半导体照明是21世纪最有前景的高科技领域之一,但LED灯具的性能往往受到高温的影响;目前传统直肋片式散热器在面对更高功耗的照明应用时,已面临无法有效地携出高热量的窘境。因此,如何高效导出多余热量以确保其产品可靠度已成为LED照明设计亟待解决的问题。本论文将以一款计划配备2400W超高功耗LED照明灯具的特种车辆为研究对象,为其设计一款新型热管嵌入式扣fin散热器作为验证,以解决散热问题。首先,本论文基于传热学理论,介绍LED照明组件的构成以及概述热设计目标后,将LED热能管理分为三个层次:芯片级、封装级和系统级。从这三个层次的散热设计出发,综合考虑采用:（1）FCCOB封装LED光源芯片,（2）烧结式热管,并采用“扣fin工艺”将热管与翅片结合,形成热管嵌入式扣fin散热器,（3）轴流式风扇,计算、设计并仿真出合适的散热器各项参数、风量等系统布局。依据LED发热量的传递路径,采用热阻网络法得到各部分热阻表达式并计算每个热阻值,根据总热阻值和环温求得LED光源的结点温度为69.27℃。其次,基于热仿真流程,将系统散热设计的各项参数设置在ANSYS?Icepak中,得到初始仿真结果:LED光源最高温度为71.54℃。仿真最高温度和公式计算温度比较接近,两者体现出一致性。再将整体散热设计方案的最高温度,与传统散热方案对比,发现前者最高温度更低,仿真结果与公式计算时的假设吻合,进一步证实了该散热设计的优良散热能力。最后,采用正交试验法对散热器结构尺寸进行优化,逐个分析单一参数对最高温度的影响。试验方案产生后,使用ANSYS?Icepak软件,仿真得到正交试验表每一组的最高温度,采用极差分析法和方差分析法对试验结果进行分析,正交优化和风扇选型优化后得到最优方案。环温设置为25℃时,最优方案参数下最高温度仿真值为61.88℃,公式计算值为59.73℃。经过实验测得在环温21.9℃时的最高温度为61.3℃,发现实测温升与计算值和仿真值的温升相近,验证出针对超高功耗LED灯具散热方案的可行性。“强制风冷+热管嵌入式扣fin散热器”散热方式,能够达到2400W LED灯具的散热要求,对于超高功耗LED灯具热设计方案的选择具有应用价值。