誊蔫｜ 鍪 ｜ ｉ ｜ 萎 ｜ ｉ一 ｌ （ 、Ｉ・ 瞧肾 内装式电压调节器结构原理及常见故障分析 黄会平’，王宝良 （１．浙江安美德汽车配件有限公司，浙江湖州 ３１３０００； ２．秦皇岛纳川电子有限公司，河北秦皇岛０６６６００） 摘要：详细介绍单功能内装式汽车发电机电压调节器的结构、工作原理以及发生故障的原因和预防措施。 关键词：调节器；故障模式；预防措施 中图分类号：Ｕ４６４．３３６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—８６３９（２０１２）０７—００５８—０２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｃｏｍｍｏｎ Ｆａｕｌｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｕｉｌｔ－ｉｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ＨＵＡＮＧ Ｈｕｉ—ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｂａｏ・ｌｉａｎｇ （１．ＡＤＤ Ａｕｔｏ—ｐａｒｔｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕｚｈｏｕ ３ １ ３０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｃｈｕａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｆａｕｌｔ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｏ—ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｂｕｉｌｔ—ｉｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｇｕｌａｔｏｒ；ｆａｕｌｔ ｍｏｄｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅ 交流发电机内装式电压调节器分为单功能和多 功能两种，国内应用较多的为单功能电压调节器， 也是本文描述的重点。 １ 外形结构 １ｂ）五十铃系列（含长安之星产品）：③以锦州汉 （图１ｄ）。 （图１ａ）采用三引脚 拿电机厂为代表的三菱系列（图ｌｃ）；④以襄樊东 风厂为代表的国产系列典型的内装式调节器外形引出方式，即Ｄ＋（励磁正极），Ｆ（磁场端），Ｅ（搭 如图１所示，国内应用的单功能电压调节器从 铁），其原理图如图２所示。改进型的单功能调节器 （如五十铃系列）是在原三引脚调节器基础上，在调 节器外部又加装了一只二极管Ｄ，和一只电阻Ｒ ，并 外观结构上来分，主要有４类：①以摩托罗拉产品 为代表的三引脚系列（图ｌａ）；②以４９３发动机配套 的电机厂将三引脚电压调节器改装成四引脚的（图 增加了一只ＩＧ引脚（电源正极），其原理图见图３。 而三菱系列改进型产品与五十铃系列产品相同．只 是将电阻和二极管做在调节器内部芯片上。 ＩＧ Ｄ Ｆ （ａ）三引脚系列 （ｂ）五十铃宝典系列 一一 （ｃ）兰菱系列 （ｄ）国产系列 图１单功能电压调节器外形结构图 修改稿收稿日期：２０１２—０５—０２ Ｅ 图２内装式调节器 电路原理图 图３改进型单功能调节器 电路原理图 ２ 工作原理 图２是内装式单功能电压调节器的典型电路图． 图３是将三引脚改成四引脚的电路图，两者不同之 处是增加了一个电阻Ｒ 和一个二极管Ｄ，。图４是单 作者简介：黄会平（１９６２一），男，工程师，主要从事汽车发电机生产与制造；王宝良（１９５３一），男，高级工程师，主要 从事调节器研发与制造。 ５．８ ￣￣）２０１２年第７期 （ Ⅳ嚣 ０，ｆ ＾ ｜Ｊ疗良 路｜，，∞３ ｉ ｜＿ ＿ ｌ ｌ 一＿ｌ ； ｌｌＩｌｌｌｌ＿ 使用故障。 ３．１ 产品故障主要表现形式 １）产品在低温或高温状态下不发电 或发电量失控，温度恢复后，该调节器 又能正常工作。这种故障主要是所选用 的元器件温度特性不好所致．