先马黑钻1000W电源评测

评价及总结 Rating & Conclusion

电脑硬件功耗不断上涨已经是不可避免的大趋势，从长远的角度来看，千瓦电源迟早会演变成主流瓦数，而玩家们也会面临如何选择千瓦电源的问题。对电源厂家来说，趁着全新12代酷睿CPU或者30系显卡发布的节点，提前布局千瓦大功率电源，是争夺市场份额的好机会。这一年千瓦级电源就这样逐渐多了起来，简单看了一下有一些型号是值得买回来测试的，这几个月我总共买了4、5个回来，应该可以做几期千瓦级的评测，这一期先发布先马黑钻1000W的评测。

这两年先马不断有爆款机箱推出，相比之下先马的电源新品不算多，中高端产品还是以24K金牌为主。金牌、全模组这些是以前就有的，黑钻1000W的出现一下子把全桥LLC谐振、正贴SMT工艺、14cm机身、日系电容、FDB风扇、Fanless模式、双CPU 8Pin供电这些高端规格、特征都拉满。上次刚好赶上预售，原价799，从京东买回来只花了628元。

通过后续章节的测试，可以发现先马黑钻1000W已经具备了挑战第一梯队的性能，电压负载调整率（电压浮动）＜0.5%，实测效率也可以达到80PLUS 115V白金线以上，满载纹波30mV内，动态性能优异。显卡兼容性测试中也能通过所有显卡的测试。它的性能已经是一颗高端白金牌电源的表现，然而卖得比同瓦数的大部分金牌电源还便宜。规格跟价格都很有诚意，兼容性也很好，跟先马打造趣造机箱的思路类似。

短板方面，它的质保时间相对其他一线品牌来说还是稍短，为5年，晶体管也以GlobalPowerTechnology北京泰科天润和Sanrise Tech深圳尚阳通为主，不过这些也正是影响成本和售价的主要因素，我认为有日系的主电容再加上五年质保，面对799甚至有时候不到700元的售价，是可以取舍的。

优点：

– 日系主电容；
– 14cm短机壳；
– 全模组设计；
– 动态性能优异；
– 电压稳定性优异；
– 1000W输出能力；
– 纹波抑制十分优秀；
– 双CPU 8Pin模组线；
– 非常便宜，最便宜的千瓦白金牌；
– 通过FCP 2021年显卡兼容性测试；
– 效率高，80PLUS金牌认证，实测白金牌；
– 400W负载内风扇停转功能，风扇工作静音；

不足：

– 缺少温控按钮切换标识；
– PCB背面元件引脚长度以及做工有改善空间；

外观及规格 Packaging & Spec

2-1. 外包装、外观 Packaging & Exterior

型号：先马黑钻1000

电源本体规格、长度：ATX、14cm
出线方式：全模组 Fully Modular
外包装 ：双层纸盒
包装减震措施：珍珠棉 ：✓
电源本体保护：绒布套
线材收纳包 ：✓，绒布套
开机检测工具：×
中文安装指南 ：✓
魔术贴扎带 ：×
尼龙扎带 ：×
安装螺丝： ✓
特殊配件：无
RGB支持：×
防潮剂：×

2-2. 线材配置 Cables

先马黑钻1000W采用全模组接线设计，主板24Pin套编织网、其余模组线都是PVC材质扁平线材。

AC线材为0.75平方1.4米规格，标准的10A 3脚插头。

模组线材的接口配置和长度可以参考下方的规格表。

2-3. 电源规格 Spec

先马黑钻1000W的规格标签如下，安规型号是KTX-1000-1。支持100-240Vac全幅电压输入。电源采用DC-DC输出设计，12V输出能力为83A/996W，5V和3.3V输出能力各有20A，联合输出能力100W，5Vsb和-12V都是比较常见的配置。

先马黑钻1000W具体的技术规格和线材长度、接口如下：

拆解及分析 Teardown & Component analysis

依照惯例，拆解章节开头是元器件汇总表格。

先马黑钻1000W的散热风扇来自POWERYEAR，型号PY-1225L12S，DC12V/0.2A，FDB轴承，7片弯叶扇叶。风扇靠近出风口一侧加装导流板。

先马黑钻1000W是基于虹冠Champion CM6901T6X (LLC) +  Champion CM6500UNX (PFC)控制的主动PFC+全桥LLC谐振+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC的结构。PCB采用正贴SMT工艺，主要的元器件都在PCB正面，PCB背面没有元件。

PCB背面和外壳中间垫有一片导热垫用于将12V同步整流电路的热量散发出去。

EMI部分，外壳的插座后方子卡配置了1x X电容、1对x Y电容、1个 共模电感。

AC进线区域的EMI部分，从右往左分别是1对Y电容，保险管x1、X电容x2、共模电感x1、MOV压敏电阻x1、Y电容1对，黑色的NTC热敏电阻和继电器在这个角度被整流桥散热片所遮挡。

