Notlichtkreis - Welche Funktion haben Widerstände, Dioden und Kondensatoren?

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Ich habe diese Schaltung im Internet gefunden. In diesem Fall leuchtet die Glühlampe, wenn die Wechselstromversorgung ausgeschaltet ist, und die Glühlampe geht aus, wenn die Wechselstromversorgung vorhanden ist. Dies fungiert also als Notlichtkreis.

Ich habe herausgefunden, dass Q1 ausgeschaltet ist oder sich im Abschaltbereich befindet, wenn die Wechselstromversorgung verfügbar ist, und folglich auch Q2 ausgeschaltet ist. Daher leuchtet die Glühbirne nicht.

Wenn keine Wechselstromversorgung verfügbar ist, befindet sich Q1 im EIN-Zustand oder im Sättigungsbereich. Folglich befindet sich Q2 im aktiven Bereich und wirkt als Verstärker und lässt die Glühbirne leuchten.

Was ich jedoch nicht verstehen kann, ist die genaue Verwendung der Widerstände, Kondensatoren und Dioden in der Schaltung. Ich verstehe, dass das Entfernen eines davon dazu führt, dass meine Schaltung nicht wie oben beschrieben funktioniert, aber ich kann nicht herausfinden, warum.

Hinweis: Ich habe die Simulation dieser Schaltung in Multisim durchgeführt, durch die ich die Betriebsmodi von Q1 und Q2 sowohl im Ein- als auch im Ausschaltfall der Wechselstromversorgung überprüfen konnte.

Wenn Wechselstrom verfügbar ist, ist D2 ein Halbwellengleichrichter. Der resultierende Gleichstrom lädt die Batterie V1 bis R4 auf. R4 begrenzt den Ladestrom.

D1 wirkt auch als Halbwellengleichrichter. Es lädt C1 einmal pro Leitungszyklus auf. Das hält die Basis von Q1 hoch, was es fernhält. Das hält Q2 aus, was die Lampe aus hält.

Wenn kein Wechselstrom vorhanden ist, entlädt R2 C1, das schließlich niedrig genug wird, um Q1 einzuschalten. Dadurch wird Q2 eingeschaltet, wodurch die Lampe eingeschaltet wird. Jetzt begrenzt R4 den Strom durch Q1 und in die Basis von Q2.

Sobald die Spannung an der Basis von Q1 den stationären Zustand erreicht, führt C1 keine Funktion mehr aus. Es ist Aufgabe, das Einschalten des Lichts so zu verzögern, dass dies nicht zwischen Spitzen der Stromleitung geschieht. Immerhin ist die Wechselspannung zweimal pro Stromleitungszyklus "aus".

Q2 ist entweder vollständig ein oder vollständig ausgeschaltet. Wenn es eingeschaltet ist, ist es gesättigt, sodass die CE-Spannung wahrscheinlich 200 bis 500 mV beträgt. Bei der Sättigung ist der Basisstrom höher als erforderlich, um den Kollektorstrom zu unterstützen. In diesem Fall ist der Basisstrom immer noch etwas niedriger als der Kollektorstrom. Q2 verhält sich meistens wie ein stromgesteuerter Schalter, obwohl er einen höheren Strom schaltet als der, mit dem er gesteuert wird.

R4 hat eine doppelte Leistung und begrenzt den Basisstrom von Q2 bei ausgeschaltetem Gerät und den Ladestrom der Batterie bei eingeschaltetem Gerät. Beachten Sie, dass 100 Ohm und 6 V bedeuten, dass der Basisstrom für Q2 im 50-mA-Bereich liegt und ihn leicht sättigt. R2 sollte jedoch so dimensioniert sein, dass die entstehende Wärme abgeführt wird. Beachten Sie auch, dass dieser Strom dem in der Lampe fließenden weitgehend ähnlich ist, sodass die Effizienz in Bezug auf die Batterielebensdauer verbessert werden kann, indem beispielsweise ein Widerstand in die Basisverbindung von Q2 eingefügt wird, um den Basisstrom auf etwa 6 mA zu begrenzen.

Ein Teil des Punktes von D2 besteht darin, zu verhindern, dass Strom von der Batterie "rückwärts" durch den Stromkreis fließt, wo er C1 aufladen könnte, was verhindern würde, dass die Lampe leuchtet, selbst wenn die Wechselstromversorgung ausgeschaltet ist.