Chlazení LED lamp – Průvodce pro tvůrce a designéry
Podíl
🔧 ÚVOD
LED dioda neumírá vlivem elektřiny. Umírá vlivem tepla.
Většina lidí si myslí, že LED diody se „nezahřívají“. Protože to není HPS, není to filament, není to zářivka. Ale LED diody – obzvláště silné, růstové – vydávají více tepla než klasická páječka, ale dělá to lokálně, přesně a tiše.
Ticho... na chvíli.
Tato příručka byla vytvořena za účelem:
- ukázat, co znamená dobré chlazení (a že „velký chladič“ nestačí vždy),
- vysvětlit fyziku jednoduchým jazykem, ale s plným respektem k vzorcům,
- vám poskytnou nástroje, které udrží vaši lampu v provozu po mnoho let – nejen do konce jejího životního cyklu,
- a zároveň – vyvrátit mýtus, že ventilátor = neúspěch a pasivní systém = vždy „napjatý rozpočet“.
Nezáleží na tom, zda si vyrábíte lampu sami, navrhujete systém pro pěstování rostlin nebo testujete hotový produkt. Pokud chcete, aby LED svítilo stabilně, efektivně a bezpečně, jste na správném místě.
📚 Obsah
- Úvod – LED diody neumírají vlivem elektřiny, ale vlivem tepla
- Přenos tepla - Jak LED diody vydávají to, co nepotřebují
- Rth – tepelný odpor systému
- Pasivní chlazení – tichost, jednoduchost, spolehlivost
- Aktivní chlazení – ventilátor, který odvede práci
- Hybridní chlazení – Heatpipes a konstrukce notebooků
- Tepelně vodivé materiály – pasta, podložka, lepidlo
- Chlazení v pěstebních lampách – reálné případy
- Chyby při chlazení – a jak se jim vyhnout
- Test chlazení – Kde se dotknout, co měřit
- Závěr – Chlazení je fyzika, ne magie
🌡️ MODUL 1: Proč vůbec cool LED diody?
Nebo jak teplota ničí diodu – tiše, ale efektivně
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
LED není žárovka. Nevyzařuje teplo zářením jako vlákno. Nefunguje ve vakuu. Funguje na rozhraní čip → substrát → chladič → vzduch.
Pokud teplota na pn přechodu (T j ) překročí limit:
- LED dioda ztrácí jas,
- LED dioda mění barvu,
- LED degraduje krystalovou strukturu,
- a když to přeženete – prostě to umře.
🔬 ČÁST 1: Teplota spoje a životnost LED
Každá LED dioda má v datovém listu uvedenou teplotu T j max – obvykle 105–125 °C. To je však pouze absolutní limit. Již nad 85 °C:
| Parametr | Účinek |
|---|---|
| Světelný tok (lumeny) | Klesá – dokonce o 10–20 % |
| Barva (CCT) | Driftování - žloutnutí, změna spektra |
| CRI (Ra) | Může klesnout o několik bodů |
| Degradace fosforu | Zrychluje - hnědnutí a mrtvé pixely |
| Životnost (L70) | Klesá to exponenciálně |
📌 Příklad:
Samsung LM301H při 25 °C = L70 > 50 000 h
Stejná LED při 95 °C = L70 ~ 20 000 h
Stejná LED při 115 °C = L70 < 10 000 h
📈 ČÁST 2: Odkud se tohle teplo bere?
LED má účinnost např. 40 %. Zbytek → teplo. LED 100 W s účinností 40 % → 60 W teplo. To je víc než klasická páječka. A musí se to rozptylovat.
A LED diody mají ještě jednu vlastnost:
- jsou malé,
- nemají vlastní „měchy“,
- a nepřežijí přehřátí – ani chvilkové.
❄️ ČÁST 3: K čemu slouží chlazení?
Cílem chlazení LED diodami není „ochlazení“. Cílem je:
Udržujte teplotu T LED diody na úrovni, která ji pomalu nezhasíná.
To znamená:
- dobrý přenos tepla z čipu do chladiče (nízký Rth ),
- dostatečná emisní plocha (žebra, hmota, konvekce),
- dostatečné větrání (pasivní nebo aktivní),
- a vyhýbání se pastím, jako je „chladič vzhůru nohama“, „3mm pasta“ nebo „utěsněná lampa bez mezer“.
✅ ČÁST 4: Proč funguje pasivní chlazení – pokud se nejedná o náhodu
Mýtus: „Pasivní chlazení je jen pro malé lampy.“
Fakt: Špatně zvolené pasivní chlazení je problém. Ale dobré - je to tiché, odolné a stabilní.
Co se musí shodovat:
- příslušný povrch žebra (A),
- vertikální orientace (přirozená konvekce),
- vhodný průřez profilu (hmotnost + vodivost),
- žádná překážka proudění vzduchu (lepený pěstební box = drama).
📏 I 240W LED lampa může fungovat 100% pasivně,
pokud má zářič Rth ~ 0,5–0,8 K/W a dobrý kontakt s LED.
📚 ZDROJE:
- CREE – Teplota a výkon LED přechodu
- Samsung – Tepelné vlivy na životnost a barvu LED diod
- Bridgelux – Bílá kniha o životnosti a spolehlivosti LED diod
- IEC 62717 – Výkonnostní požadavky na LED moduly
- Nichia – Grafy teploty spoje vs. výstupu
✅ ZÁVĚRY:
- LED diody se neničí napětím. Ničí je teplota.
