【MP2980设计奖励计划】RC供电设备模块

MP2980 四开关升降压模块 · 24V → 19V / 120W

项目简介
本设计基于MP2980GR-Z同步四开关Buck-Boost控制器，搭配4颗BSC059N04LS6功率MOS、XAL1010-103MED(10µH)屏蔽电感，实现24V输入转19V固定输出，额定功率120W。

适用于19V笔记本、NUC小主机、RC设备供电，可替代原装电源适配器。因输入电压高于输出电压，设备常态工作在Buck模式，四开关架构可实现输入电压波动、冷启动时平滑切换，避免传统Buck电路临界占空比输出不稳的问题。

核心方案与器件选型
2.1 主控芯片：MP2980GR-Z
参数规格
拓扑结构同步四开关 Buck-Boost
输入电压 17~24V
输出电压 0.5V-28V（I²C可编程 / FB电阻定压）
封装 QFN-32(4×4mm)，带散热焊盘
开关频率 200/300/400/600kHz 可选
控制模式 Buck域谷值电流模式，Boost域峰值电流模式
保护功能 OCP、SCP、OVP、UVLO，支持电流监控IMON
附加特性抖频EMI优化、软启动、输出放电、FCCM
选型优势：支持输入输出电压跨域无缝切换，外置MOS可做大功率，数字接口拓展性强。

2.2 功率管：BSC059N04LS6（×4）
四开关Buck-Boost采用两组半桥拓扑，回路结构：
VIN → Q1上管 → SW1 → 电感 → SW2 → Q3上管 → VOUT
Q2下管、Q4下管接功率地

参数规格
VDS 40V
导通电阻 5.9mΩ(@VGS=10V)
额定电流 59A(25℃)
封装 TDSON-8FL，底部带散热焊盘
选型说明：满载输出电流约6.32A，器件导通损耗低；搭配底层过孔+大面积铜皮，自然散热即可满足连续工作需求。

2.3 功率电感：XAL1010-103MED（10µH）
参数规格
电感值 10µH(±20%)
最大DCR 14.75mΩ
饱和电流 17.5A
额定温升电流 11.5A
结构尺寸屏蔽式磁芯，11.3×10.0×10.0mm
选型说明：适配300kHz开关频率，可有效控制电流纹波；软饱和特性，可承受短时电流冲击，低漏磁、低噪音。

硬件设计要点
3.1 19V固定输出配置
采用FB电阻分压实现固定输出，公式：
VOUT = VFB × (1 + Rtop/Rbot)
选用1%精度0603/0805电阻；采样点取自输出电容后端，分压走线尽量短。

3.2 MOS驱动与自举电路
HG1/LG1：驱动输入侧半桥 Q1、Q2
HG2/LG2：驱动输出侧半桥 Q3、Q4
BST1、BST2引脚分别对应SW1、SW2节点，就近放置0.1~1µF X7R陶瓷自举电容。

3.3 输入/输出电容配置

输入侧(24V)：4颗 10µF/50V X7R MLCC + 电解/聚合物电容，提升电流缓冲能力+2颗 100nF/50V X7R MLCC
输出侧(19V)：8-12颗 47µF/35V X7R MLCC + 固态电容，压低ESR，将输出纹波控制在200mVpp以内
3.4 PCB布局要求
功率回路（Q1-电感-Q4）走线短、线宽充足，减少换层；
功率地与小信号地分区，仅在主控芯片下方单点共地；
SW1、SW2高频节点远离FB、IMON、I²C等弱信号线路。
4. 预期电气性能
项目指标
额定输入 24V（兼容17-25v）
额定输出 19V / 6.32A（120W连续）
典型效率 88% - 96%
输出纹波＜200mVpp
保护机制 UVLO、OVP、OCP、SCP
散热方案底部散热过孔，自然对流散热
5. 核心物料清单
位号型号描述封装
U1 MP2980GR-Z 四开关升降压控制器 QFN-32(4×4mm)
Q1~Q4 BSC059N04LS6 N沟道功率MOS TDSON-8FL
L1 XAL1010-103MED 10µH屏蔽功率电感 11.3×10.0×10.0mm

输入电容 47µF/50V X7R + 储能电容 1206/贴片电解
输出电容 47µF/35V X7R + 固态电容 0805/贴片固态
自举/旁路电容 0.1~1µF X7R 0402/0603
完整BOM含立创商城编码，详见附件Excel文件。

使用与调试注意事项
上电流程：先接入正常输入电压，确认使能条件正常；电阻定压版本务必核对FB分压电路无错焊。
初次调试：从轻载起步，串联限流电阻或使用电子负载测试，禁止直接满载上电。
电感负载：当前规格下电感电流余量充足，若提升连续电流至10A以上，需并联电感或更换更低DCR型号。
地网络设计：保证功率地低阻抗，模拟小信号地仅单点汇接，禁止随意分割地层。