在发动机启动后，发动机曲轴皮带轮带动皮带驱动发电机发电，为整车电器系统提供电源，发电机的功率、蓄电池的容量以及整车电器设备的用电需求要相互匹配，满足电平衡需求。接下来从发电机发电的基本原理、整流器、调节器、过压保护等方面介绍目前主流的车用发电机。
1、发电机机工作原理
交流发电机发电的基本原理时电磁感应原理，皮带带动转子旋转，产生旋转磁场，切割定子线圈绕组，星形连接的定子绕组产生正弦交变电压，经全桥整流器整流后，输出直流电，供给整车用电器。转子磁场可以通过永磁体产生，但是不可控，且励磁电流较小，因此通过在转子的励磁线圈通电来产生磁场，线圈的匝数及励磁电流的大小决定磁场的强度，改变励磁电流的大小可以调节磁场强度，进而控制感应电压的大小。
2、整流器
蓄电池充电以及汽车上的电气系统都需要直流电，因此发电机产生的交变电压必须整流成直流电压，为了让交变电压的正半波和负半波都能有效的用于供电，可采用全桥整流，该桥式整流电路有6个二极管组成，每个支路由2个功率二极管组成，其中一个连接正极侧，而另一个连接负极侧。
整流时二极管导通条件：a、对于3个正极二极管（D1/D3/D5），在某瞬时，电压最高的一相正极管导通。b、对于3个负极二极管（D2/D4/D6），在某瞬时，电压最低一相导通，但同时导通的只有两个管子，正负极各一个。正半波和负半波电压的包络线叠加后产生波动较小的整流电压，在发电机两端并联的蓄电池或是整车电气系统的电容器可进一步平滑发电机输出的直流电。
另外，发电机中的整流二极管不仅可以整流发电机电压和励磁电压，而且可以阻止蓄电池通过三相定子绕组放电。
3、调节器
在恒定的励磁电流的情况下，发电机的输出电压取决于转速和负载，而发动机的转速在不同工况波动时比较大的，如果没有调节器发电机的输出电压随着转速不断变化，不能满足整车用电器工作电压的要求，所以为了整车电气系统电压在发动机的转速范围内保持恒定，需要电压调节器调节励磁电流的大小，从而控制转子中的磁场强度，进而控制发电机的输出电压。一般使用12V蓄电池的整车电气系统，其电压设定值为14V左右。
电压调节的原理：当电压超过设定值得上限时，调压器末端驱动级断开，由于励磁线圈的自感作用，励磁电流通过续流二极管，励磁电流减弱，发电机电压降低。当电压低于设定值时，调压器再次接通励磁电流，使励磁增强，电压上升。当电压再次超过设定值上限时，控制过程同上，循环下去。由于控制步长为毫秒级，因此发电机电压的平均值在调压器的作用下能较好地接近预设的特性曲线。
目前的主流车用调节器又分为多功能调节器及带LIN通讯的智能调节器。
智能发电机可根据车辆加、减速并结合蓄电池的状态参数控制发电机的输出电压，在车辆加速时，降低发电机的输出电压，减速时，提高发电机的输出电压，怠速和匀速行驶时，根据蓄电池的SOC确定适当的发电机电压，从而实现车辆制动能量部分回收机节油减排的目的，同时智能发电机调节器也有故障诊断的功能。
4、过压保护
整车电气系统产生过压的情况大致有这几种情况:
①调节器故障
②蓄电池故障，虚接。
③切换电感大的负载。
过压是在毫秒级的电压峰值，幅值最高可达350V，通常蓄电池负极没有打紧或者大负载断开时，会出现抛负载，此时发电机电压会出现峰值。过压保护的方法：1、通过稳压二极管代替功率二极管，将出现的大能量电压峰值限制在允许范围内。