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作为新一代光源的白光LED(发光二极管),在各类实际应用中,已经逐渐取代了传统光源。但是它的光电转换效率很低,致使大部分能量转变成了热能,如果这些热量无法及时散去,则会使LED结温大幅增高,影响其各方面性能及寿命。因此,基于烟囱效应原理,利用Solidworks建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真。本文在LED灯具和散热器中引入烟囱结构,使空气在其周围形成畅通快速的自然对流,从而增强LED的散热效果。为了降低传统灯具的重量和散热成本,本文设计了一种无散热器的LED异形灯。经研究得出:烟囱高度和烟囱通道的直径都是45 mm时,其散热性能最优,LED最高温度是70.94℃;接着,对LED异形灯的圆筒状基板的热源分布和基板厚度进行进一步优化,并得出在基板上侧和下侧分别延伸35和8 mm,基板厚度为1 mm时的散热性能最优,LED最高温度为64.78℃;最后,为了使LED异形灯能在更大的输入功率下安全工作,本文在LED异形灯的圆筒状基板中间分别加入太阳花与蜂巢散热器,并且继续对太阳花散热器的翅片数、内环直径、翅片厚度,与蜂巢散热器的蜂巢类型、蜂巢边长、蜂巢壁厚进行优化试验,并得出最优参数组合,研究得出加入散热器后,LED异形灯最高可在19 W输入功率下安全工作。此款异形灯,开创了一种全新的散热模式。在烟囱效应下,为了能合理地选择散热效果更佳的散热器,本文对比了不同烟囱高度下的LED梳状散热器和太阳花散热器的散热效果,得出太阳花散热器的散热性能优于梳状散热器的结论;然后,提出了一种LED圆筒太阳花散热器,研究表明加入圆筒后,LED结温下降了6.44℃;最后,对传统太阳花散热器进行了开缝交错设计,在降低散热器重量的同时,使输入功率为26 W的LED结温下降了8.68℃。这些研究增强了传统太阳花散热器的在散热方面的性能。在LED散热器方面,为了增强它的散热性能,本文设计了两款多孔散热器。先设计了一种具有烟囱结构散热器的LED球泡灯;接着,针对前者散热器铸造成本过大的问题,提出了另一种构型简单,利于加工的LED散热器。经过对各参数的优化,二者相较传统散热器,温度分别降低了4.41℃和8.89℃,都可以很好地满足自然对流条件下LED的工作要求。