Цепь аварийного освещения - Какова функция резисторов, диодов и конденсаторов?

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Я нашел эту схему в интернете. При этом лампа горит, когда источник переменного тока выключен, и лампа гаснет, когда источник переменного тока присутствует. Итак, это функционирует как цепь аварийного освещения.

Мне удалось выяснить, что, когда источник переменного тока доступен, Q1 выключен или находится в области отсечки и, следовательно, Q2 также выключен. Следовательно, лампочка не светится.

Кроме того, когда источник переменного тока недоступен, Q1 находится во включенном состоянии или в области насыщения. Следовательно, Q2 находится в активной области и действует как усилитель и заставляет лампочку светиться.

Однако то, что я не могу понять, это точное использование резисторов, конденсаторов и диодов в цепи. Я понимаю, что удаление даже одного из них приводит к тому, что моя схема не работает, как я описал выше, но я не могу понять, почему.

Примечание: я выполнил симуляцию этой схемы в Multisim, благодаря которой мне удалось проверить режимы работы Q1 и Q2 как в случае включения, так и выключения питания переменного тока.

При наличии переменного тока D2 является полуволновым выпрямителем. Результирующий DC заряжает батарею от V1 до R4. R4 ограничивает зарядный ток.

D1 также действует как полуволновой выпрямитель. Он заряжает С1 один раз в каждом цикле линии. Это поддерживает базу Q1 на высоком уровне, что не дает ему работать. Это не позволяет Q2 выключить лампу.

Когда нет переменного тока, R2 разряжает C1, который в конечном итоге становится достаточно низким, чтобы включить Q1. Это включает Q2, который включает лампу. Теперь R4 ограничивает ток через Q1 и в базу Q2.

Как только напряжение на базе Q1 достигает устойчивого состояния, C1 больше не выполняет никаких функций. Его работа заключается в том, чтобы задержать свет достаточно, чтобы это не происходило между пиками линии электропередачи. В конце концов, переменное напряжение отключается дважды за цикл линии электропередачи.

Q2 либо полностью включен, либо полностью выключен. Когда он включен, он насыщен, поэтому напряжение CE, вероятно, составляет от 200 до 500 мВ. При насыщении базовый ток выше, чем требуется для поддержания тока коллектора. В этом случае базовый ток все равно будет немного ниже, чем ток коллектора. Q2 в основном действует как управляемый током переключатель, хотя он переключает более высокий ток, чем тот, которым он управляет.

R4 выполняет двойную функцию, ограничивая базовый ток Q2 при отключенном питании и ограничивая зарядный ток батареи при включенном питании. Обратите внимание, что 100 Ом и 6 В означают, что базовый ток для Q2 будет в области 50 мА, легко насыщая его, но что R2 должен быть рассчитан таким образом, чтобы рассеивать полученное тепло. Также обратите внимание, что этот ток в целом аналогичен току, протекающему в лампе, поэтому эффективность с точки зрения срока службы батареи можно повысить, скажем, добавив резистор в базовое соединение Q2s, чтобы ограничить ток базы до 6 мА или около того.

Часть точки D2 состоит в том, чтобы предотвратить подачу энергии от батареи «назад» через цепь туда, где она могла бы зарядить C1, что помешало бы свету лампы, даже когда питание переменного тока было отключено.