Awaryjny obwód światła - jaka jest funkcja rezystorów, diod i kondensatora?

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Znalazłem ten obwód w Internecie. W tym przypadku żarówka świeci, gdy zasilanie AC jest WYŁĄCZONE, a żarówka gaśnie, gdy występuje zasilanie AC. Tak więc działa to jako obwód światła awaryjnego.

Udało mi się dowiedzieć, że gdy dostępne jest zasilanie prądem zmiennym, Q1 jest WYŁĄCZONE lub w regionie odcięcia, a zatem Q2 jest również WYŁĄCZONE. Dlatego żarówka nie świeci.

Ponadto, gdy zasilanie AC jest niedostępne, Q1 znajduje się w stanie ON lub regionie nasycenia. W konsekwencji Q2 znajduje się w obszarze aktywnym i działa jako wzmacniacz, powodując świecenie żarówki.

Nie rozumiem jednak dokładnego użycia rezystorów, kondensatora i diod w obwodzie. Rozumiem, że usunięcie choć jednego z nich powoduje, że mój obwód nie działa tak, jak to opisano powyżej, ale nie mogę zrozumieć, dlaczego.

Uwaga: Przeprowadziłem symulację tego obwodu w Multisimie, dzięki której byłem w stanie zweryfikować tryby działania Q1 i Q2 zarówno w przypadkach włączenia, jak i wyłączenia zasilania AC.

Gdy dostępne jest zasilanie prądem przemiennym, D2 jest prostownikiem półfalowym. Powstały prąd stały ładuje akumulator od V1 do R4. R4 ogranicza prąd ładowania.

D1 działa również jako prostownik półfalowy. Ładuje C1 raz na każdy cykl linii. To utrzymuje podstawę Q1 na wysokim poziomie, co utrzymuje ją z dala. To utrzymuje Q2 wyłączone, co utrzymuje lampę wyłączoną.

Gdy nie ma prądu zmiennego, R2 rozładowuje C1, który ostatecznie staje się wystarczająco niski, aby włączyć Q1. To włącza Q2, który włącza lampę. Teraz R4 ogranicza prąd przez Q1 do podstawy Q2.

Gdy napięcie na podstawie Q1 osiągnie stan ustalony, C1 nie będzie już pełnić żadnej funkcji. Jego zadaniem jest opóźnienie dostania się światła na tyle, aby nie działo się to między szczytami linii energetycznej. W końcu napięcie prądu przemiennego jest „wyłączone” dwa razy na cykl linii energetycznej.

Pytanie 2 jest całkowicie włączone lub całkowicie wyłączone. Po włączeniu jest nasycony, więc napięcie CE prawdopodobnie wynosi od 200 do 500 mV. W nasyceniu prąd bazowy jest wyższy niż musi być, aby utrzymać prąd kolektora. W takim przypadku prąd podstawowy będzie nadal nieco niższy niż prąd kolektora. Q2 działa głównie jak przełącznik sterowany prądem, chociaż przełącza prąd wyższy niż ten, którym jest sterowany.

R4 pełni podwójną funkcję, ograniczając prąd bazowy Q2, gdy zasilanie jest wyłączone i ograniczając prąd ładowania akumulatora, gdy zasilanie jest włączone. Należy zauważyć, że 100 omów i 6 V oznacza, że ​​prąd podstawowy dla Q2 będzie w regionie 50 mA, łatwo go nasycając, ale że R2 powinien być tak dobrany, aby rozproszyć powstałe ciepło. Zauważ również, że prąd ten jest zasadniczo podobny do prądu płynącego w lampie, więc wydajność pod względem żywotności baterii można poprawić, powiedzmy, dodając rezystor w połączeniu z bazą Q2, aby ograniczyć prąd bazy do około 6 mA.

Częścią punktu D2 jest zapobieganie przepływowi energii z akumulatora „do tyłu” przez obwód do miejsca, w którym mógłby naładować C1, co zapobiegłoby zapaleniu się lampy, nawet gdy zasilanie AC było wyłączone.