晶体管调节器的基本工作原理简介

晶体管调节器是利用晶体管的开关特性制成的，即将晶体管作为一只开关串联在发电机的磁场电路中，根据发电机输出电压的高低，控制晶体管的导通和截止，调节发电机的磁场电流使发电机输出电压稳定在某一规定的范围之内。内搭铁形式的调节器要配套内搭铁发电机，外搭铁形式的调节器要配套外搭铁发电机。

外搭铁型调节器的基本电路如图2-44所示，它通常由功率晶体管、信号放大和控制电路以及电压信号的检测电路等三部分组成，整个电路由三只电阻R₁、R₂、R₃，两只晶体管VT₁、VT₂，一只稳压二极管VS和一只二极管VD组成。

电阻R₁和R₂串联组成一个分压器，接在发电机输出端B+与搭铁端之间，直接检测发电机的输出电压U_B，分压电阻R₁两端的电压U_R1为

由上式（1）可见，当发电机电压U_B升高时，分压电阻R₁上的电压U_R1也升高；反之，U_B下降，U_R1也下降。也就是说电阻R₁两端的电压U_R1可完全反映发电机输出电压U_B的变化。

电阻R₃既是VT₁的分压电阻，又是VT₂的偏流电阻。

VT₂为大功率晶体管（NPN型），与发电机的励磁绕组串联，工作在开关状态，用来接通与切断发电机的励磁电路。

图2-44 外搭铁型电子调节器的基本电路

VT₁为小功率晶体管（NPN型），用来放大控制信号。

稳压管VS是感受组件，串联在VT₁的基极电路中，并通过VT₁的发射结并联于分压电阻R₁的两端，以感受发电机输出电压U_B的变化。

电路的设计思想：

当发电机输出电压U_B升高到调节电压上限U_B2时，分压电阻R₁两端的电压U_R1加在稳压管VS和VT₁的基极上，恰好能使稳压管VS反向击穿，为VT₁提供基极电流，使VT₁导通，即

式（2）为稳压管VS、晶体管VT₁的导通条件。

当发电机输出电压U_B下降到调节电压下限U_B1时，U_B1不能使稳压管VS反向击穿，使VT₁无基极电流而截止，即(www.xing528.com)

式（3）为稳压管VS、晶体管VT₁的截止条件。

VD是续流二极管，励磁绕组由接通变为断开状态时，产生的自感电动势（F端高电位，B端低电位）经二极管VD构成放电回路，防止晶体管VT₂被击穿损坏。

工作原理：

①点火开关SW刚刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压电阻R₁、R₂上，此时因U_R1较低不能使稳压管VS反向击穿，VT₁截止，使得VT₂导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流，通路为：蓄电池正极→发电机励磁绕组→调节器F接线柱→晶体管VT₂→调节器E接线柱→搭铁→蓄电池负极。

②当发电机电压升高到大于蓄电池电压时（900r/min左右），发电机自励发电，并开始对蓄电池充电，如果此时发电机输出电压U_B小于调节电压上限U_B2，VT₁继续截止，VT₂继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，通路为：发电机正极→发电机励磁绕组→调节器F接线柱→晶体管VT₂→调节器E接线柱→搭铁→发电机负极。由于磁场电路一直导通，发电机电压随转速升高而升高。

③当发电机电压升高到等于调节电压上限U_B2时，调节器对电压的调节开始。此时电阻R₁、R₂上的分压U_R1≥U_VS+U_be1，VS反向击穿导通，VT₁导通，VT₂截止，发电机磁场电路被切断，磁通下降，发电机输出电压下降。

④当发电机电压下降到等于调节电压下限U_B1时，电阻R₁、R₂分压减小，U_R1＜U_VS+U_be1，VS截止，VT₁截止，VT₂重新导通，磁场电路重新被接通，发电机输出电压上升。

发电机电压上升到等于调节电压上限U_B2时，VT₂就截止，磁场电路被切断，发电机输出电压U_B下降；发电机电压降到等于调节电压下限U_B1时，磁场电路被接通，发电机输出电压U_B上升。周而复始，发电机输出电压U_B被控制在一定范围内。

实际上，对于电子调节器来说，由于晶体管VT₂的状态转换（导通和截止）的频率很高，U_B1和U_B2两者之间的差距非常小，所以发电机的输出电压U_B的波动非常小，再加上电容的滤波，所以发电机的输出电压很稳定。

内搭铁型电子调节器的基本电路如图2-45所示，内搭铁晶体管调节器也是由功率晶体管，信号放大和控制电路以及电压信号的检测电路三部分组成，该电路的特点是晶体管VT₁、VT₂采用PNP型，发电机的励磁绕组连接在VT₂的集电极和搭铁端之间，与外搭铁型电路显著不同，电路工作原理和结构与上述外搭铁型电子调节器类似。

图2-45 内搭铁型电子调节器的基本电路

现在车用搭铁形式不同的晶体管电压调节器，其调节机理和工作过程同上述两种电压调节器基本是相同的，只不过在电路形式上要复杂一些，元器件数量多一些，控制功能多一些。