В интернете можно встретить утверждение, что обычные светодиодные лампочки очень быстро выжигают бытовые выключатели. В этой статье мы выясним, действительно ли светодиодная лампа с питанием 220 В может вывести из строя настенный выключатель, способный коммутировать токи до 6 ампер.
Какой ток протекает через выключатель во время пуска лампы?
Для начала взглянем на схему источника питания, встроенного в относительно недорогую светодиодную лампу.
Итак, сетевое напряжение проходит через предохранитель F1, выпрямляется диодным мостом DB1 и поступает на сглаживающий высоковольтный конденсатор С1. Выпрямленное и сглаженное напряжение питает понижающий преобразователь U1, который одновременно служит стабилизатором тока для светодиодов лампы.
Какой ток протекает в момент включения лампочки, собранной по такой схеме и заряжающий сглаживающий конденсатор? Если принять сопротивление цепи до конденсатора равным нулю, то ток в начальный момент будет стремиться к бесконечности, поскольку сопротивление разряженного конденсатора практически равно нулю.
Но этого, конечно, не произойдет, поскольку цепь до самого конденсатора имеет свое сопротивление. Примем его на 1 Ом. В этом случае зарядный ток достигнет величины 230 А, а длительность импульса будет составлять 20 мкс. (время зарядки конденсатора емкостью 4.7 мкФ до 99.2 % от полной величины).
Важно! Конечно, импульс тока такой величины будет много короче, поскольку во время зарядки энергия, запасенная в конденсаторе, будет расти, а вместе с ним будет расти и его внутреннее сопротивление.
Величина приличная для шестиамперного настенного выключателя и, тем более, для одноамперного диода. Но пойдем дальше. Диоды тоже имеют определенное сопротивление в прямом включении. Для кремниевых транзисторов малой мощности (а такие и используются в драйверах ламп) оно обычно составляет 10-15 Ом. В мостовой схеме одновременно работают два диода, значит, их сопротивление составит 20 Ом.
В этом случае начальный зарядный ток составит 11, 5 – 7.5 А. Длительность зарядки емкости составит 400 мкс, но как было замечено выше, импульс тока именно такой величины будет много короче. Его энергии явно не хватит для выжигания контактов выключателя за такое короткое время. Максимум, чего можно ожидать – легкое подгорание контактов, обычно не влияющее на работу выключателя.
Более того, если пользоваться качественными лампами от известных производителей, то сопротивление цепи зарядки будет еще выше за счет токоограничивающего резистора. На схеме ниже он обозначен стрелкой.
Начальный ток при пуске лампы с таким драйвером составит всего 5.7 А. Это вполне приемлемо для выключателя и никак не сократит срок его службы.
Таким образом, ничего «смертельного» светодиодная лампочка выключателю не делает и ни о каких сотнях ампер, которыми пугают нас блогеры, можно забыть.
Как себя ведут КЛЛ и лампы накаливания?
Раз уж мы коснулись проблемы токовых ударов, посмотрим, чем грозят выключателям компактные люминесцентные лампы и обычные лампы накаливания. Начнем с КЛЛ и взглянем на схему ЭПРА, встроенный в корпус прибора.
Здесь мы видим точно такую же входную цепь, только емкость конденсатора выбрана величиной 15 мкФ. У такой схемы начальный ток будет в районе 11 – 7 А, но время зарядки увеличится аж до 2 мс. Это в пять раз выше, чем у светодиодной лампочки без токоограничивающего резистора.
Полезно! Существуют КЛЛ и с токоограничивающими резисторами. У них начальный ток, конечно, будет меньше, а длительность импульса, понятно, будет зависеть от емкости конденсатора.
Ну лампу накаливания мы рисовать не будем – все отлично знают ее конструкцию. Колба, в колбе спираль с выводами на цоколь. Но далеко не все знают, что сопротивление холодной спирали лампочки накаливания ниже сопротивления разогретой примерно в 10 раз.
Таким образом, начальный ток при ее включении будет в 10 раз выше номинального. То есть лампа мощностью 100 Вт в момент включения будет потреблять вместо 450 мА целых 4.5 А, причем длительность импульса будет исчисляться сотнями миллисекунд. А если у нас четырехрожковая люстра, то величина токового удара может достигнуть 18 А.
Полезно! Таким образом, если и надо беспокоиться за выключатели, то лучше обратить внимание на КЛЛ и лампы накаливания, но никак не на светодиодные источники света.
Вот мы и разобрались в проблеме выжженных светодиодами выключателей. У автора этой статьи светодиодные лампочки стоят по всей квартире, включая многорожковые люстры, и до сих пор ни один из выключателей не только не приказал долго жить, но даже не вскрывался для чистки контактов. Так что, как говорится, не так страшен черт…
