摘要：发光二极管(Light Emitting Diode, LED)作为一种新型的半导体发光器件，以其高光效、寿命长、结构牢固、节能环保等优点，已经在照明和指示场所得到了广泛的应用，而且还被誉为第四代照明光源。但是随着LED器件及灯具的功率不断增大，热问题也越来越突出，已经成为了制约LED进入通用照明领域的瓶颈。本论文针对LED器件及灯具中的散热问题进行研究，研究内容主要有：1. LED器件及灯具热阻测试方法研究。热阻是表征大功率LED器件及灯具散热性能的重要参数之一，所以对它的测试研究是很重要的。目前LED热特性测试的主要方法有红外热成像法和电学参数法，其中电学参数法更加适合LED热特性测量。本文基于电学参数法测量原理，对近几年半导体领域中测量封装器件热学特性的重要方法的基础理论—结构函数理论进行了研究，从积分和微分式结构函数中得到封装器件内部各部分热阻，这种方法测量精度高、速度快，是评价大功率LED的有效评测手段。2.设计了LED器件和灯具模块热阻测试实验，采用热学测试仪器T3Ster对样品进行测试，软件T3Ster Master对结果进行数据处理和分析，得到了热特性曲线—样品的积分和微分结构函数曲线。实验结果表明：通过微分、积分结构函数图结合LED器件及灯具模块的内部结构，可以分析出样品内部各部分的热阻值，此外，粘结层（芯片与热沉接触面、LED器件与六角形基板接触面）热阻值偏大，散热器的传导和与空气对流热阻之和占了总热阻的57.42%，因此对散热器的优化设计是很重要的。3.设计了一款LED路灯散热器结构，采用软件SolidWorks对LED路灯建模，FLOEFD对新旧LED路灯进行热学分析。从一款传统LED路灯的散热模拟分析中，发现散热器基体与翅片相连的区域温度很高，很难通过对流散热的形式散发出去，导致LED光源的工作温度较高。根据此现象结合LED路灯的安装方式特点，提出了打通翅片之间散热器基体部分的设计方案，使光源下方的低温空气也能参与对流散热，打破散热器基体与翅片相连的高温区域，构成上下通风的通道，对此新模型进行了模拟验证。模拟结果表明：这种具有上下通道的新型散热器结构，与传统LED路灯相比， LED光源的平均温度降低了15℃左右，翅片与散热器基体相连部位温度降低了12℃左右，沿着远离翅片方向，散热器的温差降低了1.3℃左右，散热能力得到了提高。此外从切面云图中还发现光源下方的冷空气与高温区域进行了对流散热，验证了设计方案的思想。4.设计了模拟计算来验证新型LED路灯散热器在成本上的优越性。通过模拟相同散热能力（以LED光源工作温度为参考）下传统LED路灯的热性能，对新旧散热器的重量之差作出计算，结果表明，新型LED路灯散热器的重量要比传统LED散热器的重量轻3.19千克左右，因此得出结论，新型LED路灯的成本比传统LED路灯的成本低。