LED出现至今,发光效率逐年提高,应用领域不断扩大,以大功率发光二极管器件为核心的半导体照明技术相比普通照明技术具有较多的优点,近年来已经成为研发热点。本论文针对大功率LED的电热特性做了一定程度的研究,其中主要工作概括如下:(1)以鹏远光电子有限公司所封装的大功率LED灯珠(Cree芯片)为例,详细分析了GaN基系列大功率LED芯片的结构,分析了不同有源层材质、厚度,以及衬底、P型GaN、N型GaN、粘结材质,基座、引线等对LED元件电学特性的影响,以及正装、倒装等不同LED芯片结构对其电特性的影响。(2)构建了交流小信号激励下,LED芯片的电学模型。重点研究了LED作为一种特殊的pn结结构的电学特性,包括漏电流、结电容、整流效应等,以及在交流激励下这些电参数的变化。设计了外围交流驱动模块,并对所设计的结构进行了详细的局部仿真,根据这些特性构建了一套较为稳定的低电压脉冲交流驱动的LED工作系统,设计了过流保护,过温度保护等模块。最终构成整套的交流驱动模块,并对此系统进行了电路仿真。(3)设计了一款可以满足此交流驱动的LED照明系统的独立封装的散热系统。并对该系统包括热源、各散热层进行了详细分析,最后依据芯片击穿原理计算了系统总热阻,证明了所设计散热结构的合理性。该系统采用半导体主动制冷原理,散热效果明显。