由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带轮进行驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比达到1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样便会引发发电机输出电压的巨大变化，将无法满足汽车用电设备的使用要求。为了满足车载用电设备对恒定电压的要求，交流发电机必须配备电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。
1. 电压调节器的分类
1）交流发电机电压调节器按工作原理分类
（a）触点式电压调节器：触点式调压器应用较早，它是一种机械式电压调节器，这种调节器触点的振动频率较慢，并且伴有机械惯性和电磁惯性，电压调节精度也较低，触点容易产生电火花，对无线电干扰较大，可靠性较低，寿命短，现逐渐被淘汰。
（b）晶体管式电压调节器：随着半导体技术的发展，晶体管式电压调节器的应用逐渐增多，其优点是三极管的开关频率高，且不产生电火花，调节精度高，还兼具重量轻，体积小，寿命长，可靠性高，电磁干扰小等优点，主要应用于中低档的车型中。
（c）集成电路电压调节器：集成电路电压调节器除具备晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且使冷却效果得到了改善，现广泛应用于多种车型上。
（d）电脑控制电压调节器：电脑控制调节器是现在汽车上采用的一种新型调节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路，既能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等车型上的发电机上就普遍使用了这种调节器。
2）交流发电机电压调节器按搭铁形式分类
（a）内搭铁型调节器：与内搭铁型交流发电机配套使用。
（b）外搭铁型调节器：与外搭铁型交流发电机配套使用。
在使用过程中，对于晶体管调节器，最好使用汽车说明书中指定的调节器，如果采用其他型号代替，除标称电压等规定的参数与原调节器相同外，代替调节器必须与原调节器的搭铁形式形同，否则，发电机可能由于励磁电路的不同而不能正常工作。对于集成电路调节器，必须是专用的，不能代替。
2. 电压调节器的工作原理
由交流发电机的工作原理我们知道，交流发电机的三相绕组产生的相电动势的有效值EΦ＝CeΦn（V），这里Ce 为发电机的结构常数，n 为转子转速，Φ为转子的磁极磁通，也就是说交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速升高时，EΦ增大，输出端电压UB 升高，当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压UB 不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通来实现。因为磁极磁通Φ与励磁电流If 成正比，减小磁通Φ也就是减小励磁电流If。
所以交流发电机调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If 来减小磁通中，使发电机的输出电压UB 保持不变。触点式电压调节器通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If 的大小。晶体管调节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If 大小。
3. 电子式电压调节器
电子式电压调节器有很多种形式，其电路各不相同，但一般采用整体式封装形式，不可拆卸，不能维修，只能整体更换。
这里介绍的是电子调节器的基本电路，实际电路要复杂得多，但工作原理可用基本电路工作原理去理解。
1）外搭铁型电子调节器的基本电路
晶体管调节器又称为电子调节器，如图所示为外搭铁型电子调节器的基本电路，基本电路是由三只电阻R1、R2、R3，两只三极管VT1、VT2，一只稳压二极管VS 和一只二极管VD组成，如图3.40 所示。
图3.40 外搭铁型电子调压器的基本电路
电阻R3，既是VT1 的分压电阻，又是VT2 的负载电阻。电阻R1 和R2 组成一个分压器，分压器R1、R2 两端的电压为发电机电压UB。VT2 是大功率三极管（NPN 型），和发电机的磁场绕组串联，起开关作用，用来接通与切断发电机的励磁电路。VT1 是小功率三极管（NPN型），用来放大控制信号。VD 是续流二极管。磁场绕组由接通转为断开状态时（F 端为＋，B 端为－），经二极管VD 构成放电回路，防止三极管VT2，被击穿损坏。稳压管VS 是感受元件，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，以感受发电机的输出电压。UR1 电压加在稳压管VS 上，R1 的阻值是这样确定的：当发电机输出电压UB 达到规定的调整值时（如桑塔纳为13.5～14.5 V），UR1 的电压要正好等于稳压管VS 的反向击穿电压。
2）外搭铁式电子调节器的工作原理
（1）点火开关SW 接通，发电机电压UB＜蓄电池电动势时，VT1 截止，VT2 导通，蓄电池直接供电到磁场绕组。磁场绕组电路为蓄电池正极→磁场绕组→调节器F 接柱→三极管VT2→调节器E 接柱→搭铁→蓄电池负极。发电机电压随转速升高而升高，发电机进入他励状态。
（2）发电机电压虽然升高，但如果蓄电池电动势＜发电机输出电压UB＜调节上限时，VT1继续截止，VT2 继续导通，发电机进入自励状态并开始对外放电。发电机正极→磁场绕组→调节器F 接柱→三极管VT2→调节器E 接柱→搭铁→蓄电池负极。发电机电压随转速升高而继续升高。