- 60 °C na chladiči může znamenat 100 °C na čipu.
- Čím je chladněji, tím déle svítí, tím stabilněji a jasněji svítí.
- Pasivní chlazení není polovičaté opatření. Je to strategie, která funguje, pokud ji propočítáte lépe než náhodu.
🔬 MODUL 2: Přenos tepla – Jak LED diody vydávají to, co nepotřebují
Fyzika chlazení v praxi: vedení, konvekce, záření
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Teplo z LED diody se musí někam odvádět.
Problém: LED diodu nelze sami vrátit – není to žárovka se žárovkou.
Proto je potřebujete:
- sbírat z čipu,
- doprava k radiátoru,
- vrátit zpět do vzduchu.
Tento proces je přenos tepla. Konkrétně:
- vedení (z čipu do chladiče),
- konvekce (z radiátoru do vzduchu),
- záření (málé, ale stojí za to vědět).
Všechno lze pochopit a vypočítat – nemusíte být termodynamik z NASA.
♨️ ČÁST 1: Vedení tepla – Teplo proudí materiálem
Vzor:
Q = λ A ΔT / d
Kde:
- Q – tepelný výkon (W)
- λ – tepelná vodivost materiálu (W/m K)
- A – kontaktní plocha (m²)
- ΔT – teplotní rozdíl (K)
- d – tloušťka vrstvy (m)
Příklad 1:
- Tepelná pasta: λ ≈ 1–10 W/m K
- Hliník: λ ≈ 200 W/m K
- Keramika: λ ≈ 20 W/m K
- Vzduch (např. v případě špatného kontaktu): λ ≈ 0,026 W/m K ← drama
🔴 Závěr:
Mikroskopická vzduchová mezera dělá z chlazení vtip.
Proto přidáváte pastu - abyste vyloučili vzduch, ne abyste ji "ochladili".
💨 ČÁST 2: Konvekce – přenos tepla do vzduchu
Vzorec (Newtonův zákon ochlazování):
Q = h A ΔT
Kde:
- h – součinitel konvekce (W/m² K)
- A – plocha radiátoru (m²)
- ΔT – teplotní rozdíl mezi radiátorem a okolím (K)
hodnoty h:
| Typ chlazení | h (W/m² K) |
|---|---|
| Pasivní (přirozená konvekce) | 5–25 |
| Aktivní (s ventilátorem) | 30–250 |
| Nucené proudění vzduchu v pouzdře | 50–100 |
🔵 Závěr:
Větší povrch + lepší proudění vzduchu = více odváděného tepla.
Proto žebra, uspořádaná svisle, zachraňují LED diodu.
☢️ ČÁST 3: Tepelné záření – aneb fyzika 2.0
Vzorec (Stefan-Boltzmann):
Q = ε σ A (T4 – T okolní ⁴)
Kde:
- ε – emisivita povrchu (0–1)
- σ – Stefan-Boltzmannova konstanta (5,67×10⁻⁸ W/m² K⁴)
- A – povrch
- T – povrchová teplota (K)
💡 Černý matný povrch (ε ≈ 0,9) vyzařuje teplo lépe než stříbrný lesklý povrch (ε ≈ 0,05).
🔵 Závěr:
Černá hliníková žebra se méně zahřívají, protože rychleji uvolňují teplo – hlavně sáláním.
⚠️ ČÁST 4: Kde může dojít k tepelnému ucpávání?
- Teplovodní pasta – příliš hustá / vyschlá = zvyšuje se d
- Špatně utažený COB = malé A, velké d
- Hladký, lesklý kryt = nízké emise (nízké ε)
- Žádný průtok vzduchu = nízké teploměry (h)
- Horizontální uspořádání radiátorů = konvekce zastavena
📚 ZDROJE:
- Incropera & DeWitt – Základy přenosu tepla a hmoty
- CREE – Základy tepelného managementu
- Bergquist – Bílá kniha o materiálech tepelného rozhraní
- Osram – Základy chlazení a přenosu tepla LED
- Nichia – Radiační vs. konvekční chlazení v LED systémech
✅ ZÁVĚRY:
- Každý prvek mezi čipem a vzduchem má svůj vlastní tepelný odpor.
- Skutečné chlazení je systém: čip → substrát → pasta/podložka → chladič → vzduch.
- A pokud se u jednoho z těchto kroků zaseknete – zbytek LED diodu nezachrání.
🧮 MODUL 3: Rₜₕ – tepelný odpor systému
Kolik tepla se ve vašem držáku „blokuje“ – a kde přesně
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
U proudu máme odpor (R).
U tepla máme Rth (tepelný odpor).
Je to úplně stejné:
Čím větší je Rth , tím více tepla „zůstává“ a zvyšuje se teplota.
U LED diod je to klíčové, protože celý systém je jako tepelná překážková dráha.
Každá sekce – čip, destička, pasta, chladič, vzduch – přidává svůj vlastní odpor.
A tohle všechno se dá prakticky vypočítat.
🔢 ČÁST 1: Definice Rₜₕ – a co z ní vyplývá
Vzor:
Rth = ΔT / P
Kde:
- ΔT = teplotní rozdíl (°C nebo K)
- P = tepelný výkon (W)
Jednotka: °C/W (nebo K/W – v praxi totéž)
🔎 Příklad:
- LED má výkon 100 W, účinnost 40 % → 60 W tepla
- Radiátor s celkovým R th = 1,0 K/W
- → teplota diody se zvýší o 60 K = 60 °C
- Pokud je teplota prostředí 25 °C, pak má čip ~85 °C.
