簡易+5V手機充電器的設計與制作

摘 要：將電子技術課程相關知識點進行分析設計，制作成一系列微課，進行線上線下混合式教學模式改革。以簡易+5V手機充電器的設計與制作微課單元為例，將直流穩壓電源工作原理應用于實踐，從而使抽象的理論知識形象化，增強學生學習興趣，提高學生解決實際問題的能力。

關鍵詞：線上線下;穩壓電路;手機充電器

一、電子技術課程微課教改背景

電子技術課程內容較為抽象，知識點較多。如果采用傳統授課模式授課，學生難以理解相關知識。將教材進行項目化改革，并依托教學項目進行微課單元教學改革。結合微課，采用線上線下混合式教學模式，將學習內容碎片化，學生易于理解掌握。

二、電子技術課程基于微課線上線下教改意義

微課單元的制作過程是學生線上學習和線下實踐的過程。本文以直流穩壓電源作為微課單元，進行線上線下混合式教學模式探索和實踐。直流穩壓電源包括變壓電路、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分電路。單純把四部分電路的理論知識講給學生，知識抽象，枯燥無味。把直流穩壓電源工作原理融于可操作的項目——簡易+5V手機充電器的設計與制作，把項目任務發給學生，讓學生分組完成。學生學習起來就會有目標，主動進行設計實踐，搭接電路完成項目。當項目完成時，學生在熟練掌握理論知識的同時，提高了動手能力，增強了學習興趣。同時，學生在實踐操作過程中，對電路的改進過程是一個自我肯定的過程，增強學生的自信心。在小組團隊合作中，增強了溝通交流能力和解決問題的能力。

三、簡易+5V手機充電器的設計與制作微課案例

（一）簡易+5V手機充電器的設計思路和設計內容

基于直流穩壓電源工作原理，引入簡易+5V手機充電器設計作為教學微課單元。因為每個微課單元控制在5至10分鐘才能保證學生的線上線下學習效果，現只介紹如何選取穩壓器件。為了與手機電池匹配，要求輸出電流為500mA。選擇穩壓器件78M05能滿足設計要求。若選擇220V/10V單向變壓器，則濾波電路的輸出電壓為1.2U2，濾波電路輸出電壓為12V，滿足輸入電壓高于輸出電壓3至5V的工作要求。用EWB軟件進行穩壓電路仿真，通過示波器觀測，7805可以將濾波電路輸出的脈動直流電壓變成大小不變的5V電壓。

（二）簡易+5V手機充電器制作過程和故障分析

利用面包板、合適的電子元器件實現電路的搭接和實驗，這些“口袋儀器”打破上課時間和教室地點等束縛，便于學生在課余時間搭接和實踐。

（1）選擇元器件。1臺單相220V/10V變壓器、1臺示波器、1塊萬用表、4只IN4007二極管、一只470μF的電解電容、1塊W78M05三端穩壓器、1只2KΩ負載電阻、1只200Ω限流電阻、1只發光二極管、1塊面包板、導線若干和1根數據線。

（2）搭接電路。整流電路搭接時應注意兩只二極管的共陰點是直流輸出的正極，接負載一端。兩只二極管的共陽點直流輸出的負極，接負載另一端。兩只二極管的陰陽連接點是交流輸入端。濾波電容的正極接高電位，負極接低電位。將W7805的1腳接濾波電路的輸出端，將3腳接負載端，將2腳接負極。將200Ω限流電阻和發光二極管串聯之后，并聯在穩壓輸出兩端，用來指示電路，發光二極管的正極接高電位，負極接低電位。

（3）檢測電路。接入10V交流電，用示波器和萬用表依次檢測整流電路、濾波電路和穩壓電路輸出電壓的波形和大小，并做記錄。

（4）故障分析。故障1交流輸入端a、b只連接一個端子造成短路。故障2負載電阻和限流電阻不會區分，將限流電阻誤認為是負載電阻，造成限流電阻發熱。故障3電源輸出高低電位不會區分。故障4電容大小和高低電位不會區分。故障5測量輸入電壓U2和輸出電壓Uo故障6在檢測電路過程中，把穩壓器的1腳直接接到負載端，造成穩壓管不起作用，輸出濾波電路的波形。

（5）故障排除。故障1的短路故障在通電之前必須排除，將交流輸入端分別接a，b兩個端子，否則將造成電源短路，燒毀電源。故障2的排除需要熟練掌握色環識讀法或在搭接電路前用萬用表進行測量區分。故障3的排除需要熟練掌握整流橋工作原理和搭接原則，如（2）所述。故障4的排除需要掌握電解電容銘牌識讀和區分高低電位，如（2）所述。故障5的排除需要理解整流橋的原理，并會選擇萬用表的直流電壓擋位測量Uo，用萬用表的交流電壓擋位測量U2。故障6的排除需要掌握穩壓器三個端子的接法，如（2）所述。

（6）改造數據線。剝開USB數據線，露出四條線。其中紅線是電源線，黑線是地線，白線和綠線是數據線。我們用紅線和黑線分別接入直流穩壓電路的正極和負極。

將以上內容制作成微課單元。學生結合課前線上學習，老師引導學生進行課堂線下實踐，利用實際元器件進行電路搭接與測試。學生制作的簡易手機充電器能夠成功給手機充電，如下圖所示。學生倍受鼓舞，充滿自信。在此基礎上，及時將任務進行拓展，讓學生進行+5V直流穩壓電源的設計與制作，能夠達到良好的教學效果。

四、結語

將電子技術課程的每個知識點進行分析設計，制作成一系列微課單元。學生可以利用課余時間進行線上微課學習。線下教師引導學生，將碎片化的知識點串連起來，形成知識鏈，將線上學習知識進行內化，從而使學生系統掌握相關知識并進行實踐項目創新。

參考文獻：

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[3]蘇海花.“互聯網+”背景下線上線下混合教學模式研究——以《鋼筋算量》課程為例.淮南職業技術學院學報，2017，6：94-95.

作者簡介：孫莉莉（1979-），女，碩士，講師，從事控制理論與技術。