随着LED灯功率的提高,LED灯珠的热流密度不断增大,散热已经成为限制LED灯朝高功率方向发展的重要因素。目前市场上的大功率LED灯多采用传统的平行翅片散热器进行自然对流散热,只能有限地满足大功率LED灯的散热需求,阻碍了大功率LED灯功率的进一步提高。并且市场上的大功率LED灯散热器还存在着质量偏大的问题。开缝翅片是一种在传统翅片的基础上进行开缝处理的翅片,这种形式的翅片可以降低空气在翅片间的流动阻力,从而提高散热效率。而对散热器添加烟囱可以使更多的冷空气流入散热器内部。因此,本文针对大功率LED灯的低结温及散热器轻量化要求,设计了“开缝翅片散热器+烟囱”这种新型的散热器结构。本文的主要工作及研究内容如下:（1）首先,搭建实验测试平台,对自然对流条件下处于热稳定状态的200W LED灯的结温进行测量。其次,对LED灯进行三维建模,并通过热分析软件对LED灯进行自然对流数值模拟。结果表明:实验测量数据与数值模拟结果之间的差异较小,误差仅为3.6%,数值模拟结果是可靠的。（2）基于NSGA-Ⅱ算法对200W LED灯散热器进行多目标优化。首先,通过单因素分析探究了散热器翅片的数量、高度、直径、厚度、开缝数量以及烟囱的直径、高度对散热器结温及质量的影响,并筛选出较优的参数取值范围。其次,通过Box-Behnken试验设计及响应面法构建优化指标的代理模型。最后,通过NSGA-Ⅱ算法对散热器进行多目标优化从而获得Pareto最优解集。结果表明:经优化后的散热器能使200W LED灯最高结温低于80℃的同时使散热器质量降低23.0%,优化效果较为明显。（3）将“开缝翅片散热器+烟囱”这种新型的散热器结构推广应用至500W LED灯中。首先,依据500W LED灯所需的散热面积设计出散热器的具体结构尺寸。其次,通过单因素分析确定最佳开缝数量及烟囱的最佳尺寸。最后,将改进后的散热器与传统的太阳花散热进行比较。结果表明:在散热器质量大致相等的条件下,500W LED灯使用添加烟囱结构的开缝翅片散热器相比于未开缝的太阳花散热器可使最高结温降低7.5℃,降幅为8.6%,相比于开缝的太阳花散热器可使最高结温降低6.0℃,降幅为7.0%。