LED即发光二极管,是直接把电能转换成光能的半导体器件。LED器件作为一种绿色固态光源在照明市场占据着重要的地位。随着人们对大功率LED灯具的需求增加,对LED灯的功率要求增加以及封装技术要求提升。由于大量热量的集中导致结温快速升高,而结温的升高带来的是LED寿命的衰减和出光效率的降低。因此,设计出有效的散热模型以及使用高导热材料显得格外重要。近年来,在LED灯具封装结构和热界面材料选取方面有很多研究。石墨烯材料因在平面二维方向具有优良的热导率而一直备受关注。为了改善大功率LED散热,充分发挥石墨烯材料在热扩散方面的作用,将其与铝散热器基底表面相结合,试验设计了单颗大功率LED模型和多颗阵列大功率LED模型。主要探索了两个方面:(1)石墨烯的添加对LED散热效果的影响;(2)不同石墨烯厚度和不同石墨烯形状对LED散热性能的影响;因为仿真中采用的石墨烯很薄,对网格划分要求很严格,因此采用了主流散热仿真优化软件ANSYS Icepak。试验仿真结果表明:石墨烯对改善LED散热效果明显,总体可以使结温下降15℃左右,达到消除热点、降低结温的效果;在纳米厚度级别下,石墨烯厚度和形状对改善LED散热效果差异不大,在误差范围之内,几乎可以忽略。铝散热器在LED散热领域中的应用是最广泛的,得益于其易加工成型、密度低等优点。本文为探索散热器结构参数对LED散热性能的影响,设计出最佳的散热器结构参数,建立了大功率LED路灯模型。试验采用控制变量方法,使用具有自带优化设计功能的热仿真软件Flotherm。探索了铝散热器基底厚度、翅片高度、翅片厚度、翅片间距四个参数对LED路灯结温、引脚温度、灯条和散热器最高温度的影响,试验仿真结果发现对LED散热的影响程度按照翅片高度、翅片厚度、翅片间距、基底厚度依次递减。通过对试验仿真分析,初步找到了最佳的散热器结构参数。