孫宜忠

（徐州技師學(xué)院，江蘇徐州221151）

汽車上交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，一般發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速度比為1.7～3， 這樣一來交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，根據(jù)發(fā)電機(jī)的空載特性可知，發(fā)電機(jī)的輸出電壓是隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而增高的，因此發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓變化范圍也很大，而汽車上的用電設(shè)備則需要恒定的電壓，為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器才能正常工作。 否則用電設(shè)備會(huì)在發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定的電壓范圍內(nèi)很快損壞。影響汽車的安全運(yùn)行。

1 電壓調(diào)節(jié)器的分類及功用

電壓調(diào)節(jié)器按其工作原理分為觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器、電子式（無觸點(diǎn)）調(diào)節(jié)器，電子式調(diào)節(jié)器包括晶體管調(diào)節(jié)器、集成電路調(diào)節(jié)器、電腦控制調(diào)節(jié)器；按所匹配的發(fā)電機(jī)搭鐵形式分為內(nèi)搭鐵式調(diào)節(jié)器、外搭鐵式調(diào)節(jié)器；按安裝方式分為內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器和外裝式調(diào)節(jié)器；按功能分為單功能調(diào)節(jié)器和多功能調(diào)節(jié)器。 隨著科學(xué)電子技術(shù)的發(fā)展，目前交流發(fā)電機(jī)幾乎全部采用電子式調(diào)節(jié)器， 其優(yōu)點(diǎn)是電壓調(diào)節(jié)器精度高，可達(dá)±0.3v，而且不產(chǎn)生火花，還具有質(zhì)量輕，體積小，壽命長（能達(dá)16 萬km 以上），可靠性高，電磁干擾小，能通過較大的勵(lì)磁電流（可達(dá)6A 以上），耐高溫（130℃正常工作）、耐振等特點(diǎn)

電壓調(diào)節(jié)器的功用是把發(fā)電機(jī)的輸出電壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)上的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)輸出電壓，使其輸出電壓保持恒定。

2 集成電路（IC）電壓調(diào)節(jié)器的工作原理

2.1 電路介紹

下圖是集成電路電壓調(diào)節(jié)器電路， 它是內(nèi)裝式四接頭電壓調(diào)節(jié)器，電路圖左邊為發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子線圈和橋式整流電路，中間為IC 電壓調(diào)節(jié)器電路， 右邊為蓄電池及用電設(shè)備、 開關(guān)和充電警告燈等。 在此電路中，端子B 為發(fā)電機(jī)輸出電壓端子；端子P 為定子線圈某一相線，用于控制三極管T2 的導(dǎo)通和截止，使充電警告燈點(diǎn)亮和熄滅；F 為轉(zhuǎn)子磁場線圈端子，調(diào)節(jié)器由此端子控制磁場繞組的通斷；端子S 為檢測蓄電池電壓的端子，IG 表示通過線束連接至點(diǎn)火開關(guān)的端子，用于檢測蓄電池和發(fā)電機(jī)電壓，給電壓調(diào)節(jié)器提供工作電壓，從而控制三極管T1 的導(dǎo)通和截止（即控制轉(zhuǎn)子磁場的通斷）；L 為充電警告燈的連接端子；E 為發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器的搭鐵端子； D1 為續(xù)流二極管，用于吸收勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢。

2.2 工作原理

a）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)（SW1）在閉合檔（ON），蓄電池電壓通過SW1 由IG 端子接入M-IC 觸發(fā)三極管T1 使其導(dǎo)通， 構(gòu)成轉(zhuǎn)子線圈電流回路， 但由于此時(shí)沒有發(fā)電，P 端子電壓0v, 因此M-IC又將T1 截止，盡可能減少蓄電池的放電，同時(shí)將這一信號(hào)傳送給T2，使其導(dǎo)通，構(gòu)成充電警告燈的點(diǎn)燈電路，電流路徑為：蓄電池（+）→SW1→充電警告燈→L 端子→T2 管壓降Uce→搭鐵→蓄電池（-） 點(diǎn)亮充電警告燈。

b）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，發(fā)電機(jī)發(fā)電，輸出電壓且低于規(guī)定電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，M-IC 觸發(fā)T1 使其導(dǎo)通，但發(fā)電機(jī)由他勵(lì)變?yōu)樽詣?lì)，構(gòu)成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流路徑，即發(fā)電機(jī)輸出電壓B（+)→轉(zhuǎn)子線圈→F端子→T1 管壓降Uce→搭鐵→發(fā)電機(jī)（-），以允許足夠的勵(lì)磁電流流過，使發(fā)電機(jī)電壓升高，B 端子電壓高于蓄電池電壓，給蓄電池充電，并給其它用電設(shè)備供電， 此時(shí)P 端子電壓也增加，M-IC 確定正在發(fā)電，并送出關(guān)閉信號(hào)使T2 截止，切斷了充電警告燈的點(diǎn)燈電路，從而使充電警告燈熄滅。

c）當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電且高于規(guī)定電壓時(shí)，如T1 繼續(xù)導(dǎo)通，B 接線柱電壓升高，當(dāng)S 端子電壓超過規(guī)定電壓時(shí)，M-IC 將使T1 截止，切斷了轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流經(jīng)吸收二極管D1 而衰減，使其B 處電壓降低， 當(dāng)S 處電壓降到低于要求電壓時(shí)，M-IC 再將T1 導(dǎo)通從而使轉(zhuǎn)子線圈電流增加，B 處電壓也增加， 調(diào)節(jié)器通過以上重復(fù)的操作將S 處的電壓調(diào)節(jié)為恒定電壓。