🧱 ČÁST 2: Rₜₕ Vrstvy – termo sendvič
Každá LED dioda má několik vrstev, kterými musí teplo unikat:
| Vrstva | Typické R th |
|---|---|
| LED čip → substrát | 0,2–0,5 K/W |
| LED substrát → zářič (přes pastu/podložku) | 0,1–1,0 K/W |
| Chladič (vnitřní vedení) | 0,2–0,8 K/W |
| Radiátor → vzduch (konvekce) | 0,5–2,0 K/W |
📌 Stručně řečeno: dobrý COB systém s pasivním chlazením má celkový Rth okolo 1,0–1,5 K/W.
Čím více wattů – tím více tento odpor začíná bolet.
📏 ČÁST 3: Datový list vám řekne pravdu (pokud víte, kde hledat)
Každý slušný výrobce LED diod uvádí:
- T j max – maximální teplota spoje (např. 105 °C)
- R-tý bod mezi spojem a pouzdrem – např. 0,3 K/W
- Propustné napětí + proud – např. 36 V při 2800 mA → 100,8 W, z čehož ~60 W jde na vytápění
Z toho si můžete všechno vypočítat. A zkontrolovat, zda vám vyhovuje chlazení.
🔧 ČÁST 4: Jak se to projeví v praxi?
Reálný příklad:
- COB 100W při tepelných ztrátách 60W
- Chcete, aby čip měl maximální teplotu 85 °C.
- Prostředí: 25 °C
- → můžete mít rozdíl 60 tisíc
- 60 W / 60 K = celkové maximum R = 1,0 K/W
Tak:
- Pokud má LED R th jc = 0,3
- a pasta + tlak = 0,2
- radiátor musí mít ≤0,5 K/W
...a najednou se to stane proveditelným – pasivně!
🧠 ČÁST 5: Pasivní chlazení není slabé – pokud máte oči na Rₜₕ
Nejde o „velký radiátor“.
Jde o správný radiátor se správným R th .
A záleží na:
- aktivní povrch (vnější A),
- hmoty (vnitřní vedení),
- uspořádání (vertikální → lepší konvekce),
- textura a barva (matná → lepší vyzařování).
Dobře zvolený radiátor o ploše 500–800 cm² snadno zvládne LED diodu o výkonu 100–150 W bez ventilátoru.
📚 ZDROJE:
- Bridgelux – Tepelný odpor a tepelný tok v COB
- Cree – Pochopení odporu mezi přechodem a pouzdrem LED diod
- Osram – R th modelování v pasivních osvětlovacích systémech
- IEC 60838 – Tepelné parametry LED modulů
✅ ZÁVĚRY:
- Klíčem ke všemu je R th : říká vám, o kolik stupňů přidáte teplo na každý watt.
- Pokud má celý systém tepelný výkon 1,2 K/W a ztráty 60 W = LED dioda se zahřeje o 72 °C než okolí.
- A to není „špatné“ – pokud víte, že jste pod limitem.
- Pasivní chlazení je v pořádku. Jen si to musíš spočítat, ne "vytáhnout největší chladič ze šuplíku".
🪨 MODUL 4: Pasivní chlazení
Tichost, jednoduchost, spolehlivost – za předpokladu, že jsou správně započítány
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Pasivní chlazení je svatým grálem DIY LED světel:
- žádný hluk,
- žádné pohyblivé části,
- Nulové riziko selhání ventilátoru uprostřed cyklu kvetení.
Ale… funguje to pouze tehdy, když:
- máte místo, kde uvolnit teplo,
- Vzduch musí někam jít,
- Radiátor musí shromažďovat a uvolňovat energii,
- a LED dioda s ním má dobrý kontakt.
📏 ČÁST 1: Kolik wattů lze pasivně chladit?
Není to magie, je to čistá fyzika.
Pasivní zářič obvykle poskytuje:
- R th ≈ 0,5–1,5 K/W (v závislosti na povrchu, tvaru, instalaci)
Například:
| Napájení LED diod | Potřebné R | Plocha chladiče (min.) |
|---|---|---|
| 50 W | 1,2 kW/W | ~300 cm² |
| 100 W | 1,0 K/W | ~600 cm² |
| 150 W | 0,7 K/W | ~900 cm² |
| 240 W | 0,5–0,6 K/W | ~1400–1800 cm² |
📌 Tyto hodnoty předpokládají: svislou instalaci, dobré přirozené větrání a matný povrch.
🧱 ČÁST 2: Tvar a geometrie – aneb ne každé žebro je stejné
Co zvyšuje účinnost pasivního zářiče:
- spousta tenkých žeber, ani jeden tlustý blok,
- mezery mezi žebry min. 3–5 mm – pro fungování konvekce,
- vertikální nastavení – teplý vzduch stoupá sám od sebe,
- matný povrch – lepší vyzařování.
💡 Radiátor položený vodorovně = tlumená konvekce = vyšší Rth o 30–50 %
🪵 ČÁST 3: Hliníkový plech – kdy stačí a kdy ne
Běžné nastavení:
- hliníkový plech o tloušťce 3–5 mm, bez žeber,
- COB nebo QB uprostřed,
- žádný ventilátor, žádný kryt.
Funguje to?