（3）当发电机电压升高到等于调节上限时，调节器开始工作。电阻R1、R2 分压，UR1＝Uvs＋Ubel，VS 导通，VT1 导通，VT2 截止，磁场电路被切断，发电机输出电压迅速下降。
当发电机电压下降到等于调节下限时，电阻R1、R2 分压减小，当UR＜Uvs＋Ubel，VS 截止，VT1 截止，VT2 重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。发电机电压升到调节上限时，VT2 就截止，磁场电路被切断，输出电压下降。降到等于调节下限时，磁场电路被重新接通，发电机电压上升，周而复始，发电机输出电压被控制在一定范围内。
配装电子调节器的发电机输出电压上限和下限，的差值很小，所以发电机的输出电压波动非常小，再加上电容的滤波，所以发电机的输出电压很稳定。
3）内搭铁式电子调节器
内搭铁式电子调节器的基本电路如图3.41 所示，其原理与外搭铁式类似。
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图3.41 内搭铁式电子调节器基本电路
4. 集成电路式电子调节器
集成电路式电压调节器又称为IC 电压调节器，目前国内外生产的集成电路调节器的结构大多采用混合式，即由混合电路加集成电路组成。
集成电路式电压调节器通过对汽车电源电压变化的检测，利用晶体管的开关特性控制硅整流交流发电机励磁电流的相应变化，以达到稳定发电机输出电压的目的。按加测电压的方法不同，集成电路式电压调节器的电压检测方法可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种。
1）集成电路式电压调节器电压检测方法
（1）发电机电压检测法：发电机电压检测法的线路如图3.42（a）所示。加载在分压电阻R1、R2 上的电压是磁场二极管输出端“L”的电压UL，发电机输出端“B”的电压为UB。因为UL＝UB，所以通过调节器检测点“P”加到稳压管VS1 两端的反向电压UP 与发电机的端电压UB 成正比，因此方法称为发电机电压检测法。
（2）蓄电池电压检测法：蓄电池电压检测法的线路如图3.42（b）所示。加在分压电阻R1、R2 上的电压是蓄电池的端电压，由于通过检测点“P”加到稳压管VS1 两端的反向电压与蓄电池的端电压成正比，因此该方法称为蓄电池电压检测检测法。
这两种检测方法中，前者发电机的引出线可以减少一根，但是发电机B 到蓄电池的接线柱之间的电压降较大时，蓄电池的充电电压将会降低，造成蓄电池的充电不足，因此一般大功率发电机较宜采用蓄电池电压检测法。
图3.42 集成电路调节器电路
采用蓄电池电压检测法，如果B—BAT 之间或S—BAT 之间发生线路断开时，调节器便不能检测到发电机的端电压，发电机便会失控。为了克服这一缺点，有些内装式集成电路调节器的发电机采用了一定的控制措施。如图3.43 所示为实际采用蓄电池电压检测法时的线路。在这个线路中，在调节器的分压电阻与发电机B 点之间增加了一个电阻R4 和一个二极管VD2。这样，当B 点与蓄电池正极之间或S 点与蓄电池正极之间出现断路时，由于R4的存在，仍能够检测到发电机的端电压UB，使调节器正常工作，可以防止发电机电压过高的现象。
图3.43 具有保护作用的蓄电池电压检测法原理电路
2）集成电路式电压调节器使用实例
一汽夏利轿车发电机内装式集成电路调节器及充电系统电路如图3.44 所示。该发电机调节器由一块单片机集成电路和晶体管等元器件组成的混合集成电路调节器，装于发电机内部，构成了整体式交流发电机。
图3.44 一汽夏利轿车集成电路调节器及充电系统电路
调节器的工作过程如下：
（1）接通点火开关，发动机尚处于停机状态时，蓄电池端电压经接线柱IG 输入单片机集成电路，当集成电路检测到这个电压时，三极管VT1 导通，磁场绕组中有电流通过，电流的流向为：蓄电池“＋”极→接线柱“B”→磁场绕组VT1→搭铁→蓄电池“－”极。发电机定子绕组未发电，所以“P”端子的电压为0，集成电路收到“P”端子0 电压信号后，使三极管VT2 导通，充电指示灯点亮，表明此时发电机尚未对外供电。
（2）发电机运转后，其端电压高于蓄电池端电压而小于调节电压时，VT1 仍导通，但发电机有他励转为自励，并向蓄电池充电。与此同时，由于“P”端子电压输入单片集成电路使二极管VT2 截止，所以充电指示灯会熄灭，表示发电机处于正常工作状态。
（3）当发电机电压随转速升高到调节电压时，单片集成电路检测出该电压，于是VT1 由导通变为截止，磁场绕组中的电流消失，发电机电压下降。当电压下降到略低于调节电压时，单片集成电路使VT1 重新导通，反复这个过程，发电机输出的电压便被稳定在了调节电压的范围。
磁场电路断路时，“P”端子电压信号异常，单片集成电路检测到后，控制VT2 导通，点亮充电指示灯，以提示异常状况出现。
当发电机“B”端子断线时，发电机无输出，导致IG 点电位降低，当单片集成电路检测到IG 点电位低于13 V 时，便会控制VT2 导通，点亮充电指示灯，并根据“P”端电位将发电机端电压控制范围为13.3～16.3 V。
5. 微机控制的电压调节电路
目前，已经有越来越多的高档汽车将分立式的电压调节器淘汰，取而代之的是将电压调节器接在汽车电子控制模块或组件中，如图3.45 所示，其中模块式计算机用于控制通过转子中磁场绕组的电流。
这种系统不是利用类似可变电阻的作用来控制通过转子磁场绕组中的电流的，而是由微机以每秒400 个脉冲的固定频率向磁场绕组提供电流脉冲，通过改变占空比得到正确的励磁电流平均值，从而使发电机输出适当的电压。
图3.45 计算机控制调压电路
1—交流发电机；2—点火开关相线；3—电压表；4—点火开关；5—蓄电池温度信号；6—蓄电池信号；7—电压调节器信号；10—点火开关反馈电线；11—蓄电池；12—磁场控制线
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