汽車發(fā)電機是為車輛提供電能的電器設(shè)備，其轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化。而發(fā)電機電動勢的高低與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速及磁極的磁通成正比。故發(fā)電機的電壓必然隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化。同時由于在一定條件下發(fā)電機的輸出功率是定值(P功率＝I電流×U電壓)，當(dāng)車輛電器負載較小時，發(fā)電機電壓會升高，而車輛電器負載較大時，發(fā)電機電壓會降低。而車用電器設(shè)備及蓄電池充電均要求發(fā)電機必須在某一恒定電壓下工作，如12V 系統(tǒng)的工作電壓一般為14±0.25V，24V系統(tǒng)的工作電壓為28±0.3V。這就產(chǎn)生了調(diào)節(jié)和控制電壓的裝置――電壓調(diào)節(jié)器。

電壓調(diào)節(jié)器主要是利用改變流過轉(zhuǎn)子的激磁電流通斷，進而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子磁場的大小進行工作的。當(dāng)發(fā)電機產(chǎn)生的電壓低于調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)器不起作用。當(dāng)發(fā)電機輸出電壓超過調(diào)節(jié)電壓預(yù)設(shè)值時，勵磁電流被調(diào)節(jié)器斷開。這時發(fā)電機電壓下降，當(dāng)降到下限電壓額定值時，調(diào)節(jié)器重新接通勵磁電流，電壓再次逐漸升高，調(diào)節(jié)器開始新一輪調(diào)節(jié)循環(huán)。

一、調(diào)節(jié)器的技術(shù)發(fā)展

調(diào)節(jié)器是發(fā)電機的一個關(guān)鍵部件，也是技術(shù)含量較高和技術(shù)更新?lián)Q代較快的零部件。自上世紀50年代交流發(fā)電機問世以來，隨著技術(shù)進步和車輛使用要求的提高，調(diào)節(jié)器大致經(jīng)歷了4個發(fā)展階段。

第一階段：電磁式電壓調(diào)節(jié)器，即機械式調(diào)節(jié)器。這種調(diào)節(jié)器有觸點、鐵心、支架、彈簧等機械部分，利用觸點的不斷振動，通過觸點的開閉時間，來控制發(fā)電機的激磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓得到穩(wěn)定。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、質(zhì)量重、故障多、可靠性差、壽命短；電壓調(diào)節(jié)精度低，其控制范圍一般在1V左右，甚至還要更大。而且其觸點振動時會產(chǎn)生火花，造成觸點燒蝕，無線電干擾大，現(xiàn)在基本已被淘汰。

第二階段：分立元件調(diào)節(jié)器。20世紀60年代以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開始采用分立元件的晶體管電壓調(diào)節(jié)器。該類調(diào)節(jié)器利用串聯(lián)在發(fā)電機激磁電路中的大功率三極管的導(dǎo)通與截止來控制激磁電路的通和斷，調(diào)節(jié)激磁電流的大小，使發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值范圍之內(nèi)。分立元件調(diào)節(jié)器將全部的電子元件焊接在印制的電路板上，并固定在調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)，然后用硅膠灌封。相對電磁式調(diào)節(jié)器而言，其電壓調(diào)節(jié)精度高，一般控制在0.3～0.5V之間；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，沒有無線電干擾，成本更低。因此，分立元件調(diào)節(jié)器在當(dāng)時被廣泛應(yīng)用，目前國內(nèi)仍有發(fā)電機廠家在采用。但是受專業(yè)焊接、電器件篩選設(shè)備的水平、電器件本身穩(wěn)定性的限制，分立元件調(diào)節(jié)器一致性差、抗反向電壓能力差、抗振性差、調(diào)節(jié)器容易失控，只適合當(dāng)時車用電器較少且要求不高的狀況。因此隨著性能更加優(yōu)異的集成電路的出現(xiàn)，其正逐漸退出歷史舞臺。

第三階段：半導(dǎo)體集成電路調(diào)節(jié)器。20世紀70年代以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進一步發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路調(diào)節(jié)器得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。該類調(diào)節(jié)器也是利用晶體管組成開關(guān)電路，以控制激磁電流通斷時間來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓。但是，所有晶體管都不再用外殼，而是把二極管、三極管的管芯集成在一塊硅基片上。這就實現(xiàn)了調(diào)節(jié)器的小型化，可以將其裝在發(fā)電機內(nèi)部，減少了外接線，縮小了整個充電系統(tǒng)的體積。另外其調(diào)節(jié)精度高，在轉(zhuǎn)速和負載變化時，電壓波動范圍一般不大于0.3V；成本較低，抗振性好。但是隨著車輛用電器的增加，客戶希望進一步提高調(diào)節(jié)器的可靠性，并能實現(xiàn)更多的功能，如：報警、自保護等，因此出現(xiàn)了混合集成電路調(diào)節(jié)器(有人稱之為第四階段)。

第四階段：混合集成電路調(diào)節(jié)器。這種調(diào)節(jié)器是把專用的集成電路芯片與相關(guān)的電阻、電容、配線等元件做在絕緣膜上，在其外部采用統(tǒng)一的封裝形式，做成一個模塊化的單元，然后再將此模塊與三極管、二極管等集成在基片上。根據(jù)絕緣膜的厚度，可分為薄膜混合集成電路和厚膜混合集成電路。混合集成電路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)精度更高、絕緣性能好，減少了外部溫度、濕度對其的影響、壽命更長，更能適應(yīng)外部環(huán)境的變化。

二、國內(nèi)應(yīng)用情況

目前，市場上主導(dǎo)產(chǎn)品為第三代和第四代調(diào)節(jié)器，但因車型不同仍有所差別。國內(nèi)轎車已全部采用引進技術(shù)的發(fā)電機――即全部采用第四代調(diào)節(jié)器；低檔卡車和農(nóng)用車為降低成本，大部分采用第二代調(diào)節(jié)器；中高檔卡車使用的調(diào)節(jié)器參差不齊，第二代、第三代和第四代調(diào)節(jié)器均有使用；客車由于用電器較多，其大功率發(fā)電機基本上采用穩(wěn)定性更高的第四代調(diào)節(jié)器。而真正的第四代集成電路調(diào)節(jié)器制造工藝非常嚴格并且達到規(guī)模化生產(chǎn)才能降低成本，只有具備相當(dāng)專業(yè)技術(shù)水平、設(shè)備水平和規(guī)模化的專業(yè)廠家才能生產(chǎn)。