，100ms，25%占空比这4个挡位，另外还要加测12VHPWR接口的3倍动态负载，高负载和低负载的占空比固定在100μs/1900μs，5%。所有这5个挡位都要求12V必须保持在11.2~12.6V（-7%~5%）以内。而另外一边PCIe组织的PCIe 5.0 CEM的要求则更低，12V最低可以到11.04V -8%。

我们看一下微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的测试结果，4挡整机的动态过载加上1挡12VHWR接口单独的3倍过载测试，按Intel PSUDG 2.01 ATX 3.0设计指南，1000W的电源的12VHPWR接口的3倍动态超载是600W到1800W之间来回跳变。这5个挡的12V电压都能处于Intel要求的范围内，欠压幅度不多，表现不错，电源运行正常。

示波器截图，可点击放大：

超载200%，5%占空比

超载180%，8%占空比

超载160%，12.5%占空比

超载120%，25%占空比

12VHPWR接口3倍超载，600W-1800W来回横跳，5%占空比

5-2. 12VHPWR接口供电挡位兼容性情况

本项目使用的显卡测试平台配置如下：

使用微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5搭配4090，运行msi afterburner可以解锁4090的PowerLimit，最高以133%的PL运行，GPU-Z显示显卡的Board Power Draw能达到564.2W，故可以判定这颗电源的12VHPWR接口是一个600W挡接口，达到目前最高的600W档，配合高端显卡不会出现兼容性问题。

5-3. 12VHPWR线材满载发热情况

使用电子负载将微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的12VHPWR-12VHPWR线材拉满600W一个小时，使用热成像仪拍下热成像图。

室温在26℃左右，电源背板插座处温度最高约49℃，线身最高在41℃，远端的12VHPWR插头在40℃。PVC线材适用温度可以到80℃，仍然有余量，测试之后观察接口也没有烧毁或者异常情况。

而同样的测试条件，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的12VHPWR扩展为两个6+2Pin PCIe的线材情况如下：12VHPWR插头温度在54℃左右，远端PCIe插头在41℃左右，线身约45℃。

6. 高温测试 beta

此项目是近期我们引入的新项目，主要考验电源在高温下的工作稳定性。测试条件为电源额定功率标称的工作温度，比如微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5的规格是1300W@40℃，我们就将产品放入温箱中，设定到40℃，让电源满载运行。2小时以及4小时之后读数，记录电源的输入输出值。

测试结果如下，微星 MSI MEG Ai1300P PCIE5在满载2小时和满载4小时时的工作均比较稳定，两次读数没有太大的差异。需要注意的是本次测试的效率包含了转接AC线材的损耗，所以数值会偏低一些。