整流桥为2x GBU1508 ( 800V / 15A )，安装在散热片的两侧。

主电容是nichicon, LGL系列 820μF/400V/105℃型号，对应千瓦的功率，容量规格还可以。

PFC级，PFC MOS管2x 深圳善阳通Sanrise Tech, SRC60R090B (600V / 17.8A @125℃ / 90mΩ )，PFC 二极管为 1x 北京泰科天润GlobalPower, G4S06508AT ( 650V / 13.2A @125℃ )。俯视角度可以比较清楚看到用于抑制开机主电容充电电流的黑色NTC热敏电阻，它的右侧安装了一个继电器，用于开机后旁路NTC热敏电阻，利于提高整机效率。

PFC MOS特写。

PFC级散热片和主电容之间是PFC子板，PFC主控是虹冠CM6500UNX。

全桥LLC谐振电路部分，包含LLC MOS子卡，驱动变压器、谐振电感、谐振电容、主变压器等器件。

LLC MOS为4x Sanrise Tech, SRC60R140B ( 600V / 11.2A @125℃ / 0.14Ω )。LLC MOS使用了TO-263-2表面贴装式封装，LLC MOS子卡进行了打孔协助散热。

LLC主控为虹冠CM6901T6X。

主变压器后方是12V的同步整流和滤波电路，12V SR MOS为6x Sanrise Tech,  SRT04N016L D56G ( 40V / 77A@125℃ / 1.6mΩ )，DFN5*6封装。这部分MOS直接是正贴在PCB正面，利用正面的散热片和风扇气流进行散热，背面则借助导热贴将热量传导到外壳再散发。

12V MOS整流之后是3颗固态电容搭配一个小磁环电感和3颗nichicon电解电容进行滤波。

DC-DC模块，配置为4x InPower Semiconductor, 018N03S ，5V和3.3V各2枚，主控为ANPEC  APW7159C。DC-DC模块背面贴有一大块的铝板进行散热。

DC-DC模块的输出电容。

模组接线板PCB，采用了大量的固态电容作为输出滤波电容。

5VSB待机电路，主控为Excelliance MOS , EM8569，搭配 1x SP1060L ( 60V / 10A )作为整流管。

电源的管控IC为点晶科技的PS113A。

PCB背面，只有走线，没有放置任何元器件。

整体做工还可以，不过有个别电容的引脚偏长。

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1.6。

测试标准1.6除去产品介绍和开箱图赏，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、保护功能测试和动态测试等项目，涵盖了Intel PSU DG 1.42电源设计指导的绝大部分内容，并且新增了噪音和啸叫分析（FCP Noise Analysis）。

根据实际的PC游戏使用需求，500~850W电源加测FCP 电源–显卡兼容性测试项目（FCPG，FCP Gaming Ready），噪音分析和显卡兼容性测试都是独家提供的项目。

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%。

12V电压负载调整率0.49%

5V电压负载调整率0.2%

3.3V电压负载调整率0.24%

4-2. 效率 Efficiency

原先的4-3章节轻载和空载消耗功率现在整合到4-2的效率章节。

开机空载，电源消耗功率8.849W。

230V，30W~100W的平均效率为83.1%，100W-满载平均效率92.62%，峰值效率93.24%@400W，92.04%@1000W满载。

115V，86.69%@100W，峰值效率91.78%@400W，90.13%@1000W满载。

115V，输出10W、12V的极限轻载效率分别为51.3%，55.92%。

80PLUS效率验证

一般能在80PLUS.org查询到证书的电源都能达到该电源所标称的效率要求。本站的测量条件是比80PLUS的3、4个点要覆盖更多工况，所以我通常不进行80PLUS效率验证，除非我测得的数据有异常或者是有争议。先马黑钻1000W的情况比较特殊，在80PLUS官网上标的是白金牌，而实际上我买到的是金牌，所以要按80PLUS证书上的条件重新验证一番才知道是怎么回事。

按照80PLUS认证的设定，115Vac输入，负载同80PLUS证书所设置的一致。先马黑钻1000W测得20%、50%、100%负载的效率分别为91.62%、92.282%、89.972%，符合80PLUS白金牌认证需求的90%、92%、89%。所以先马是拿白金牌电源当金牌电源在卖，这种情况跟当年海盗船HX拿到金牌认证然而标成银牌是一样的。

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

先马黑钻1000W的风扇来自POWERYEAR，型号PY-1225L12S，DC12V/0.2A，FDB轴承，依照电流规格和型号判断转速应该不会太高。

先马黑钻1000W风扇温控切换按钮位于电源AC开关旁边，先马称之为Operation Mode，外壳缺少了对开关状态和温控状态的描述丝印，不过从说明书可以得知按钮按下，风扇会一直持续运转，只有按钮弹起才会有Fanless模式。

