海盗船AX1600i钛金电源评测

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1.评价及总结/Conclusion 2.规格及外观/Packaging 3.拆解/Teardown 4.跑分/Tests 5.软件/Software

4.测试/ Tests

本篇测试基于极电魔方电源测试标准V1.3。但是对于千瓦级以上的电源暂时不需要进行显卡兼容性测试。

想了解我是如何测试电源，以及电源评测里测试的参数有何意义，可以阅读本站基础文章『我是怎么测试电源的』。

海盗船AX1600i的静态均衡负载数据汇总

其中230V条件下超载输出到1800W，115V条件下测试到1600W满载，AC插座超载到15A输入电流，超载幅度50%。

4-1. 电压稳定性 Load Regulation

Intel ATX12V规范中对于各组电压的输出范围有着明确的要求，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0.04%

5V电压负载调整率-1.44%

3.3V电压负载调整率0.24%

4-2. 效率 Efficiency

230V效率，海盗船AX1600i 100W-满载平均效率94.68%，为本站FCP Mark数据库目前最高值，峰值效率95.33%@1000W，94.37%@1600W，200W输出之后效率就没低于94%。

115V效率，88.57%@100W，峰值效率94.36%@700W，92.41%@1600W。

PF值相当高，半载之后顶到天花板。

得益于高效率的电路，海盗船AX1600i的转换效率目前是FCP Mark跑分排行榜的标杆。

4-3. 空载及轻载 No-load & Light Load Test

海盗船AX1600i短接PS-On 开机空载运行消耗12.47W。

轻载测试分别为电源DC输出12W、30W、50W、75W和100W。

海盗船AX1600i在30W~100W范围内的平均效率为82.61%，对于一款1600W的电源而言表现还不差。

4-4. 风扇转速、温度 Fan Speed, Temperature

风扇转速

海盗船AX1600i使用的散热风扇为海盗船自家品牌的风扇，型号NR140P，12V/0.22A，FDB轴承，4Pin PWM接口。

测试环境温度为25℃，相对湿度35%，海盗船AX1600i本体没有额外的温控开关，测试不使用电源的控制软件，以电源内置的温控模式进行测试。

海盗船AX1600i在开机的时候会有一阵全转速运转的除尘自检动作，人肉估算风扇转速应该在2000RPM或者更高，但不超过2500RPM，除尘自检动作完成，风扇进入Fanless模式，800W半载输出之前风扇基本是不会转的，800W以后开始以600RPM的转速工作，满载时风扇转速上升到1300RPM。

满载温度

测试为满载10分钟之后拍摄热成像图。由于AX1600i的外壳两侧被不干胶贴纸所覆盖，在本次测试为了不影响后续的测试项目不进行开盖测温，不进行破坏性拆解，仅通过散热孔对部分区域进行测量。

方框1，主变压器，整机温度最高区域，79℃；
方框2，主电容区域，平均37℃，主电容在32.4℃；
方框3，PFC区域，最高52℃；
方框4，PWM区域，最高56℃；
方框5，DC-DC区域，最高40℃左右。

在1600W这么大瓦数的输出条件下，钛金效率的优势体现出来了，整机的发热最高点只有约80℃。

4-5. 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%。

5Vsb电压：

4-6. 交叉负载 Cross-Load Test

交叉负载是按Intel ATX12V 2.52、SSI EPS12V 2.92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：

交叉负载主要考核电源输出电压的稳定性，同样输出电压必须在Intel ATX12V规范规定的±5%的范围内，电压偏离额定值越小越好。负载调整率即电压随负载变化的波动情况，数值越小则电压稳定性越强。

海盗船AX1600i在交叉负载时的电压表现：

4-7. 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。

测试选择了有意义的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，满载和拉偏则是测试电源各路最高负荷时的情况。

50W、100W、300W、1600W的测试电流配置情况同均衡负载，12V拉偏、5V拉偏和3.3V拉偏的电流配置则同交叉负载测试中的3档满载极限拉偏。

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。

海盗船AX1600i在纹波噪声测试中表现出极强的纹波抑制能力，全程输出纹波都低于10mV，是S+级的表现。

4-8. 浪涌电流、掉电保持时间 Inrush Current,  Hold-Up Time

浪涌电流

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，所以测试的数值越低越好，并且在测试中不能有元器件的损坏。测试条件为满载、264Vac 63Hz输入。

海盗船AX1600i的开机Inrush Current测得约120A Peak-Peak，对于主电容用量在1620μF的1600W的电源而言这个数值是比较小的，双NTC热敏电阻的使用应该收到了成效。

掉电保持时间

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，否则其他硬件可能会出现来不及采取例如机械硬盘磁头归位、SSD掉电保护等应急措施。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。

海盗船AX1600i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、3.3V及PWR_OK的掉电保持时间截图。

4-9.动态测试 Dynamic Test

由于2018年的CPU/显卡功率暴增，在某一次评测之后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F站只对瞬变幅度大、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，本站第二阶段的动态测试在第一阶段的基础上再追加一组12V4:

对于中小功率电源，只测第一阶段的12V2、12V3，12V累计的Basic Load为3A，Dynamic Load为20A/240W，相当于带了一个普通的95WCPU和一张150W的显卡。

而对于高瓦数电源，12V2、12V3、12V4同步拉载，模拟CPU和显卡同时运行，12V累计的Basic Load为4A，Dynamic Load为32A/384W，相当于带了一张高端旗舰显卡在玩游戏或者跑Benchmark。

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。

海盗船AX1600i的输出功率为高功率段，我们选择第二阶段的动态负载进行测试，Dynamic Load为32A/384W。

海盗船AX1600i的动态测试情况：

@100Hz

Tr1：1.13ms，Vpk1：-178mV；

Tr2：3.89ms，Vpk2：390mV；

从波形上看，当负载上升时，海盗船AX1600i的响应速度比较快，在差不多900μs到1ms的时间内可以恢复平稳的电压值，调整之后电压也没有很大的跌落，不到50mV。负载撤去之后，电压也大概在1ms内就可以回到平稳的范围，完全恢复平稳无震荡的电压需要大约3.8ms。

4-10. 保护功能评价 Protection Features Evaluation

我一直以为我把保护功能测试部分加上了，实际上这部分章节完成于2020年10月份。测试机型为美版AX1600i。

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。

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。