先马XP1200 ATX 3.0白金电源评测

评价总结Conclusion 规格外观Spec&exterior 拆解Teardown 跑分Tests

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。在这里我们暂时不用ATX 3.0的电压范围来要求电源。

经过测试，先马XP1200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0.34%，符合宣传的0.5%。

5V电压负载调整率1.51%

3.3V电压负载调整率2.31%

4-2. 效率 Efficiency

电源开机空载，电源消耗功率6.91W，属于比较小损耗的。

230V，30W~100W的平均效率为84.47%，100W-满载平均效率92.64%，峰值效率93.53%@400W，91.5%@1200W满载。

115V，输出2%功率24.5W时效率为73.639%。IntelATX 3.0的最低要求是60%，先马XP1200要比Intel ATX 2.52 / 3.0要求高出不少。

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

先马XP1200是没有温控切换按钮的，默认就是ECO自动模式。在26℃-27℃环境下，先马XP1200的风扇从500W开始工作，起转转速982RPM，可能是由于Fanless时积热，风扇开始工作的时候风扇转速并不是很线性，基本上都在1000RPM左右徘徊，满载输出时风扇转速基本稳定在1537RPM。

4-3-2. 噪音分析 Noise Analysis

背景噪音25dBA的情况下，先马XP1200的在500W输出，风扇刚开始工作的时候测得噪音为38.1dBA（10cm距离），较为安静。

当电源运行到1200W满载时，先马XP1200的噪音测量为58.1dbA（10cm距离），对应风扇转速约1500RPM，此时主要为风扇的噪音，没有异常电流声。对于一款14cm风扇的电源，这个噪音表现是比较好的。

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℃。

先马XP1200满载的整体发热控制一般，整体控制在55℃左右，发热主要集中在LLC电路主变压器到12V同步整流这一区域。

其中：

电源内部PCB整体发热，平均温度55℃左右；
框1 整流桥散热片和PFC散热片，平均61.2℃左右；
框2 主电容，平均约57.3℃；
框3  主变压器和12V同步整流区域，平均84.8℃；
框4  LLC MOS散热片，平均约64℃；
框5  DC-DC电路区域，平均49.4℃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XP1200符合欧洲Erp Lot6 2014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类似，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XP1200的交叉负载电压表现：12V、5V、3.3V分别为0.98%、0.94%和-1.97%，12V和5V相对好一点。

先马XP1200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。其中1450W为超载120.8%额定功率。

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

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1200W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。

先马XP1200的开机Inrush Current浪涌电流测得156A Peak-Peak，108A 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，ATX 2.4标准的T3(12V to PWR_OK)应该处于100~500ms之间，ATX 2.52、ATX 3.0标准的T3应该处于100~150ms之间，如果T2、T3超出区间，可能会出现自检失败无法开机的情况。

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。

先马XP1200开机电压平稳，没有异常、过冲，从1.4V上升到11.4V耗时4ms，T3为134ms，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，按照最新的Intel ATX12V 3.0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XP1200的保持时间测试结果如下表：

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。

先马XP1200在动态测试中的情况如下：

@100Hz

Tr1：约1.9ms，Vpk1：-92mV；

Tr2：约1.8ms，Vpk2：228mV；

先马XP1200在动态测试中的电压过冲平均160mV，低于Intel ATX12V ±600mV的要求，电压恢复时间平均约1.85ms。

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XP1200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（电流探头存在一些误差，以上表电子负载读数为准）

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，通过测试。

Class D，通过测试。

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，在今年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%。

Intel PSUDG 2.01 ATX 3.0设计指南在今年2月份改了一次之后在我看来还有很多不合理之处，不排除后面Intel又会再次更新，电源和显卡测得多之后，我认为这个项目只要去耦电容（容性负载）堆多一点，电压就能控制在Intel和PCIe组织要求的范围内，可操作空间非常大，我自己有更合理的理解，只要波形不乱掉，不炸机，不关机，不掉到UVP，一切都可以宽松判定。

我们看一下先马XP1200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，1200W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，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，12V电压11.98~12.28V

超载180%，8%占空比，12V电压12.02~12.34V

超载160%，12.5%占空比，12V电压12.12~12.24V

超载120%，25%占空比，12V电压12.12~12.24V

12VHPWR接口3倍超载，600W-1800W来回横跳，5%占空比，12V电压11.38~12.47V

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：

使用先马XP1200搭配4090，运行msi afterburner可以解锁4090的PL，最高以133%的PL运行，GPU-Z显示12VHPWR 16Pin接口输入功率达到564W，故可以判定这颗电源的12VHPWR接口是一个600W挡满血接口。符合Intel的要求。

5-3. 12VHPWR线材满载发热情况

使用电子负载将12VHPWR接口拉满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在45.6℃，线身最高在38.5℃，远端的12VHPWR插头在36.5℃。PVC线材适用温度可以到80℃，这组线材跑600W的工作温度没有问题。

全文完。

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