- ✔️ Ano - pokud máte velkou plochu (min. 800-1000 cm² při 100-150 W)
- ✔️ A pokud LED dioda vytváří dobrý kontakt přes pastu/podložku
- ❌ Ne – pokud je vše uzavřeno v uzavřeném pouzdře
- ❌ Ne - pokud je chladič ze surového, lesklého hliníku
🧊 ČÁST 4: Chlazení hliníkovým profilem - nejlepší poměr hmotnosti k chlazení
- LED profily pro QB/bary – hotové tvary, např. 60 × 30 mm
- Mnoho žeber = velká aktivní plocha
- Lehké, ale účinné
- Často práškově lakované = lepší emise
💡 S ~1 m profilu s průřezem 60 mm × 30 mm můžete pasivně chladit až 150–200 W, pokud jsou k dispozici 2–3 větrací body.
🛑 ČÁST 5: Kdy už pasivní chlazení nestačí?
Když:
- R th radiátoru přesahuje 1,5 K/W
- Výkon LED > 250 W
- lampa uzavřená v pouzdře bez proudění vzduchu
- teplota vzduchu kolem >35 °C a nedochází k žádné cirkulaci
Pak:
- můžete přidat malý ventilátor (snižuje Rth o 2–5×),
- nebo přepracovat chladič (více žeber, větší výška, teplejší barvy)
📚 ZDROJE:
- Fischer Elektronik – Průvodce návrhem hliníkového chladiče
- Bergquist – Konvekce a záření v pasivním chlazení
- Bridgelux – Aplikační poznámka: Pasivní tepelná regulace
- IEC TR 62471-2 – Tepelné chování LED zdrojů
✅ ZÁVĚRY:
- Pasivní chlazení není levné řešení – při správném výpočtu je to strategické řešení.
- Povrch, uspořádání a materiál = klíčové.
- 240W LED dioda může být pasivně chlazena – pokud máte chladič o ploše ~1500 cm², dobrou pastu a ventilaci.
- Pasivní materiál nevydává hluk, nerozpadá se a v ložiskách se neusazuje prach.
🌬️ MODUL 5: Aktivní chlazení
Ventilátor nemusí být hlučný – ale musí plnit svou funkci. Jinak se jen točí.
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Někdy pasivní chlazení nestačí:
- Lampa má výkon 300 W+
- radiátor je příliš malý (protože se tam musí vejít)
- funguje v horkém pěstebním boxu bez jakékoli cirkulace vzduchu
- potřebujete konstantní pracovní teplotu bez ohledu na denní dobu
Pak přichází na řadu aktivní chlazení – ventilátor, který pomáhá vzduchu odvádět teplo.
Ale aby to dávalo smysl:
- musí být dostatečný průtok,
- správným směrem,
- a s odpovídající hladinou hluku v poměru k účinnosti.
🔄 ČÁST 1: Jak ventilátor mění fyziku
Při aktivním chlazení se h v Newtonově rovnici ( Q = h·A·ΔT ) zvyšuje z 10–20 na dokonce 100–200 W/m² K.
To znamená:
- až 5× více tepla odvedeného ze stejného povrchu,
- možnost použití menších radiátorů,
- schopnost udržovat LED diodu na nižší teplotě → lepší spektrum, delší životnost
💡 Ventilátor sám o sobě nechladí. Urychluje výměnu vzduchu u chladiče.
🧰 ČÁST 2: Typy ventilátorů – co si vybrat pro vaši LED lampu
| Typ | Výhody | Vady | Kdy použít |
|---|---|---|---|
| Axiální (počítačový) | tiché, levné, oblíbené | slabý při vysokém odporu | otevřené chlazení, QB |
| Radiální (dmychadlo) | silný, směrový tok | hlasitější | uzavřené kryty, LED lišta |
| Turbína pro notebooky | plochý, silný, tichý | obtížné napájení, dražší | tenké lampy, nízký profil |
| Tunelové ventilátory | vysoký průtok | velká velikost | chlazení celé skříně / racků |
💡 Nejčastěji se používají ventilátory 12V / 24V s PWM - můžete regulovat otáčky (hluk).
🧱 ČÁST 3: Instalace ventilátoru – co dělat a nedělat
- ✅ Foukání studeného vzduchu ze spodní části chladiče
- ✅ Vertikální uspořádání žeber – podporuje konvekci
- ✅ Použití pryžových podložek – méně vibrací
- ✅ Prachový filtr – zejména v pěstebních boxech
- ✅ PWM nebo tepelná regulace (např. termistor + čip 555)
- ❌ NEFOUKEJTE shora – potlačíte tím konvekci
- ❌ NEPOUŽÍVEJTE ventilátor bez přívodu/odvodu vzduchu z krytu
- ❌ NENECHÁVEJTE 12V kabel „na čestné slovo“ – vyrobte si zásuvku
🔌 ČÁST 4: Napájení ventilátoru – Nezaměňujte úrovně
- Standardní napětí:
- 5V – malý, o velikosti notebooku
- 12V - nejoblíbenější
- 24V - profesionální, průmyslové
- Proud: Typicky 0,1–0,3 A (tj. 1,2–3,6 W)
💡 Varování! Připojení 12V ventilátoru k 24V = smrt do 5 sekund.
Pokud používáte 24V LED ovladač, oddělte napájení ventilátoru (např. pomocí snižujícího měniče).
🌡️ ČÁST 5: Co dává fanoušek v tréninku?