在26℃环境下，保持温控开关弹起，达到400W之后，先马黑钻1000W的风扇会间歇性工作，转40秒左右，停25~40秒，达到650W输出之后，先马黑钻1000W的风扇才会进入持续运转状态，Fanless无风扇工作模式区间大约400W。

到满载1000W，风扇转速逐步提高到到1544RPM。

保持温控开关按下，先马黑钻1000W的风扇会以670RPM持续运转，到300W时开始加速，缓慢上升，到500W时转速约1000RPM，到1000W时转速达到1710RPM。

综上所述，先马黑钻1000W的风扇温控调校策略比较均衡，转速中低。

4-3-2. 噪音分析 Noise Analysis

背景噪音25dBA的情况下，先马黑钻1000W的满载噪音值为56.3dBA（10cm距离），无啸叫和异音。主要是风扇的声音。

4-3-3. 满载温度 Temperature

测试为满载10分钟之后关掉电源瞬间，移走风扇，拍下热成像图。室温26℃。

先马黑钻1000W整体发热控制良好，主要发热是在主变压器和同步整流区域，平均温度控制在约43℃的水平。

其中：

框1 电源内部PCB整体发热，最高温度95℃，平均温度43℃左右；
框2 PFC级和整流桥，最高约70℃℃左右，是整流桥区域，平均约45℃；
框3 主电容，平均温度37℃；
框4 LLC级到12V同步整流电路，最高温度95℃，平均温度60℃；
框5 DC-DC子板，平均42.5℃左右；

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%。

先马黑钻1000W能通过5Vsb待机效率的测试。

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，提供下方850W 的12V-5V/3.3V交叉负载图表供参考（1000W的趋势同理），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。

先马黑钻1000W的交叉负载电压表现：

先马黑钻1000W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。

本次测试不仅选择了此前我们常用的8个档位（50W代表桌面待机的情况，100W代表办公和上网时的情况，超载代表高端单显卡游戏的情况，满载和拉偏则是测试电源各路最高负荷时的情况。超载纹波是考验电源在120%超负荷工作时的纹波情况），而是同均衡负载一致从50W轻载覆盖到120%超载，另外再加上12V、5V和3.3V极限拉偏。

满载纹波的条形图与Intel规格上限对比，数值越低越好

示波器截图

下图分别为电源的低频、高频纹波截图，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，电源处于满载状态。

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。

先马黑钻1000W的开机Inrush Current浪涌电流测得164A Peak-Peak，114A Max。电源工作正常，没有元器件烧毁。

4-7-2. 开机时序 Rise Time

开机时序，也称之为上升时间(Rise Time)测试，主要是电源开机时各组电压的启动时序是否符合下图Intel ATX12V标准，T2(12V 5%~95%上升时间)应处于0.2~20ms，T3(12V to PWR_OK)应该处于100~500ms之间，T2、T3超出区间，则开机可能会出现无法点亮的情况。

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。

先马黑钻1000W开机电压平稳，没有异常、过冲，从1.4V上升到11.4V耗时6.218ms，T3为296ms，都能符合Intel ATX12V标准的要求。

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，按照最新的Intel ATX12V v2.52规范，T5 (AC loss to PWR_OK hold-up time)必须>16ms，说人话就是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+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。

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。

先马黑钻1000W的保持时间测试结果如下表：

先马黑钻1000W在满载的情况下可以满足Intel ATX12V的保持时间要求。

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%，目前我们只对瞬变幅度大、变化率高的12V进行测试，±5%对12V来说就是不能超出±600mV的范围。

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，对不同瓦数的电源进行了2档的动态测试，小瓦数电源只进行阶段1的测试，中高瓦数电源增加阶段2的测试:

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。

先马黑钻1000W在动态测试中的情况如下：

@100Hz

Tr1：约1ms，Vpk1：-432mV；

Tr2：约0.9ms，Vpk2：320mV；

先马黑钻1000W在动态测试中的电压过冲、欠冲平均幅度约376mV左右，低于Intel ATX12V ±600mV的要求，电压恢复时间平均约0.95ms，恢复速度较快。

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。

先马黑钻1000W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。

5V OCP测试示波器截图

3.3V OCP测试示波器截图

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，再加上PC上机测试进行双向验证，可以评估电源对CPU、显卡的兼容性情况，即“电源能带多大功耗的显卡”。

测试平台中我们使用华硕ASUS ROG Strix 3090 O24G GAMING和AMD Vega 64LC对电源进行兼容性验证。在2021年底，我也按照Intel ATX12V 3.0的规格继续改进测试程序，使用的测试平台配置如下：

测试部分

先马黑钻1000W的OPP过功率保护触发实测结果为1309W，触发时间约3.5~4.3ms之间，1ms的极限输出能力约1680W左右，足够覆盖目前单CPU和单显卡的功耗需求，经过实测，也可以正常搭配3090显卡运行3D测试，兼容性方面没有遇到问题。