为了提高发光二极管(LED)的散热能力, 基于烟囱效应, 在传统太阳花散热器外侧加装圆筒壁, 形成特殊的烟囱结构。运用Solidworks软件构建三维模型, 用其插件Flow Simulation进行热仿真, 并以散热器翅片数12个、最大直径70 mm、高度40 mm为基础模型参数, 进行优化研究。研究表明, 在翅片数为20个、最大直径为85 mm、高度为65 mm时, LED圆筒太阳花散热器的散热效果最好。此时, LED的最高温度为48.98 ℃, 比优化前降低了13.05 ℃。当功率为8, 12, 16, 19 W时, LED芯片的最高温度都满足LED工作的安全要求。对功率为8 W的LED散热器样品的实验测试结果表明, 4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.8%, 在允许范围内, 验证了研究的正确性。在功率为32 W时, 配备圆筒太阳花散热器的芯片最高温度仍满足低于125 ℃的技术要求, 并比配备传统太阳花散热器的芯片温度低6.44 ℃。所设计的LED圆筒太阳花散热器为解决大功率LED散热问题提供了一个新的途径。

为了提高发光二极管（LED）的散热性能，基于烟囱效应原理，设计了一种特殊的直筒式烟囱结构的LED冷却用散热器。通过Solidworks软件构建三维模型，利用其插件Flow Simulation对构建的模型进行热仿真。研究了不同烟囱高度、通风口形状和大小对烟囱效应散热效果的影响。研究结果表明：烟囱效应有效地提高了散热器的对流散热性能。当烟囱高度为50 mm、通风口等效直径为8 mm、通风口形状为梯形时，LED最高温度为61.60 ℃，比优化前降低了6.54 ℃。与传统散热器对比，LED最高温度降低了8.89 ℃。实验中4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.0%，在允许范围内，验证了以上研究的正确性。所设计的散热器可以很好地满足自然对流条件下LED的工作要求。

为了提高发光二极管(LED)灯具的散热能力，基于烟囱效应原理，设计了一种新型的LED灯具散热结构。运用SolidWorks软件构建三维模型，利用其Flow Simulation插件进行热仿真。当功率为10 W时， LED芯片的最高温度为81.34 ℃；当功率增加到15 W时，芯片的最高温度变为105.54 ℃，高于其安全工作温度(85 ℃)。提出了在基板中间加入蜂巢散热器的改进方案，使LED芯片的最高温度下降了30.54 ℃，并进行了优化实验。研究结果表明：当蜂巢类型为正六边形、蜂巢边长为6.0 mm、蜂巢壁厚为1.0 mm时，LED异形灯的散热效果最好，LED芯片的最高温度为74.47 ℃，散热器质量为47.19 g。当功率为8，12，15，18 W时，LED芯片的最高温度都满足安全工作要求。通过对8 W的LED异形灯样品进行实验测试，证实了研究的准确性。

为了提高LED灯具的散热能力, 基于烟囱效应原理, 设计了一种新型的LED灯具散热结构。该结构仅采用一块圆柱状基板, 不需要散热器, 突破了传统LED灯具的构造模式。运用软件Solidworks构建三维模型, 用其插件Flow Simulation进行热仿真。当功率为10 W时, LED芯片最高温度为81.34 ℃。当功率增加到15 W时, 最高温度变为105.54 ℃, 高于芯片安全工作温度85 ℃。因此, 本文提出在基板中间加入散热器的改进方案, 使LED芯片最高温度下降了30.79 ℃。并以散热器翅片数12个、内环直径20 mm、翅片厚度1 mm为基础模型参数, 进行优化试验。研究表明: 在翅片数为12个、内环直径为12 mm、翅片厚度为1 mm时, LED异形灯的散热效果最好, 此时, LED异形灯的最高温度为72.21 ℃。当功率为8, 13, 15, 17, 19 W时, LED异形灯芯片的温度都满足LED工作的安全要求。经过对8 W的LED异形灯样品的实验测试, 测得其最高温度为53 ℃, 与仿真结果仅相差1.01 ℃, 证实了研究的准确性。所设计的LED异形灯, 为解决大功率LED散热问题提供了一条新的途径。

为了降低发光二极管（LED）灯具的重量和生产成本，根据烟囱效应原理，设计了一种无散热器的LED异形灯。利用Solidworks软件建立三维模型，通过其插件Flow Simulation进行热仿真。并以烟囱高度为30 mm，烟囱通道直径为20 mm的参数为基础模型,研究不同烟囱高度和烟囱通道直径对LED异形灯最高温度的影响。仿真结果表明：对于烟囱高度和烟囱通道直径都为45 mm，基板重量为35.86 g的LED异形灯，当输入功率为6，8，10 W时，其最高温度都低于芯片的安全结温85 ℃，可满足LED安全工作的要求。对8 W的LED异形灯进行实验验证，结果表明LED异形灯的最高温度为73 ℃，与仿真结果仅相差2.06 ℃，验证了仿真的正确性。所设计的无散热器LED异形灯不仅可以很好地满足LED散热要求，而且重量轻、成本低、制造简单。

为了增强LED灯具的散热能力,根据烟囱效应原理,设计了一种LED球泡灯,其具有特殊的直筒式烟囱结构。利用Solidworks建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真,并以烟囱高度30 mm、烟囱数量6、通风口长度2 mm的参数为基础模型。通过实验验证,测出该模型的最高温度为69 ℃,与仿真所得出的结果仅相差1.66 ℃,证实了仿真步骤的正确性。以此为基础,对不同烟囱高度和数量、通风口大小对LED芯片最高温度的影响进行研究。研究表明：烟囱效应明显增强了灯具的对流散热性能。在烟囱高度为45 mm、烟囱数量为12、通风口长度为3.5 mm时,LED芯片的最高温度为61.04 ℃,比优化前下降了9.62 ℃。在模型参数相同的条件下,最高温度比不加烟囱结构的LED球泡灯下降了1.9 ℃,且散热器重量下降了2.55 g。在自然对流条件下,所设计的LED球泡灯能很好地满足LED芯片工作要求。

针对基于集成封装发光二级管(COB LED)的半导体照明光源，研究了引流孔的形状、尺寸和位置等对基于烟囱效应的散热器的散热特性的影响。CFD仿真模拟表明，对于50W热功率的COB LED散热结构，在导热板上形成两个面积为15cm2、以光源中心对称的矩形引流孔，可在保持COB LED最高温度小于52℃的条件下，将基于烟囱效应的散热器的重量进一步降低15%。实验结果与模拟结果基本一致。