Reálný příklad (QB 240 W):
- pasivní: R th chladič = 0,8 K/W
- s 120mm ventilátorem při 800 ot./min: Rth ≈ 0,3–0,4 K/W
- pokles teploty ~25°C
- Teplota LED klesne z 90 °C na ~65 °C → významný vliv na životnost
📚 ZDROJE:
- Noctua – Průvodce technologií ventilátorů a tepelnou simulací
- Delta – Porovnání axiálních a ventilátorů pro chlazení LED
- Sunon – Tiché chlazení v LED aplikacích
- IEC 62384 – Integrace stejnosměrného ventilátoru s LED obvody
✅ ZÁVĚRY:
- Ventilátor nemusí být hlučný, ale musí mít dostatečný průtok.
- Správně vybraný a nainstalovaný ventilátor šetří diody a prodlužuje životnost LED diod o tisíce hodin.
- Pokud to nezvládáte pasivně, nepanikařte – aktivní chlazení není selhání, ale vědomá volba.
- Prostě to udělejte moudře: směr vzduchu, napájení, stabilní instalace
🧊 MODUL 6: Hybridní chlazení
Když pasiva nestačí a samotný ventilátor nestačí – přichází na řadu třetí možnost: tepelná technika z notebooků a projektorů
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Tohle znáte z notebooků:
- teplo z procesoru nejde přímo do ventilátoru,
- pouze přes tenkou trubici – tepelnou trubici,
- který přenáší teplo dále k většímu radiátoru.
U vysoce výkonných LED diod se to dělá podobně:
- LED dioda vyzařuje teplo na základní desku,
- tepelná trubice je přenáší do vzdáleného radiátoru,
- ventilátor je přijímá z tohoto chladiče.
Tato sada má hybridní chlazení:
→ pasivní + aktivní + vnitřní přenos tepla
🔍 ČÁST 1: Proč se to dělá?
- Pokud místo montáže LED neumožňuje umístění velkého zářiče (např. tenké lampy)
- Pokud je výkon příliš vysoký pro pasivní komponent bez ventilátoru (např. 300 W+)
- Pokud chcete odvádět teplo mimo oblast LED (např. do pouzdra/profilu)
💡 Příklad: 200W COB LED lampa, 3mm silná deska, ale bez místa pro radiátor na přední straně → heatpipe na zadní straně a chlazení za lampou
🔧 ČÁST 2: Jak funguje tepelná trubice?
Tepelná trubice = trubka s kapalinou uvnitř
- jeden konec přijímá teplo → kapalina se odpařuje
- pára se pohybuje k chladnějšímu konci
- tam kondenzuje → uvolňuje teplo → vrací se kapilárním jevem
- ✅ Žádné pohyblivé části
- ✅ Nízká hmotnost
- ✅ Velmi účinný přenos tepla (λ > 10 000 W/m K efektivně!)
- ❌ Vyžaduje kontaktní a plochou montáž
- ❌ Drahé, jemné, vyžaduje přesnost
🧱 ČÁST 3: Typické hybridní obvody v LED lampách
| Systém | Popis | Aplikace |
|---|---|---|
| Základní deska + tepelná trubice + chladič | LED → hliníkový plech → tepelná trubice → chladič s ventilátorem | tenká přední žárovka, COB 100–300 W |
| Chladič s ventilátorem + podpůrná tepelná trubice | klasický chladič s tepelnými trubicemi vloženými mezi žebra | QB vysoce výkonné, HQ growboxy |
| Celý rám jako radiátor | tepelná trubice přenáší teplo do pouzdra lampy | „prémiový“ design LED lampy s chladicím profilem |
🧪 ČÁST 4: Jak to dát dohromady, aby to fungovalo
- ✅ Dokonale plochý kontakt – mezi LED diodou a základní deskou a mezi trubkou a radiátorem
- ✅ Teplovodní pasta/podložka vždy v místech, kde je kontakt kovu s kovem
- ✅ Pružinová montáž – šrouby s pružnými podložkami nebo svorkami
- ✅ Nedrťte tepelné trubice – zlomíte kapiláru = konec
💡 Tepelná trubice nefunguje „lépe, když se dají dvě dohromady“ – funguje dobře, pokud ji má kam přenést, s dobrým kontaktem
⚠️ ČÁST 5: Co se může pokazit?
- ❌ Tepelná trubice utržená / nestlačená → nefunguje → teplo zůstává na čipu
- ❌ Příliš krátká → dostatečně neodtéká
- ❌ Žádný ventilátor/sběrná nádoba → žádná kondenzace páry = cirkulace zastavena
- ❌ Tepelná trubice pro plast → zbytečná, musí být pro kov s dobrou λ
📚 ZDROJE:
- Cooler Master – Úvod do technologie Heatpipe
- Sunon – Pokročilé LED chlazení s parními komorami
- Osram – Přenos tepla v kompaktních vysoce výkonných systémech
- CREE – Aplikace hybridního chlazení v systémech COB
✅ ZÁVĚRY:
- Hybrid není přehnaný – je to řešení specifických problémů s prostorem a výkonem
- Funguje skvěle, pokud:
- LED má dobrý kontakt s paticí,
- tepelná trubice má místo pro odvádění tepla,
- a chladič s ventilátorem je přijímá ve skutečnosti
- Heatpipe je technologie z notebooků a špičkových lamp – ale funguje i v domácích projektech, pokud máte prostor a přesnost.
🧴 MODUL 7: Tepelně vodivé materiály
LED topí. Radiátor chladí. A mezi nimi? Vrstva, která může všechno zničit – nebo zachránit.
