一、引言
MK9816是一款宽输入电压范围（7V-100V）的同步降压（Buck）和隔离降压（ISO-Buck）DC-DC转换器，为高可靠性隔离电源场景提供解决方案。其核心特性包括：
宽输入电压与高效同步整流：支持7V-100V输入范围，集成同步MOSFET，高效率，适用于输入波动较大的工业环境。
多重保护机制：内置输入欠压锁定（UVLO）、过压/欠压保护、过流保护及热关断功能，确保系统在复杂工况下的稳定性和安全性。
适用低功耗应用场景：集成30mA LDO，支持宽输入电压，EN拉低时可提供稳定待机电源，适合为MCU或低功耗器件供电，简化系统设计并降低待机功耗。
电池管理系统（BMS）供电场景：通过原级和次级隔离输出，实现电池组间的安全隔离供电，避免电位差干扰，适用于电动汽车、储能系统等对电气隔离和安全性要求严苛的BMS场景。
通信设备隔离供电场景：提供稳定的隔离电源，满足工业通信、RS-485/CAN总线等接口的隔离供电需求，抑制地线噪声和电压浪涌，保障信号传输可靠性。
本文通过实测DEMO板性能，验证MK9816在效率、稳定性、温度控制及保护功能等方面的表现，为工程设计提供参考，同时开源DEMO全部文档资料（详细的PCB、原理图、BOM清单等），拿来即用。
二、DEMO介绍
1.实物图
基于茂睿芯MK9816的DEMO
DEMO板尺寸：60mm × 60mm
包含芯片：主控芯片MK9816（ESOP8封装），次级LDO稳压芯片MK740A（与主控芯片无电路关联，也可使用其它稳压芯片）
隔离变压器：47μH，原级与次级匝比1:1
2.公布参数
根据MK9816应用指导书中的内容，以下是DEMO板参数：
- 宽输入电压范围：20V~100V（支持7V-100V）。
- 高效率同步整流：MK9816内置同步整流，BOM极简，降低成本，提升效率
- DEMO板一共四路输出：次级隔离输出一路，输出电压9.5V，最大电流600mA。原级非隔离输出一路，输出电压9.5V，最大电流600mA。内置LDO输出一路，电压6.5V-8.5V，最大30mA。次级LDO稳压输出一路，电压3.3V，最大150mA。
- 多重保护机制：内置多种保护功能，支持输入欠压锁定（UVLO）、输出过压/欠压保护、过流保护及热关断等功能。
3.原理图
三、DEMO实测
1.效率测试
| 测试条件
输入电压分别为30V、40V、50V、60V，输出原级10.3V/次级9.96V，负载电流0.1A-0.6A。
| 测试结果
- 30V输入：原级和次级效率范围：77.29%-90.1%，72.79%-81.95%
- 40V输入：原级和次级效率范围：72.51%-88.9%，69.38%-81.9%
- 50V输入：原级和次级效率范围：74.35%-87.38%，68.61%-80.83%
- 60V输入：原级和次级效率范围：66.26%-86.21%，62.73%-80.18%
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| 测试结论
MK9816采用“一拖二”的降压输出架构，能够在原级无需额外降压器件的情况下，同时提供一路非隔离降压和一路隔离降压输出。测试数据显示，原级效率普遍高于次级效率，最高效率达到90.1%。这种设计非常适合小功率隔离电源的应用场景，能够有效简化系统设计并降低成本。
2.稳定性测试
| 测试条件
输入电压30V /60V，负载电流从0A切换至0.6A随机，观察输出电压波动。
| 测试结果
- 次级输出电压（输入电压30V）：
波动比例约为 8.07%，最低电压：9.2299V，最高电压：10.0056V
- 次级输出电压（输入电压60V）：
波动比例约为 6.40%，最低电压：9.4214V，最高电压：10.0444V
- 原级输出电压（输入电压30V）：
波动比例约为 0.23%，最低电压：10.3466V，最高电压：10.3708V
- 原级输出电压（输入电压60V）：
波动比例约为 0.25%，最低电压：10.3480V，最高电压：10.3737V
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| 测试结论
MK9816在负载突变时，原级输出电压的波动极小，适合对电压精度要求较高的应用场景。次级输出电压波动相对较大，这是由于次级采用隔离输出且没有反馈控制电路，属于开环设计，导致其在负载变化时响应较为敏感。适合一般隔离电源应用。对于次级输出的波动，可以通过提高次级电压使用线性稳压器的方式稳定输出电压。
3.温度测试
| 测试条件
输入60V，输出10.3V/0.6A，持续运行30分钟，记录芯片、PCB散热铜箔、变压器温度。
| 测试结果
核心器件温度全部低于45℃。
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| 测试结论
在输入60V、输出10.3V/0.6A的满载条件下，MK9816持续运行30分钟后，核心器件温度均低于45℃，表明其温升控制良好，散热性能优异。这种低温升特性使得MK9816适合长时间高负载工作，尤其适用于对温度敏感或散热条件有限的应用场景。
