Circuito della luce di emergenza - Qual è la funzione di resistori, diodi e condensatore?

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Ho trovato questo circuito su Internet. In questo, la lampadina si illumina quando l'alimentazione CA è OFF e la lampadina si spegne quando è presente l'alimentazione CA. Quindi, funziona come un circuito di luci di emergenza.

Sono riuscito a capire che quando l'alimentazione CA è disponibile Q1 è OFF o nella regione di taglio e di conseguenza anche Q2 è OFF. Quindi, la lampadina non si illumina.

Inoltre, quando l'alimentazione CA non è disponibile, Q1 è nello stato ON o nella regione di saturazione. Di conseguenza, Q2 è nella regione attiva e funge da amplificatore e fa illuminare la lampadina.

Tuttavia, ciò che non riesco a capire è l'uso esatto di resistori, condensatori e diodi nel circuito. Capisco che rimuovendo anche solo uno di essi, il mio circuito non funzionerà come ho descritto sopra, ma non riesco a capire perché.

Nota: ho eseguito la simulazione di questo circuito in Multisim, attraverso il quale sono stato in grado di verificare le modalità di funzionamento di Q1 e Q2 in entrambi i casi di accensione e spegnimento dell'alimentazione CA.

Quando è disponibile l'alimentazione CA, D2 è un raddrizzatore a semionda. La CC risultante carica la batteria da V1 a R4. R4 limita la corrente di carica.

D1 funge anche da raddrizzatore a semionda. Carica C1 una volta per ogni ciclo di linea. Ciò mantiene alta la base di Q1, che la tiene lontana. Ciò mantiene spento Q2, che mantiene la lampada spenta.

Quando non è presente CA, R2 scarica C1, che alla fine diventa abbastanza basso da attivare Q1. Questo accende Q2, che accende la lampada. Ora R4 limita la corrente attraverso Q1 e nella base di Q2.

Quando la tensione sulla base di Q1 raggiunge uno stato stabile, C1 non svolge più alcuna funzione. Il suo compito è ritardare l'accensione della luce in modo che ciò non accada tra i picchi della linea elettrica. Dopotutto, la tensione CA è "off" due volte per ogni ciclo di linea di alimentazione.

Q2 è completamente acceso o completamente spento. Quando è acceso, è saturo, quindi la tensione CE è probabilmente da 200 a 500 mV. In saturazione, la corrente di base è superiore a quella che deve essere per supportare la corrente del collettore. In questo caso, la corrente di base sarà comunque leggermente inferiore alla corrente del collettore. Q2 si comporta principalmente come un interruttore controllato in corrente, anche se commuta una corrente più alta di quella con cui viene controllato.

R4 fa il doppio dovere, limitando la corrente di base di Q2 quando l'alimentazione è spenta e limitando la corrente di carica della batteria quando è accesa. Si noti che 100 ohm e 6 V indicano che la corrente di base per Q2 sarà nella regione di 50 mA facilmente satura, ma che R2 dovrebbe essere dimensionato per dissipare il calore risultante. Si noti inoltre che questa corrente è sostanzialmente simile a quella che scorre nella lampada, quindi l'efficienza in termini di durata della batteria potrebbe essere migliorata aggiungendo una resistenza nella connessione di base Q2 per limitare la corrente di base a forse 6 mA o giù di lì.

Parte del punto di D2 è impedire che l'energia della batteria fluisca "indietro" attraverso il circuito fino a quando potrebbe caricare C1, il che impedirebbe alla lampada di accendersi, anche quando l'alimentazione CA era spenta.