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Teplo z LED diody se „magicky“ nepřenáší na chladič.
Mezi nimi je vždy:
- trochu vzduchu (pokud nic nedáte),
- nebo pastu,
- nebo podložku,
- nebo lepidlo.
A to, co tam dáte, má obrovský vliv na R -th celého systému.
🔍 ČÁST 1: K čemu tohle vlastně je?
Protože i ten nejleštěnější hliník má mikroskopické nerovnosti.
A mezi LED diodou a zářičem zbývá vzduch – který má λ ≈ 0,026 W/m K.
Tohle je katastrofa.
Proto používáte:
- pasta (tekutá, nízká Rth )
- podložky (pevné, snadno se instalují)
- lepidla (trvale spojují a vedou)
📊 ČÁST 2: Srovnání – pasta vs. podložka vs. lepidlo
| Charakteristický | Pasta | Podložka | Lepidlo |
|---|---|---|---|
| Tepelná vodivost λ | 1–12 W/m·K | 1–6 W/m·K | 1–5 W/m·K |
| Tloušťka vrstvy | 10–100 µm | 0,2–1 mm | 0,1–0,3 mm |
| Pravý kontakt | nejnižší | vyšší | střední |
| Demontáž | snadný | snadný | nemožné |
| Obtížnost aplikace | střední | snadný | snadný |
| Riziko chyby | vysychá, příliš mnoho | zvedá LED | špatné rozvržení = tragédie |
🧪 ČÁST 3: Teplovodní pasta – jak ji aplikovat?
- ✅ tenká vrstva – čím tenčí, tím lepší kontakt
- ✅ pouze uprostřed – pak se tlak rovnoměrně rozloží
- ✅ nepoužívejte pastu s vodivým kovem (např. stříbrnými částicemi), pokud LED dioda není galvanicky oddělena
🔧 Příklady:
• Arktický MX-4 (λ ≈ 8,5)
• Tepelný Grizzly Kryonaut (λ ≈ 12,5)
• Dow Corning 340 (λ ≈ 1,0 – pro LED elektroniku)
🧼 ČÁST 4: Tepelná podložka – jednoduchá, čistá, dostatečná
- ✅ Vhodné pro QB, LED pásky, střední výkon
- ✅ Tloušťka: 0,3–1 mm
- ✅ Důležité: tlak! Podložka musí být stlačená, ne jen „položená“
💡 U LED diod do 150 W může podložka poskytnout R th 0,5–1,0 K/W – to stačí, pokud to radiátor zvládne.
🔧 Příklady:
• Bergquist Sil-Pad
• Tepelně vodivý mřížkový systém Keratherm U
• Arktická termální podložka
🧷 ČÁST 5: Termolepidlo – jednou provždy
- ✅ Vhodné pro LED <50W
- ✅ Drží mechanicky i tepelně
- ❌ Když uděláš chybu, už ji nenapravíš
Používejte pouze v případě, že:
- LED dioda nemusí být vyměnitelná
- nemáš možnost souložit
- podklad je čistý a nedeformovatelný
🔧 Příklady:
• Termolepidlo AG
• Halnziye HY 610
• Electrolube TBS
🛠️ ČÁST 6: Jak dosáhnout toho, aby vrstva fungovala co nejlépe?
- Čisté povrchy (IPA, bez prachu a prstů)
- Rovnoměrně rozetřete - bez bublin
- Nedělejte to příliš silně - vrstva ≠ polštář
- Zajistěte sestavu – např. šrouby, sponou, krytem
📚 ZDROJE:
- Arktida – Průvodce aplikací TIM
- Bergquist – Výběr materiálů tepelného rozhraní
- Dow – Silikonové směsi pro montáž LED diod
- IEC TR 61340 – Elektrostatická rizika a materiály TIM
✅ ZÁVĚRY:
- To, co umístíte mezi LED a radiátor, má větší vliv než samotný radiátor.
- Pasta = účinnost, ale musíte být opatrní
- Vložka = pohodlí a čistota, dobrý kompromis
- Lepidlo = jednou provždy, pouze pro určitá řešení
🌱 MODUL 8: Chlazení v pěstebních lampách
COB, QB, bary - reálné příklady, reálné teploty, reálné chyby
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
Growbox je trouba s regulací vlhkosti:
- málo prostoru,
- špatný krevní oběh,
- zvýšená teplota,
- plus prach a pára z rostlin.
Každá vložená LED žárovka musí mít lepší chlazení, než je uvedeno v tabulce.
Zde nestačí říct „nějak to září“ – protože:
- LED + vlhkost + teplo = degradace fosforu, snížená účinnost,
- špatný kontakt = lokální zahřívání = mrtvé pixely,
- žádná cirkulace = radiátor se stává topením.
