西北大学电子设计竞赛协会2026培训——pcb灯光画

西北大学电子设计竞赛协会“绽放计划——PCB灯光画培训”

继“NE555简易电子琴”与“USB Hub 2.0”培训之后，西北大学电子设计竞赛协会（NWU EDCA）于3.21成功举办了以科技与艺术融合为主题的全流程专项培训——“绽放计划——PCB灯光画培训”。本次培训旨在引导社团成员掌握电源管理、升压电路及触摸控制电路的设计原理，进一步提升复杂贴片元件的焊接能力，并体验电子设计中的美学表达。

培训案例介绍

本次培训案例为“PCB灯光画”。电路涵盖了锂电池充放电管理、Boost升压、触摸感应及MOS管驱动等多个核心模块，综合性较强。

该电路的主要设计参数及原理如下：

电源输入与充电管理： 采用目前主流的 Type-C 接口，并规范配置了CC1/CC2下拉电阻。充电模块以 TP4056 为核心，配合外围阻容网络，实现对单节锂电池的安全充电，并带有独立的LED充电状态指示灯。

BOOST升压电路： 考虑到电池电压（通常为3.7V-4.2V）难以直接稳定驱动多路高亮LED阵列，电路引入了 AP3012 升压芯片，配合10uH功率电感与SS14肖特基二极管，将电池电压稳定提升至 5V。

触摸开关控制： 采用 6010S 触摸感应芯片，连接至PCB板上的大面积覆铜焊盘。触摸芯片的输出信号控制升压芯片的使能端（BOOST_EN），从而实现灯板的优雅触控开关。

LED光源驱动： 12颗高亮LED分为两组，为了降低主控电路的负载并实现高亮度输出，电路采用 SI2302 N沟道增强型MOS管作为电子开关进行集中驱动。

培训过程记录

本次培训依然分为“PCB设计”和“元件焊接与组装”两个阶段，在电源走线规则与复杂封装焊接上提出了更高的要求。

阶段一：PCB设计

在理论教学环节，协会负责人重点讲解了电源路径的设计规范，强调了载流能力与线宽的关系，以及开关电源布局中的“环路面积最小化”原则。

在嘉立创EDA软件的实操过程中，成员们攻克了以下设计难点：

原理图绘制： 学习并理解多模块协同工作的逻辑，合理使用网络标签连接Type-C、充放电管理、升压及触摸模块，确保各子系统逻辑清晰。

大电流走线与铺铜： 针对电池供电及5V输出的主干道，指导成员加粗走线，并在关键电源节点（如TP4056的散热焊盘、输入输出滤波电容处）合理放置过孔，增强散热与载流能力。

阶段二：元件焊接与组装

由于本次电路包含了大量贴片元件及特殊封装芯片，实操环节的挑战性显著增加。

焊接技巧进阶： 负责人首先演示了Type-C 6P母座的固定与引脚拖焊技巧，随后针对SOP-8封装的TP4056、SOT-23封装的MOS管及升压芯片进行了针对性教学，强调了防静电操作与烙铁温度的精细控制。

实操与调试： 成员们逐步完成电源输入、充电控制、升压输出等模块的焊接。在测试环节，指导人员带领大家使用万用表“分步上电测试”：先测量Type-C输入电压，再测试电池端充电电压，最后验证触摸开关能否稳定输出5V并点亮LED阵列。

故障排查： 针对部分成员出现的LED闪烁或无法点亮等问题，现场排查了虚焊、电感焊接不良及触控走线寄生电容等常见故障，加深了成员对硬件调试的理解。

培训总结

本次“PCB灯光画·绽放计划”培训，是西北大学电子设计竞赛协会在系统化硬件教学上的一次成功实践。通过该项目，社团成员不仅跨越了单一功能电路的设计门槛，深入理解了包含锂电管理与开关电源的综合系统设计，还极大地磨炼了精密贴片元件的焊接手感。看着一块块亲手打造的“科技艺术品”在指尖触摸下绽放光芒，成员们对电子设计的成就感与探索热情能得到进一步升华。(时间较为久远，作品合照找不到了))统计有15名完成焊接)