晶体管调节器实例及策略

1.国产JFT106型晶体管调节器

国产JFT106型晶体管调节器为14V外搭铁式，可与14V、750W的九管外搭铁交流发电机配套使用，也可与14V、1000W的普通六管交流发电机配套使用，解放CA1091型载货汽车JF1522型交流发电机配用的晶体管调节器就是此类型调节器，它封装于铝合金外壳内，引线采用接线板形式，有“-”、“+”、“F”三个接线板，其内部电路如图2-46所示。

JFT106型晶体管调节器工作原理：电阻R₂和R₃并联后与R₁串联构成分压电路，当接通点火开关时，蓄电池电压便加在该分压电路上，R₁上的分压经VD₁和R₆加在稳压管VS₁上，此时，R₁上的分压值低于稳压管VS₁的反向击穿电压，故VS₁截止，晶体管VT₁因无基极电流而截止。VT₁截止时，R₅、VD₂、R₇构成串联电路，R₇上的电压便加到VT₂的基极，使VT₂获得基极电流而导通。VT₂、VT₃接成复合管形式（以提高放大倍数），因而VT₃也导通。VT₃导通时发电机磁场绕组一端搭铁，于是磁场电流从蓄电池经过点火开关、磁场绕组、晶体管VT₃（c、e极）搭铁构成回路，磁场绕组有电流通过而产生磁场。如发电机旋转，其端电压便会迅速上升。

图2-46 JFT106型晶体管调节器电路

当发电机端电压超过规定值时，R₁的分压值大于稳压二极管VS₁的反向击穿电压，则稳压管VS₁反向击穿导通，VT₁有基极电流而导通，其集电极电位接近于零而使VT₂、VT₃截止，切断了发电机的磁场回路，使发电机的输出电压下降。

当发电机输出电压低于规定值时，稳压管VS₁重又截止，VT₁也截止，VT₂、VT₃重又导通，使磁场电路接通，发电机电压重新升高。如此往复，发电机输出电压便被稳定在规定值。

VD₁是温度补偿二极管，其电压温度系数为负值，而稳压管VS₁的电压温度系数为正值，故起温度补偿作用，使VT₁的导通和截止时刻不受温度的影响，从而提高了调节器的热稳定性。

VD₂的作用是当VT₁导通时，使VT₂可靠截止。其作用原理是：当VT₁处于导通状态时，由于VT₁温度升高会造成其集-射极（c-e极）管压降增大，有可能使VT₂误导通。增加二极管VD₂后，由于VD₂的分压作用，而消除了VT₂误导通的可能性。

VD₃为续流二极管。它与发电机磁场绕组反向并联，当VT₃截止时，可使发电机磁场绕组中产生的自感电动势经它与磁场绕组自成回路，保护VT₂、VT₃免受损坏。

C₁、C₂与分压电阻R₁并联，由于电容器两端的电压不能突变，因此，分压电阻R₁两端的电压也不会发生突变，这就推迟了稳压管导通与截止的时间，从而可降低晶体管VT₁的开关频率，减少了晶体管的损耗，使晶体管发热量减少，使用寿命延长。

R₄为正反馈电阻，联结于晶体管VT₃的集电极和二极管VD₁的正极之间，作用是加快晶体管VT₃的开关速度，减小晶体管的耗散功率，同时还可提高调节器的灵敏度，使调节电压更加稳定。其作用原理如下：

当发电机电压超过稳压值、晶体管趋于截止时，其集电极电位上升，通过电阻R₄反馈到二极管VD₁的正极，使稳压管VS₁的负极电压上升而导通的更快更可靠，晶体管VT₁因此也加速导通，从而使晶体管VT₂、VT₃加速截止，使得磁场电流迅速减小、发电机电压很快下降；同理当发电机电压降低到稳压值以下，VT₂、VT₃趋于导通时，又使VT₂、VT₃加速导通，使发电机电压迅速上升到稳压值。所以，由R₄组成的正反馈电路加快了晶体管的开关速度，从而减小了晶体管的耗散功率，起到防止VT₃发热、提高调节电压精度的作用。(www.xing528.com)

稳压二极管VS₂起过压保护作用。即利用它的稳压特性，对发电机负荷突然减小或蓄电池接线突然断开时，发电机所产生的正向瞬变过电压进行吸收保护，并可利用其正向导通特性，对开关断开时电路可能产生的反向瞬变过电压进行吸收，防止调节器或其他电子设备中的电子元器件损坏。

2.电子调节器工作特性

调节器的工作特性是指调节器控制的调节电压U_r和磁场电流I_f随发电机转速n变化的规律。研究电子调节器的工作特性，可用示波器检测调节器“F”端子的电压波形，根据大功率晶体管的开关规律进行分析。实测JFT106型电子调节器“F”端子输出电压如图2-47所示，大功率晶体管的开关时间如图2-48所示，具体数据见表2-3。

图2-47 电子调节器工作特性曲线

表2-3 不同转速时晶体管的开关时间

由图2-48和表2-6可见，晶体管的开关规律是：发电机转速升高时，导通时间缩短，相对导通率减小；截止时间增长，相对截止率增大。反之，当发电机转速降低时，导通时间增长，相对导通率增大；截止时间缩短，相对截止率减小。

将实际测量的调节电压和磁场电流与发电机转速之间的关系描绘成曲线，如图2-47所示，图中n_s为开始工作转速，称为工作下限。当发电机转速超过工作下限时，由晶体管开关规律可知，转速升高，相对导通率减小。因为大功率晶体管导通时，磁场电流接通，所以发电机转速升高时，磁场电流减小。

图2-48 不同转速时晶体管的开关时间

电子调节器是利用晶体管的开关特性来调节发电机电压的，当大功率晶体管截止时，磁场电流被切断，发电机仅靠剩磁发电，又因交流发电机剩磁磁通很少，所以调节器的工作上限很高，调节范围很大。