Circuito das luzes de emergência - Qual é a função dos resistores, diodos e capacitores?

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Encontrei este circuito na internet. Nesse caso, a lâmpada brilha quando a alimentação CA está DESLIGADA e a lâmpada apaga quando a alimentação CA está presente. Portanto, isso funciona como um circuito de luz de emergência.

Eu consegui descobrir que, quando o suprimento de CA está disponível, Q1 está DESLIGADO ou na região de corte e, consequentemente, Q2 também está DESLIGADO. Portanto, a lâmpada não brilha.

Além disso, quando a fonte CA não está disponível, Q1 está no estado LIGADO ou na região de saturação. Consequentemente, Q2 está na região ativa e atua como um amplificador e faz a lâmpada brilhar.

No entanto, o que não consigo entender é o uso exato dos resistores, capacitores e diodos no circuito. Entendo que remover um deles faz com que meu circuito não funcione como descrevi acima, mas não consigo descobrir o porquê.

Nota: Realizei a simulação deste circuito no Multisim, através do qual pude verificar os modos de operação de Q1 e Q2 nos casos de fornecimento de energia dentro e fora.

Quando a energia CA está disponível, D2 é um retificador de meia onda. O DC resultante carrega a bateria V1 a R4. R4 limita a corrente de carregamento.

D1 também atua como um retificador de meia onda. Carrega C1 uma vez a cada ciclo de linha. Isso mantém a base do primeiro trimestre alta, o que a impede. Isso mantém o Q2 desligado, o que mantém a lâmpada desligada.

Quando não há CA presente, R2 descarrega C1, que eventualmente fica baixo o suficiente para ativar o Q1. Isso acende o Q2, que acende a lâmpada. Agora R4 limita a corrente através de Q1 e na base de Q2.

Quando a tensão na base de Q1 atinge o estado estacionário, C1 não executa mais nenhuma função. Seu trabalho é atrasar a luz que chega o suficiente para que isso não aconteça entre os picos da linha de energia. Afinal, a tensão CA está "desligada" duas vezes por ciclo de linha de energia.

Q2 está totalmente ligado ou totalmente desligado. Quando ligado, ele está saturado, portanto a tensão CE é provavelmente de 200 a 500 mV. Na saturação, a corrente base é maior do que o necessário para suportar a corrente do coletor. Nesse caso, a corrente base ainda será um pouco menor que a corrente do coletor. O Q2 está agindo principalmente como um comutador controlado por corrente, embora alterne uma corrente mais alta do que a que está sendo controlada.

O R4 trabalha em dobro, limitando a corrente base de Q2 quando a energia está desligada e limitando a corrente de carga da bateria quando a energia está ligada. Observe que 100 ohms e 6V significa que a corrente base para Q2 estará na região de 50mA facilmente saturando-a, mas que R2 deve ser dimensionado para dissipar o calor resultante. Observe também que essa corrente é amplamente semelhante à que flui na lâmpada; portanto, a eficiência em termos de duração da bateria pode ser melhorada com a adição de um resistor na conexão de base do Q2s para limitar a corrente de base a talvez 6mA ou mais.

Parte do ponto de D2 é impedir que a energia da bateria flua "para trás" através do circuito para onde pudesse carregar C1, o que impediria a lâmpada de acender, mesmo quando a energia CA estava desligada.