如二极管、 三极管高温状态下漏电流变大，电容器 高温容量变小，集成电路在高温或低温 下工作失效等。 ２）使用一段时间后电压值漂移，出 现电压值偏高或偏低现象。这种现象由 两种原因构成：一是稳压管品质差，长 图４单功能内装式电压调节器与发电机组成的整车供电原理图 时间通电工作后，稳压值漂移：二是所 选用电阻品质不好．使用一段时问后， 功能内装式电压调节器与发电机组成的一个典型的 整车供电系统原理图。由图４可以看出，该电阻和 二极管与充电指示灯并联．其作用是使转子的预励 磁电流（接通点火开关Ｋ，发动机未起动时通过发 电阻值漂移或是厚膜电路引起的阻值漂移。此类故 障一般在半年内出现的较多。 ３）当蓄电池充电饱和。充电指示灯闪亮。这是 产品在设计时，电路参数选择不合理．使调节器的 开关灵敏度太低引起的。解决方法需重新调整电路 参数，提高调节器的开关灵敏度即可。 电机转子的电流）增大，从而达到降低建压转速 （灭灯转数）的目的。 点火开关Ｋ闭合后．发电机预励磁电流的走向为： ４）使用半年或一年后，故障率变高。这主要是 生产工艺控制不到位或不合理造成的，表现形式主要 以虚焊为主。如电路板和封装材料温度变化系数不一 致．由于温度变化比较大产生的形变应力导致的元器 蓄电池正极≮兰鑫喜 一调节器功率管一励磁绕组Ｌ 搭铁。充电指示灯点亮，当 汽车起动后，发电机进人发电状态。经整流桥整流 件开焊；引线，引脚由于虚焊引起的局部氧化、开 焊；由于封装不严进水，受潮引起的电路板腐蚀等。 上Ｌ￥４种故障现象，均是由生产厂家在产品的生 后，一路由Ｂ＋引出，与蓄电池正极接在一起，给整 车用电器供电；另一路由Ｄ＋引出，给发电机励磁绕 组Ｌ 及电压调节器供电。因发电机发电后，Ｂ＋和Ｄ＋ 处于等电位，充电指示灯熄灭．表示发电机进入正 常工作状态。 产过程中遗留的隐患造成的，与用户使用无关。要 克服之，必须从源头做起，把住三关：做好新产品 设计验收关．把好材料进厂检验关和抓好生产工艺 控制关。把好这三关，上述故障才能降低或根除。 ３．２使用故障主要表现形式 １）与发电机参数不匹配造成的故障现象 几年前，国内一合资企业将全新工艺的进口单 芯片调节器装在微型车的发电机上．出现了行车万 公里损坏百分之七的现象。为了查出原因，解剖了 ２Ｏ只样品件，在显微镜下，将芯片放大１００倍进行 观察，其故障现象均为两线条之间击穿。用脉冲电 压进行模拟试验，当Ｅ、Ｄ＋之间脉冲电压达到７５Ｖ 时，两线条便击穿。与供应商协商，说该产品在欧 当蓄电池充电饱和，Ｂ＋点电压升高，Ｄ＋点电压 也随之升高。经Ｒ。、Ｒ：分压后，Ａ点电位也升高，当 Ａ点电位升到高于稳压管Ｄ。 的击穿电压时，Ｄ 。击穿 导通，使Ｔ 由原来的截止状态变成导通状态。Ｃ点电 位由原来的高电位降至０电位，Ｔ：截止，励磁绕组Ｌ 无电流，转子磁场减弱，发电机发电量减小，此时 汽车用电由蓄电池供电。Ｂ＋点电位降低，Ｄ＋点电位 随之降低．导致Ａ点电位下降，稳压管Ｄ。。由原来的 击穿状态又恢复到截止状态。Ｔ。由导通状态变成截 止状态，Ｃ点电位升高，Ｔ 再次进入导通状态，Ｌ 重 新励磁，发电机恢复发电。发电机与调节器配合工 作，周而复始，使发电机的输出电压保持稳定。 ３常见故障分析 洲市场每年用几百万只，未出现过类似故障。产品 品质不存在问题，也就是说欧洲生产的发电机不可 能出现７５ｖ以上的脉冲电压，而国产的发电机可能 出现７５Ｖ以上的脉冲电压。通过对２种发电机进行 ６０００ｒ／ｍｉｎ的抛负载对比实验，将该调节器装在原装 欧洲产发电机上不损坏，而装在国产发电机上损坏， 进一步试验发现欧产发电机所用的雪崩整流管．把 （下转第６２页） 《汽车电器》２ｏ１２年第７期 内装式电压调节器的故障模式主要分为两大 类：一是产品在生产过程中形成的隐患导致调节器 无法正常使用出现的故障现象，本文称为产品故 障；二是经由其他因素引起的故障现象，本文称为 ＿｜ｌｌ ＿Ｑ 嘲 、． 却 鲫 ＯＮ（ＩＧ）位置时，ＭＩＬ指示灯将亮起数秒钟，发动 机起动后ＭＩＬ指示灯熄灭。 