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大功率LED是一种能将电能直接转换成光能的固体半导体发光元件,其在发光效率、使用寿命及绿色无污染等方面具有独特的优势,然而,在决定大功率LED应用的几个关键技术中,散热设计显得尤为重要。散热设计的好坏将直接影响到大功率LED的实际应用能否成功。本文将板式脉动热管应用于大功率LED散热中,系统的开展了不同冷却方式的散热研究。首先,本文开展了大功率LED自然冷却实验,并对LED基板温度及发光强度的变化特征进行了研究,研究结果表明,大功率LED在自然冷却条件下无法正常有效的工作。本文还开展了大功率LED板式脉动热管水冷实验,并对板式脉动热管加热面温度的变化特征进行了研究,研究结果表明,板式脉动热管对各功率LED都会产生非常显著的冷却效果。LED功率越大,板式脉动热管所带走的热量占加载在LED上的总能量的比例也在增大,而且板式脉动热管启动时间变短,热阻减小。在理论方面,建立了大功率LED板式脉动热管水冷等效热阻模型,分析发现板式脉动热管的热阻是影响LED结温高低的重要因素。此外,本文也开展了大功率LED翅片式板式脉动热管强制风冷实验,对翅片式板式脉动热管加热面温度随时间的变化特征进行了研究,研究结果表明,各功率LED在翅片式板式脉动热管风冷下不仅能达到非常显著的冷却效果,而且LED各点温度也非常均匀。翅片式板式脉动热管的运行过程与板式脉动热管水冷下的运行过程存在着差异。LED基板面积大小及LED的布置方式都会对翅片式板式脉动热管的冷却效果产生影响。无论处于高温40℃环境下,还是处于低温0℃环境下,翅片式板式脉动热管都能将大功率LED产生的热量迅速及时的带走,所不同的是当处于40℃环境下时,翅片式板式脉动热管启动时间变短,当处于0℃环境下时,翅片式板式脉动热管的最小启动功率明显增大。