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本文以光电一体化LED模组为研究对象，提出了一种可在输入电压升高时稳定LED平均电流，在工作环境温度升高时控制LED结温的光电一体化LED模组。从驱动电源、散热及结温控制、测试等方面展开研究，主要工作和结论如下： 首先，根据光电一体化LED模组中光源的实测伏安特性曲线建立了光源在工作区的等效电学模型，并实测了正温度系数热敏电阻（PTC）阻值与温度的关系，为电源设计及利用PTC关联并控制光源结温的设计提供数据支撑。通过理论分析结合电路仿真的方法研究了线性电源的工作原理及缺陷，明确了电源设计的改进方向。 其次，针对传统线性电源的缺陷提出了在电源设计中引入电压差反馈调节LED电流的机制，设计了电源的架构及电路图，优化了电源参数，并将所设计的30W光电一体化LED模组电源与传统线性电源进行了参数对比，结果表明本文设计电源实现了过压稳流，输入电压在AC220-265V范围内变化时，LED平均电流变化不超过5％。 再者，通过有限元热稳态模拟完成了光电一体化LED模组的散热设计及光源结温控制设计：优化了LED光源排列间距，通过正交试验法优化了散热外壳尺寸，结合散热设计与电源设计，完成了利用正温度系数热敏电阻（PTC）关联并控制LED光源结温的设计。 最后，根据设计方案制作出光电一体化LED模组样品，测试了其电源参数，结合正向电压法与管脚温度法测试了光源结温，并在过温环境下测试了光电一体化LED模组的热电参数，结果表明：在环境温度为25℃时，本文设计的模组实测功率为30.58W，电源效率为86.6%，功率因素为0.910，光源结温为78.6℃；在环境温度为25-45℃时，光源功率可自匹配环境温度，光源结温最高为84.6℃，实现了过温环境下控制光源结温的目的。此外，基于光电一体化LED模组设计了一款投光灯，其光通量为3329.41lm，光效为108.77lm/W。