4.短路保护
| 测试条件
输入DC 30V模拟原级和次级输出短路，记录短路保护输入电流，短路解除后是否恢复正常输出。
| 测试结果
原级短路后迅速保护，输入电流小于0.015A。次级短路后保护明显变慢，输入电流较大，大于0.15A，变压器出现呲呲声。原级和次级短路解除后都恢复了正常输出，没有器件损坏。
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| 测试结论
MK9816在原级和次级输出短路时均能触发保护机制，但保护响应速度有所不同。原级短路后保护迅速，输入电流极低（小于0.015A），表现出良好的短路保护性能；次级短路后保护响应较慢，输入电流较大（大于0.15A），且变压器出现异常声音，可能是由于次级开环设计导致保护机制相对较弱。短路解除后，原级和次级均能恢复正常输出，未发生器件损坏。总体来看，MK9816的短路保护功能能够有效防止器件损坏，但在次级短路时不能长时间短路，输入电流较大可能出现温度过热。
5.输出纹波
| 测试条件
输入60V，原级输出空载/满载（0.6A），次级输出空载/满载（0.6A）。
| 测试结果：
原级空载纹波94mV（峰峰值），满载纹波174mV（峰峰值）；
次级空载纹波104mV（峰峰值），满载纹波122mV（峰峰值）。
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| 测试结论
MK9816在输入60V条件下，原级和次级输出的纹波均处于较低水平，表现出良好的负载适应性和稳定性。原级纹波在满载时略有增加，但仍符合一般应用要求；次级纹波变化较小，适合对噪声敏感的场景。总体来看，MK9816的输出纹波性能能够满足大多数小功率隔离电源的应用需求。如果在实际应用中优化有望进一步降低输出纹波。
6.芯片内部LDO测试
| 测试条件
输入电压DC-50V，测试MK9816在EN引脚拉低和拉高时，内部LDO输出电压和负载30MA情况，记录输出电压。
| 测试结果
EN引脚拉低，空载输出电压8.85V，负载30MA，输出电压6.94V，EN引脚拉高，空载输出电压10.1V，负载输出电压9.98V。
- EN拉低，空载
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- EN拉低，负载
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- EN拉高，空载
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- EN拉高，负载
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| 测试结论
MK9816内置LDO在EN拉低时表现稳定，适合为系统MCU或低功耗器件提供待机电源，满足低功耗应用需求；而在EN拉高时，虽然LDO仍能工作，但文档建议此时不建议使用LDO为系统供电，以避免触发过温保护。总体来看，内置LDO在低功耗待机场景中具有较高的实用性，LDO集成在芯片内部，无需外部额外元件，简化了电路设计，节省了PCB空间。
7.次级LDO-MK740A输出
| 测试条件
输入电压DC-50V，测试次级LDO在EN引脚拉低和拉高时，空载输出电压与负载150ma输出电压。
| 测试结果
测试时发现次级LDO使能拉低时输出关闭，只有使能拉高时才会输出。空载输出电压3.26V，负载150ma输出电压3.27V。
- EN拉低
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- EN拉高，空载
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- EN拉高，负载
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| 测试结论
次级LDO（MK740A）在EN拉高时工作稳定，适合为系统提供稳压辅助电源，且在EN拉低时可关闭输出以降低功耗，适合对电源效率和稳定性要求较高的应用场景。
8.芯片待机输入电流测试
| 测试条件
输入电压DC-50V，测试EN拉低和EN拉高的输入电流。
| 测试结果
EN拉低输入电流138.2uA，EN拉高输入电流8.89mA。
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| 测试结论
MK9816在EN拉低时输入电流降到uA待机功耗，适合低功耗应用场景；而在EN拉高时表明芯片进入正常工作状态。
四、芯片亮点
1. 宽电压输入：7V-100V，覆盖工业与车载应用。
2. 隔离设计：支持原级与次级电气隔离，安全性高。
3. 智能模式切换：FCCM/PFM模式灵活配置，轻载效率优化。
4. 高集成度：内置LDO与保护电路，减少外围元件。
五、样品与技术资料
如需本文所含全部文档资料（详细的原理图、BOM清单、测试报告、配置工具、茂睿芯FAE技术支持通道），请联系微信客服领取！
