简易+5V手机充电器的设计与制作

摘 要：将电子技术课程相关知识点进行分析设计，制作成一系列微课，进行线上线下混合式教学模式改革。以简易+5V手机充电器的设计与制作微课单元为例，将直流稳压电源工作原理应用于实践，从而使抽象的理论知识形象化，增强学生学习兴趣，提高学生解决实际问题的能力。

关键词：线上线下;稳压电路;手机充电器

一、电子技术课程微课教改背景

电子技术课程内容较为抽象，知识点较多。如果采用传统授课模式授课，学生难以理解相关知识。将教材进行项目化改革，并依托教学项目进行微课单元教学改革。结合微课，采用线上线下混合式教学模式，将学习内容碎片化，学生易于理解掌握。

二、电子技术课程基于微课线上线下教改意义

微课单元的制作过程是学生线上学习和線下实践的过程。本文以直流稳压电源作为微课单元，进行线上线下混合式教学模式探索和实践。直流稳压电源包括变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分电路。单纯把四部分电路的理论知识讲给学生，知识抽象，枯燥无味。把直流稳压电源工作原理融于可操作的项目——简易+5V手机充电器的设计与制作，把项目任务发给学生，让学生分组完成。学生学习起来就会有目标，主动进行设计实践，搭接电路完成项目。当项目完成时，学生在熟练掌握理论知识的同时，提高了动手能力，增强了学习兴趣。同时，学生在实践操作过程中，对电路的改进过程是一个自我肯定的过程，增强学生的自信心。在小组团队合作中，增强了沟通交流能力和解决问题的能力。

三、简易+5V手机充电器的设计与制作微课案例

（一）简易+5V手机充电器的设计思路和设计内容

基于直流稳压电源工作原理，引入简易+5V手机充电器设计作为教学微课单元。因为每个微课单元控制在5至10分钟才能保证学生的线上线下学习效果，现只介绍如何选取稳压器件。为了与手机电池匹配，要求输出电流为500mA。选择稳压器件78M05能满足设计要求。若选择220V/10V单向变压器，则滤波电路的输出电压为1.2U2，滤波电路输出电压为12V，满足输入电压高于输出电压3至5V的工作要求。用EWB软件进行稳压电路仿真，通过示波器观测，7805可以将滤波电路输出的脉动直流电压变成大小不变的5V电压。

（二）简易+5V手机充电器制作过程和故障分析

利用面包板、合适的电子元器件实现电路的搭接和实验，这些“口袋仪器”打破上课时间和教室地点等束缚，便于学生在课余时间搭接和实践。

（1）选择元器件。1台单相220V/10V变压器、1台示波器、1块万用表、4只IN4007二极管、一只470μF的电解电容、1块W78M05三端稳压器、1只2KΩ负载电阻、1只200Ω限流电阻、1只发光二极管、1块面包板、导线若干和1根数据线。

（2）搭接电路。整流电路搭接时应注意两只二极管的共阴点是直流输出的正极，接负载一端。两只二极管的共阳点直流输出的负极，接负载另一端。两只二极管的阴阳连接点是交流输入端。滤波电容的正极接高电位，负极接低电位。将W7805的1脚接滤波电路的输出端，将3脚接负载端，将2脚接负极。将200Ω限流电阻和发光二极管串联之后，并联在稳压输出两端，用来指示电路，发光二极管的正极接高电位，负极接低电位。

（3）检测电路。接入10V交流电，用示波器和万用表依次检测整流电路、滤波电路和稳压电路输出电压的波形和大小，并做记录。

（4）故障分析。故障1交流输入端a、b只连接一个端子造成短路。故障2负载电阻和限流电阻不会区分，将限流电阻误认为是负载电阻，造成限流电阻发热。故障3电源输出高低电位不会区分。故障4电容大小和高低电位不会区分。故障5测量输入电压U2和输出电压Uo故障6在检测电路过程中，把稳压器的1脚直接接到负载端，造成稳压管不起作用，输出滤波电路的波形。

（5）故障排除。故障1的短路故障在通电之前必须排除，将交流输入端分别接a，b两个端子，否则将造成电源短路，烧毁电源。故障2的排除需要熟练掌握色环识读法或在搭接电路前用万用表进行测量区分。故障3的排除需要熟练掌握整流桥工作原理和搭接原则，如（2）所述。故障4的排除需要掌握电解电容铭牌识读和区分高低电位，如（2）所述。故障5的排除需要理解整流桥的原理，并会选择万用表的直流电压挡位测量Uo，用万用表的交流电压挡位测量U2。故障6的排除需要掌握稳压器三个端子的接法，如（2）所述。

（6）改造数据线。剥开USB数据线，露出四条线。其中红线是电源线，黑线是地线，白线和绿线是数据线。我们用红线和黑线分别接入直流稳压电路的正极和负极。

将以上内容制作成微课单元。学生结合课前线上学习，老师引导学生进行课堂线下实践，利用实际元器件进行电路搭接与测试。学生制作的简易手机充电器能够成功给手机充电，如下图所示。学生倍受鼓舞，充满自信。在此基础上，及时将任务进行拓展，让学生进行+5V直流稳压电源的设计与制作，能够达到良好的教学效果。

四、结语

将电子技术课程的每个知识点进行分析设计，制作成一系列微课单元。学生可以利用课余时间进行线上微课学习。线下教师引导学生，将碎片化的知识点串连起来，形成知识链，将线上学习知识进行内化，从而使学生系统掌握相关知识并进行实践项目创新。

参考文献：

[1]姚霞.直流稳压电源教学EWB仿真设计.科技风，2009.7：166-167.

[2]李春燕，等.国内高校中混合式教学模式构建的探讨.高教学刊，2017.8：97-98.

[3]苏海花.“互联网+”背景下线上线下混合教学模式研究——以《钢筋算量》课程为例.淮南职业技术学院学报，2017，6：94-95.

作者简介：孙莉莉（1979-），女，硕士，讲师，从事控制理论与技术。