应急灯电路——电阻、二极管、电容的作用是什么?

电器工程 晶体管 电路分析
2022-01-07 20:00:22

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我在网上找到了这个电路。在这种情况下,当交流电源关闭时灯泡会发光,而当交流电源存在时灯泡会熄灭。因此,这用作应急灯电路。

我设法弄清楚当交流电源可用时,Q1 关闭或处于截止区域,因此 Q2 也关闭。因此,灯泡不发光。

此外,当交流电源不可用时,Q1 处于导通状态或饱和区。因此,Q2 处于有源区并充当放大器并使灯泡发光。

但是,我无法理解的是电路中电阻器,电容器和二极管的确切用途。我知道即使删除其中一个也会导致我的电路无法正常工作,但我无法弄清楚原因。

注意:我已经在 Multisim 中对该电路进行了仿真,通过它我能够验证 Q1 和 Q2 在 AC 电源开和关情况下的操作模式。

1个回答

当交流电源可用时,D2 是一个半波整流器。由此产生的直流电通过 R4 为电池 V1 充电。R4 限制充电电流。

D1 还充当半波整流器。它在每个线路周期为 C1 充电一次。这使 Q1 的基数保持高位,从而使其保持关闭。这使 Q2 保持关闭状态,从而使灯保持关闭状态。

当没有 AC 存在时,R2 对 C1 放电,C1 最终变得足够低以开启 Q1。这会打开 Q2,它会打开灯。现在 R4 将电流通过 Q1 限制到 Q2 的基极。

一旦 Q1 的基极电压达到稳定状态,C1 就不再执行任何功能。它的工作是延迟足够长的光亮,这样就不会在电源线的峰值之间发生这种情况。毕竟,交流电压在每个电源线周期“关闭”两次。

Q2 要么完全开启,要么完全关闭。当打开时,它是饱和的,因此 CE 电压可能是 200 到 500 mV。在饱和状态下,基极电流高于支持集电极电流所需的电流。在这种情况下,基极电流仍将略低于集电极电流。Q2 的作用主要类似于电流控制开关,尽管它确实切换了比它所控制的电流更高的电流。

R4做双重工作,断电时限制Q2的基极电流,上电时限制电池的充电电流。请注意,100 ohms 和 6V 意味着 Q2 的基极电流将在 50mA 区域内,很容易使其饱和,但 R2 的大小应该能够消散产生的热量。另请注意,此电流与灯中流动的电流大致相似,因此可以通过在 Q2 基极连接中添加一个电阻器以将基极电流限制在 6mA 左右来提高电池寿命方面的效率。

D2 的部分目的是防止电池的电源“倒流”通过电路流向它可以为 C1 充电的地方,这将阻止灯点亮,即使在交流电源关闭时也是如此。