汽车交流发电机纹波电流及其抑制
图5绘出如今广泛应用的集成电路（IC）电压调节器电路。采用覆膜技术，将不同元器件聚集在一块瓷板上，核心控制部分是一块集成电路，输出常用达林顿管。虽然总的调节原理与电子式的相同，但大大提高了可靠性。
“纹波”原定义是直流电源中没有充分滤波的小的脉动输出分量。纹波系数γ是电源的纹波电压有效值Ur与直流分量的平均值Up间的比值。三相全波整流γ为16％。
汽车交流发电机纹波电流Ir为下式所定义
二、设计制造过程中影响纹波电流的因素及故障情况
三相定子绕组制造过程不可避免地会产生各相阻抗不均衡，所以输出电动势波形也会三相不对称。绕组不均衡是纹波电流超标主因之一。但这时反映在测试台上，建压转速（Turnon speed）会明显下降。各相的整流二极管特性曲线也不可能一致性很好，反向漏电流、管压降的差异也引起合成波形的畸变。8管整流桥有较高的输出功率，但纹波明显高于6管。三相星形定子绕组，11管有中点的整流，可克服三相不对称。整流电路的不同，输出的纹波会有较大的差异。9管整流器的发电机中有3个正向连接的小功率二极管，用来反馈一小部分电流给转子中的励磁线圈。
实际现场使用或测试台上，发电机并联着蓄电池，蓄电池能起纹波吸收器的作用。如图1所示，汽车发电机内部电路并不复杂。但线路元件间有一系列连接端，若电路中有接触不良的端子（如表面氧化、腐蚀，压接不紧），便增大回路的电阻。实际工作中多次发现过，有的是发电机内部端子电连接不良，有的是蓄电池正端子被腐蚀，尽管直流电阻还能被测到低数值，但高频阻抗（容抗）存在，造成高的纹波电压。
发电机装在发动机上，交流发电机功率输出端应该用极小阻值的导线直接接至蓄电池正极，使纹波电压进入蓄电池。绝大多数汽车电路系统都是负极搭铁。从蓄电池负极到发动机，穿越机身到发电机的返回路径，各连接处都应有较小的回路阻抗，才能保证电压的纹波最低。整个汽车的搭铁连接线采用铜表面有防氧化镀覆的扁平编织带，也是降低纹波电压的有效措施之一。
过滤纹波电压常用滤波电容器的办法，它旁路了纹波电压，滤波电容器必须尽可能装在发电机输出端附近。电容器接线要一端接在发电机输出端，另一端搭铁，接成与电路并联。对于国内很多对国外发电机进行来样仿制的企业一定要注意，如原样机用容量5.6mF的电容器，对你的产品就不一定合适。尽管你的产品结构、输出特性与原样机相近，但绕线嵌线工艺、内部布局、二极管调节器特性、原材料元器件的差异，会使两者谐振频率不同。电容器对直流电压是开路的（高阻抗），而对谐振频率电容器是短路的（低阻抗），旁路谐波电流返回发电机。以这种方式制成低通滤波器，谐振频率所针对的电容器容抗和回路感抗应该相等，这样才有最低的回路阻抗，最好的滤波效果。恰当容量的电容器正好可以旁路等于或小于该频率的谐波。假如要过滤射频干扰（这时作用在天线上），它是高频电容器，容量在pF范围。电容器的引线长度，在滤波电路中应尽可能做得短。
铁氧体磁心的感应滤波器可用来阻塞纹波。绕在磁心上的绕组在回路上形成一个较大的感抗，直流可以顺利通过，却有效抑制谐波分量，起到滤波作用。虽然铁氧体线圈有令人惊异的滤波能力，由于体积相对电容为大，交流发电机的电压波纹大都依赖电容器来旁路，装在发电机输出端。电容器用于高阻抗电路，铁氧体线圈用于低阻抗电路，为防止射频干扰，在无线电功率输入端安装铁氧体感应滤波器。
如某相绕组匝间或对搭铁绝缘不良，某接线端子接触电阻特大，滤波电容器电容值变异乃至失效，各二极管特性曲线差异过大，调节器故障等，均会造成纹波电流值大幅上扬。
三、纹波电压的测量和允许的纹波电流值
生产制造中，汽车发电机的纹波和交流电压可用万用表的交流档进行测试。将万用表黑笔可靠搭铁，红笔接在发电机背后的“BAT”端（不是蓄电池）。好的发电机在运行时，其交流值应小于0.5V。
电压值过大表明发电机二极管损坏。
一台正常的汽车发电机在测试台上反映的2500r/min的纹波电流，应小于额定的最大输出电流的20％。若大于20％，表明该发电机内部有品质不良的因素。当然，有时也会因测试回路问题在检测报告中反映纹波电流过大的，这是需要排除的。
这项纹波电流的要求，国外各发动机配套厂也互有差异。国际汽车监察局（International Automotive Oversight Bureau）的网站（http：//www.iaob.org）中有关的规范也只有模糊的规定，所以还是以各公司内部标准要求为准。
四、结语
几年来的实践使我们认识了汽车发电机纹波电流的本质，掌握了抑制纹波电流的方法，能定量地确定降低纹波电流的电路参数。应密切关注交流发电机的回路阻抗，整流器调节器的性能，滤波电容器的各项参数，使我国出口产品的品质稳步提高。也期待国内同行指正与交流。(end)
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