💡 PŘÍPAD 1: COB 100 W - pasivní chlazení, deskový + žebrovaný chladič
Nastavení:
- Bridgelux Vero29, 36V @ 2,8A
- Chladič: 120×120×60 mm, svislá žebra
- Pasta: Arctic MX-4
- Pouzdro: otevřené, proudění vzduchu v krabici
Měření po 1 hodině práce:
- Radiátor: 57 °C
- COB Spodní část (termočlánek ve vyvrtaném kanálu): ~78 °C
- Krabice: 28 °C
Aplikace:
- ✔️ Pasivní chlazení funguje perfektně
- ✔️ Tichý, stabilní provoz, žádné poklesy jasu
- ❗ Pokud by byl radiátor vodorovný, teplota by se zvýšila o ~10–15 °C
📐 PŘÍPAD 2: QB 240 W – tenký hliníkový plech, bezžebrový pasivní zdroj
Nastavení:
- 2× dioda Samsung LM301H 288
- Zadní deska: hliník 3 mm, 320×240 mm
- Bez lepidla, montáž s podložkami
- Ovladač ihned po vybalení z krabice (HLG-240H)
Měření po 1 hodině:
- Deska: 72 °C
- Krabice: 29 °C
- Pokles jasu: cca 5 % po zahřátí
Aplikace:
- ❗ Aktivní plocha je příliš malá
- ❗ Žádná pasta = bodové vytápění
- ✔️ Funguje to, ale na hranici přijatelných teplot
💡 Pokud dáte pastu + žebrovaný potah - získáte ~10-15°C
📊 PŘÍPAD 3: Bar LED 80 W - profilový radiátor s otevřeným chlazením
Nastavení:
- Hliníkový LED profil 100 cm
- Diody 2835, 24V, 3A
- Lepení termo páskou 3M 8815
- Aktivní větrání boxu (odvod + přívod)
Měření:
- Profil: 60–62 °C (střed), 50 °C (konce)
- Krabice: 27 °C
- Jednotnost: OK
- LED diody: žádná degradace po 3 měsících
Aplikace:
- ✔️ Páska funguje dobře, pokud má hliníkový profil dostatečný průřez
- ✔️ Rovnoměrné rozložení tepla
- ❗ V uzavřeném krytu by teplota vyskočila na 80 °C+
⚠️ Časté chyby s pěstebními lampami:
- horizontální radiátory s hustými žebry (bloková konvekce)
- žádná pasta ani podložky – teplo zůstává na LED diodě
- žádný prostor nad lampou = vzduch se nepohybuje
- LED lepená na dřevo / PVC / plast (!)
📚 ZDROJE:
- Praktické testy (Growlab, 2024–2025)
- Samsung – Tepelný design s LM301
- Mean Well – Případové studie tepelných systémů řady HLG
- Osram – Průvodce teplotním managementem pěstebních lamp
✅ ZÁVĚRY:
- Growbox je specifické prostředí – musíte to brát s rezervou
- Pasivní chlazení? ANO - pokud je navrženo pro boxové podmínky
- Každý 1 °C nižší znamená delší životnost LED, stabilní spektrum a menší riziko
- Nespoléhejte se jen na datový list - spolehněte se na to, co ukazuje teploměr.
🛑 MODUL 9: Chyby chlazení
Protože i ta nejlepší LED dioda zemře, pokud je chladič na střeše lampy a není tam žádná pasta.
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
LED chlazení nikdy není o zázracích.
Vždycky jde o fyziku:
- teplo musí vycházet z čipu,
- projít všemi vrstvami,
- a vystřelil do vzduchu.
Pokud zde něco pokazíte, teplota stoupne, LED dioda se opotřebuje a lampa svítí slaběji a více teple.
❌ CHYBA 1: „Nepoužil jsem žádnou pastu, protože chladič dobře drží“
- 🔴 Problém: Mikrotrhlinky = vzduch = drama
- 🌡️ Důsledek: přehřívání bodových LED diod, zrychlená degradace
- 🛠️ Řešení: vždy naneste pastu nebo pad (i tenký), i když je chladič leštěný
❌ CHYBA 2: Radiátor je vodorovně nebo dolů
- 🔴 Problém: Přirozená konvekce NEFUNGUJE
- 🌡️ Efekt: žebra se navzájem zahřívají, místo aby teplo uvolňovala
- 🛠️ Řešení: radiátor svislý nebo alespoň mírně nakloněný, svislá žebra
❌ CHYBA 3: Pouzdro pevně uzavřeno
- 🔴 Problém: žádná výměna vzduchu → pomalé dušení lampy
- 🌡️ Efekt: radiátor se stává topením, teplota LED diody se zvyšuje i přes zdánlivé ochlazování
- 🛠️ Řešení: Větrací otvory, štěrbiny, pasivní vzestupné proudění
❌ CHYBA 4: Příliš malý radiátor, „protože vypadá hezky“
- 🔴 Problém: R je příliš velký
- 🌡️ Efekt: Teplota LED > 90 °C, pokles světelného toku
- 🛠️ Řešení: Počítejte podle wattu a R th , ne podle vzhledu – 240W LED potřebuje ~1500 cm² aktivního zářiče
❌ CHYBA 5: LED pásek bez chladiče
- 🔴 Problém: lepidlo neodvádí teplo - samo se odlupuje
- 🌡️ Důsledek: diody se zahřívají, zmatňují, zhasínají
- 🛠️ Řešení: hliníkový profil + termo páska nebo lepidlo
❌ CHYBA 6: Ventilátor není správně nainstalován
- 🔴 Problém: fouká shora nebo naslepo
- 🌡️ Efekt: turbulence, vzduch neopouští chladič
- 🛠️ Řešení: foukání zespodu / ze strany, v souladu s přirozeným prouděním
❌ CHYBA 7: LED dioda přilepená ke dřevu/plastu
- 🔴 Problém: tepelná vodivost ≈ 0
- 🌡️ Efekt: LED udržuje veškeré teplo uvnitř
- 🛠️ Řešení: pouze kovové povrchy, nejlépe eloxovaný hliník
❌ CHYBA 8: „Nějak to funguje, takže to nekontroluji“
- 🔴 Problém: žádná měření = žádné informace
- 🌡️ Efekt: LED dioda už možná vyhasíná a vy nic nevíte.