多功能內(nèi)裝式電壓調(diào)節(jié)器與交流發(fā)電機(jī)組成的整車電路原理圖

該集成電路電壓調(diào)節(jié)器還具有以下功能，即出現(xiàn)下列情況充電警告燈會(huì)發(fā)出警告，點(diǎn)亮充電警告燈，提示駕駛員電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

1）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈開路→發(fā)電機(jī)不發(fā)電→P 處電壓0v→M-IC 使T2 導(dǎo)通→充電警告燈亮燈；

2）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈短路→F 處產(chǎn)生大電流→MIC 使T1 截止、T2導(dǎo)通→充電警告燈亮燈；

3）S 端子開路→S 無電壓→M-IC 使T2 導(dǎo)通→充電警告燈亮燈；

4）B 端子開路→S 處電壓下降→MIC 使T2 導(dǎo)通→充電警告燈亮燈；

5）F 和E 之間短路→T1 不調(diào)節(jié)電流→S 處電壓增大→S 處電壓增大→M-IC 使T2 導(dǎo)通→充電警告燈亮燈。

3 電壓調(diào)節(jié)器故障分析

集成電路電壓調(diào)節(jié)器的故障模式分為兩種：一種，是產(chǎn)品在制造過程中形成的隱患導(dǎo)致調(diào)節(jié)器無法正常使用而出現(xiàn)的故障； 另一種，是由于其他外部原因?qū)е抡{(diào)節(jié)器損壞而出現(xiàn)的故障。第一種故障的表現(xiàn)形式有所選的半導(dǎo)體器件如二極管、三極管、集成電路等溫度特性不好所致，高溫下漏電流大，工作點(diǎn)漂移，參數(shù)改變，電容器容量變小，象電容C1 漏電會(huì)使發(fā)電機(jī)輸出電壓大幅降低； 還有是制作和生產(chǎn)工藝不細(xì)，導(dǎo)致元器件的引線、引腳焊接不好，造成虛焊、假焊；塑封不嚴(yán)等造成觸點(diǎn)、引線、電路板氧化。第二種故障的表現(xiàn)形式有調(diào)節(jié)器與發(fā)電機(jī)參數(shù)不匹配造成的故障，再就是發(fā)電機(jī)上的有關(guān)器件損壞后導(dǎo)致調(diào)節(jié)器故障，如整流器中某二極管短路，會(huì)使調(diào)節(jié)器中的內(nèi)部功率管T1 的Uce 斷路損壞，從而使發(fā)電機(jī)沒有勵(lì)磁電流導(dǎo)致不發(fā)電，若二極管開路， 則發(fā)電機(jī)發(fā)電量不穩(wěn)定， 使充電警告燈時(shí)閃時(shí)滅； 三極管T2Uce 因某種原因擊穿短路或斷路，會(huì)使充電警告燈常亮或有故障也都不亮了。 發(fā)電機(jī)在長期使用中，會(huì)使軸承磨損、松動(dòng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子掃鏜，轉(zhuǎn)子線圈短路， 電刷架松動(dòng)或滑環(huán)間有異物造成滑環(huán)之間的短路等，都是造成調(diào)節(jié)器損壞的原因，還有在行車中也會(huì)出現(xiàn)的故障，如汽車高速行駛時(shí)，遇到道路坎坷不平采取急剎車，此時(shí)發(fā)電機(jī)為高速運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)載突然斷開，這時(shí)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的標(biāo)稱電壓約為正常電壓時(shí)的6 倍的瞬間脈沖高壓（約為90v），會(huì)出現(xiàn)燒車燈和燒壞儀表等現(xiàn)象，整車線路中接插件、保險(xiǎn)絲、開關(guān)的接頭接觸不良、松動(dòng)、氧化和腐蝕等現(xiàn)象，在顛簸振動(dòng)下會(huì)產(chǎn)生虛接打火現(xiàn)象，也是造成調(diào)節(jié)器損壞的原因，所以要經(jīng)常定期對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，發(fā)現(xiàn)不良部件及時(shí)進(jìn)行更換，對(duì)整車的供電線路的保險(xiǎn)絲、接插件、開關(guān)也要定期檢查維護(hù)，只有這樣才能保證發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器使用持久性；從而使汽車安全的行駛。

4 結(jié)束語

通過以上對(duì)電壓調(diào)節(jié)器的分類、功能、電路工作原理、故障分析等，使我們更加了解電壓調(diào)節(jié)器，目前轎車上已大量采用集成電路調(diào)節(jié)器，所以掌握以上知識(shí)對(duì)維修汽車電源系統(tǒng)、判斷故障點(diǎn)，特別是調(diào)節(jié)器內(nèi)部電路器件的損壞時(shí)都會(huì)有很大的幫助。

［1］周建平.汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京:人民交通出版社,2010.

［2］陳林山.汽車電氣系統(tǒng)維修[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.

［3］趙鳳杰.汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京：人民交通出版社，2005.