应急灯电路-电阻,二极管和电容器的功能是什么?


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原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

我在互联网上找到了这个电路。在这种情况下,交流电源关闭时灯泡会发光,而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处于关闭状态或处于截止区域,因此Q2也处于关闭状态。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域。因此,Q2处于活动区域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,电容和二极管的确切用法。我了解甚至删除其中一个也会导致我的电路无法如上文所述工作,但是我无法弄清楚原因。

注意:我已经在Multisim中对该电路进行了仿真,通过它我可以验证Q1和Q2在交流电源打开和关闭情况下的工作模式。


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当您有可用的模拟时,只需四处游玩以了解发生了什么。像一样,去掉盖子,看一下波形。增加和减少电阻器并查看电流。
PlasmaHH

Answers:


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当交流电源可用时,D2是一个半波整流器。产生的DC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。每个线路周期对C1充电一次。这样可以使Q1的基数较高,从而使其保持关闭状态。这样可以保持Q2熄灭,从而保持灯泡熄灭。

当不存在交流电时,R2放电C1,C1最终变得足够低,无法导通Q1。这将打开Q2,这将打开灯。现在,R4将电流限制在Q1到Q2的底端。

一旦Q1的基极电压达到稳态,C1将不再执行任何功能。这样做是为了延迟足够长的光线,以免在电源线的峰值之间发生这种情况。毕竟,每个电源线周期两次将交流电压“关闭”。

Q2完全打开或完全关闭。接通时,它已饱和,因此CE电压可能约为200至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,基极电流仍将比集电极电流低一点。尽管Q2的确开关了比被控制的电流更高的电流,但它的作用与电流控制开关相似。

R4具有双重作用,在电源关闭时限制Q2的基极电流,在电源开启时限制电池的充电电流。请注意,100 ohms和6V表示Q2的基极电流将在50mA区域内,很容易使它饱和,但是R2的大小应能够散发所产生的热量。还要注意,该电流与流经灯的电流大致相似,因此可以通过在Q2s的基本连接中添加一个电阻将基本电流限制在6mA左右来提高电池寿命的效率。

D2的部分要点是防止电池电源“反向”流过电路,使之可以为C1充电,即使交流电源关闭,这也可以防止灯点亮。


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“ AC电压在每个电源线周期内关闭两次”-因为这是一个半波整流器,所以C1必须在整个周期的整个负半周期内保持住状态,而不仅仅是在过零期间。
Ben Voigt
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