- 🛠️ Řešení: změřte teplotu po 30–60 minutách provozu – pokud máte na radiátoru >80 °C, jezdíte na kredit
📚 ZDROJE:
- Samsung – Chyby v tepelném návrhu LED
- Cree – Selhání v terénu v důsledku špatného tepelného rozhraní
- Noctua – Nesprávné zarovnání ventilátorů v tepelných systémech
- IEC 60598 – Běžné závady v uzavřených LED svítidlech
✅ ZÁVĚRY:
- V chlazení LED není třeba zázraků - jen nedělejte hloupé chyby
- Pasta, vertikální poloha, volné proudění vzduchu – to je absolutní základ
- Když to uděláte jednou správně, bude to fungovat roky. Ale když to uděláte jednou špatně, nemusí to fungovat ani měsíc.
🧪 MODUL 10: Test chlazení
Nepotřebujete laboratoř. Stačí vědět, čeho se dotýkat, co měřit a co to znamená.
🧠 ÚVOD – Selský rozum:
S LED diodami nečekáte na poruchu.
- Neselžou“ jako žárovka.
- Pomalu mizí,
- svítí čím dál méně,
- dokud nepřestanou svítit „jako dřív“.
Proto není test chlazení bonusem – je to povinná součást instalace.
Lepší 10 minut s teploměrem než 10 dní se stížností.
🌡️ ČÁST 1: Co a jak měřit?
| Nástroj | Za co? |
|---|---|
| Infračervený teploměr | rychlé měření teploty chladiče, COB a desky |
| Sonda K (termočlánek) | přesné měření COB konektoru (např. skrz otvor v chladiči) |
| Prst | detekce rozdílů, horkých míst, podezřelých míst |
| Multimetr s teplotním senzorem | pomalejší, ale pro pasivní test postačující |
| Termokamera (volitelné) | kompletní tepelná mapa - ideální, ale ne nutné |
⏱️ ČÁST 2: Kdy měřit?
- Zapněte lampu.
- Počkejte alespoň 30 minut práce – to umožní systému usadit se.
- Opatření:
- místo na chladiči,
- na LED (pokud máte přístup k zadní straně COB),
- na konektorech/kabelech v případě svépomocí
🔥 ČÁST 3: Jaké teploty jsou v pořádku a kdy se otepluje?
| Živel | „Zdravá“ teplota | Poplach |
|---|---|---|
| Pasivní zářič | 35–65 °C | >75 °C |
| COB podložka / QB podložka | 45–80 °C | >85 °C |
| LED pásek | 40–60 °C | >70 °C |
| Konektor/kabel | max. 10 °C nad okolní teplotou | pokud >50 °C → něco se nedotýká |
📌 LED diody mají často T j max = 105 °C
→ pokud má radiátor 75 °C a R th LED → radiátor = 0,5 K/W při 50 W → jste na hranici
🖐️ ČÁST 4: „Prstový“ test – nepřesný, ale funguje
- Teplo, ale snesitelné = pravděpodobně 45-55 °C
- Nemůžete to držet déle než 3 sekundy = >65 °C
- Okamžitě se vaří = 80–90 °C → rozhodně příliš mnoho
✅ Funguje obzvláště dobře pro testování LED pásků a lišt
✅ Umožňuje odhalit lokální přehřátí (např. podtlak na kontaktní plošku, mrtvou diodu)
📈 ČÁST 5: Pozorování v čase – co se mění?
- Stabilizuje se teplota po 20-30 minutách?
- Svítí LED dioda stejnou intenzitou při spuštění a po zahřátí?
- Není na radiátoru žádná přehřátá místa (rozdíl 10–20 °C v jednom radiátoru je špatným znamením)?
- Zvyšují se dramaticky otáčky ventilátoru (při tepelné regulaci)?
💡 Ticho neznamená klid – může to znamenat, že LED dioda tiše vaří.
📚 ZDROJE:
- Fluke – Tepelné měření pro elektroniku
- CREE – Aplikační poznámka: Testování teploty LED přechodů
- Osram – Diagnostika tepelných poruch v terénu
- IEC 60598-2-1 – Měření provozní teploty svítidel
✅ ZÁVĚRY:
- Měřte. Pozorujte. Nehádejte.
- Pokud máte na radiátoru teplotu >75 °C – zkontrolujte kontakt, povrch a ventilaci.
- Dobře chlazená LED dioda svítí lépe, déle a stabilněji
- LED, která se zahřívá = LED, která se brzy zhorší
✅ KONEC
LED chlazení není o ventilátoru. Jde o proudění – tepla, vzduchu, logiky.
Konec konců:
- Radiátor není dekorace – je to technický nástroj,
- pasta není mazivo – je to klíčová tepelná vrstva,
- a teplota LED diody není „oko“ – je to parametr, který rozhoduje o jejím životě a smrti.
Pasivní chlazení? Funguje – pokud ho navrhnete moudře.
Aktivní? Funguje to taky – pokud z toho neuděláte větrný mlýn chaosu.
Hybridní? Někdy je to jediný způsob, jak udržet 300W LED v kondici.
Nepotřebujete laboratoř, abyste věděli, zda je vaše lampa bezpečná.
Stačí vědět, kam teploměr umístit – a proč na něm vůbec záleží.
Díky za přečtení.
Teď nech tu lampu hořet dlouho. A ať vychladne.