接自１号ＥＦＩ熔断丝 接自ＥＦＩ继电器 节气门位置传感器 加速踏板位置传感 （带ＩＣ的传感器） 发动机冷却液温度 传感器、进气温度 传感器等 图７ ＥＣＭ输出电源电路 图６带智能钥匙系统ＩＧＳＷ端电源信号 ２ ＥＣＭ输出电源 ＥＣＭ从蓄电池获取电压后，经恒压处理持续生 成５Ｖ电源，提供给ＥＣＭ的微处理器，使其进入工作 状态。与此同时，ＥＣＭ也通过ＶＣ输出电路向传感器 参考文献： ［１］钱人一．现代汽车发动机电子控制［Ｍ］．上海：上海交 通大学出版社．２００８． ［２］ＴＯＹＯＴＡ ＭＯＴＯＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ．Ｏ１—００５—２ＡＺ—ＦＥＥＮＧ 及执行器供电，其主要供电对象为节气门位置传感 器、加速踏板位置传感器、发动机冷却液温度传感 器、进气温度传感器等。ＥＣＭ输出电源电路如图７ 所示。 ＩＮＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ［Ｚ］．２００７． ［３］纪光兰．汽车电器设备构造与维修［Ｍ］．北京：机械工业 出版社．２００８． 由图７可知．ＥＣＭ内的微处理器和传感器均由 ＶＣ电路供电，因此当ＶＣ电路短路时，微处理器和 传感器被停用。此时，系统不能起动，即使系统出 现故障，ＭＩＬ（Ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｌａｍｐ）指示灯 也不会亮起。正常情况下．将点火开关首先转到 ［４］ＴＯＹＯＴＡ ＭＯＴＯＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ．２００７ ＣＡＭＲＹ Ｒｅｐａｉｒ ＭａｎｕＭ［Ｚ］．２００７． 、 （编辑杨景） ０＿。＜ ０ＣｘＨ －ｏＣｘ ＞ｏｅ－０Ｃ＞０◇３Ｃｘ （上接第５９页） （使用时间比较长的货车出现几率偏高，轿车很少 见）。用户常将这种现象归结为发电机故障，也是 目前汽车配件市场发电机无故障而又退货量较大 （约７％）的一个主要问题。通过对这种现象的多次 脉冲电压的幅值在３０ｖ左右，而国产发电机所 用的普通整流管脉冲电压峰值高达９０Ｖ。这是一次 典型的调节器与整流桥不匹配而造成故障的例子。 ２）发电机上的相关故障件引起的调节器损坏 有些内装式电压调节器损坏。不是调节器本身 有故障，而是由发电机上的相关故障件损坏而引起 的。如发电机中整流桥的励磁二极管损坏，若呈短 调研．初步认定该故障是由两方面因素造成的：一 是车辆在正常行驶过程中，不注意对车辆电路进行 维护、保养，使整车线路中所用的插接件、熔断 丝、开关的接头处有接触不良、松动、氧化和腐蚀 等现象，在激烈颠簸震动下，产生虚接打火现象； 路状态，将导致调节器内部功率管损坏；若呈开路 状态，将导致发电机发电量不稳定，充电指示灯闪 亮；若整流桥Ｄ＋与Ｂ＋导电片之间塑料被击穿呈电阻 状态，将出现指示灯暗亮等，虽然调节器未损坏， 但也常常误认为是调节器的故障。发电机在长期使 用中，因轴承损坏出现的转子扫膛、转子绕组短路 以及因电刷架松动或滑环间有异物造成的滑环之间 二是发电机在高速状态下，当负载突然断开时，将 产生高于标称电压约６倍的瞬间脉冲电压。通过对 山东某厂生产的１４Ｖ／５００Ｗ无刷发电机做５０００ ｒ／ｍｉｎ 抛负载试验，测得瞬间脉冲电压峰值约为９０Ｖ，在 １．５倍标称电压２１ Ｖ时，脉冲宽度约为２００ ｍｓ。 在上述两个因素中，如果将第一个因素克服 了，第二个自然就不存在了。所以在汽车维护修理 过程中，往往只注重机械方面，而忽略电器方面， 短路等，都是造成调节器损坏的因素。所以，在使 用过程中对发电机进行定期保养．对不良部件及时 发现并及时更换，避免故障范围扩大，也是提高发 电机电压调节器耐久性的有效方法。 ３）行车中出现的故障 这样做是不合理的。插接件的虚接、熔断丝、开关 和触点烧灼氧化以及接线螺钉松动，都是在行车中 造成电器故障的主要隐患，定期对这些部件进行检 查、维护和更换，能减少行车中的电气故障，从而 保证行车安全。 （编辑 罗 茜） 汽车在高速行驶过程中，因路面凹凸不平出现 的大幅度颠簸震动以及急制动过程中出现的烧车灯 和烧仪表现象。这也是目前最难处理的故障之一 ．Ｉ．．．．０．Ｉ．＿．．●・ 选择《汽车电器》成就你我辉煌！ ∈’２ 《汽车电器》２ｏ１２年第７期
