随着LED照明光源的普及应用,LED光源的高结温与光衰现象越来越受到人们的重视。本文针对LED的光热特性,根据热量的传递方式构建了LED的等效热阻模型,研究了不同状况下LED的PN结发热规律,并进行了仿真实验验证。最后提出并设计了具有低结温、高光效、长寿命优点的LED光源及网络控制系统。实际运行结果表明,该系统是有效可行的。论文主要工作如下:1、单颗及多颗LED构成的阵列的等效热阻模型的构建。基于热传导理论,研究了单颗LED和LED阵列的热阻与结温的计算方法,讨论了影响LED结温的因素,为LED的光热特性分析与LED光源设计提供理论支撑。2、单颗LED的热阻模型及光热特性的仿真研究。研究LED的输入功率(输入电流)、PCB板的材质以及LED芯片的种类对LED结温的影响,对LED的光热特性进行了实验测试及分析,以寻找出LED光热特性的最优工作点。3、LED阵列的热阻模型及光热特性的仿真研究。研究LED阵列的输入功率(输入电流)、PCB板的材质、阵列的布局结构等对结温的影响,并对阵列中LED的数量、布局与光热光效的变化关系进行了实验研究分析,以寻找出LED阵列的优化设计方法。4、低结温、高光效、长寿命LED照明光源与网络控制系统的软硬件设计。以LED阵列的热阻模型和光热特性为依据,设计了照明光源的LED阵列电路、可控恒流驱动电路、PWM控制信号产生及调光电路、电源及功率因数校正电路、检测电路,并采用WiFi和以太网相结合的上行通讯方式以及ZigBee和RS485相结合的下行通讯方式,实现了LED光源的实时监测与网络控制。本文通过仿真实验测试数据统计分析,建立和验证了单颗LED及LED阵列的光热特性关系,自主设计与样机研制了矿井巷道照明LED光源及网络控制系统。运行试验数据表明:本文方法不仅能在保证光照度条件下LED结温低于光衰要求,而且光效与功率因素高,为LED照明光源长效节能运行提供了示范。