设计了一种基于功率金属氧化物半导体场效应晶体管( MOSFET)的高压开关组件。通过串联20只1 kV的RF MOSFET单元电路, 获得耐压 10 kV以上的高速、高重复频率的开关组件。开展了高压开关组件的结构设计和 1 kV的RF MOSFET单元电路设计及散热设计。利用开关组件进行了10 kV脉冲源实验装置设计, 测试结果发现脉冲前沿较仿真结果变缓。

针对大功率远程荧光粉型白光LED存在的散热问题，研究了其封装结构的散热设计方法。在分析现有远程荧光粉型白光LED封装结构及散热特点的基础上，提出将荧光粉层与芯片热隔离的同时开辟独立的荧光粉层散热路径的热设计方法。仿真分析结果表明: 新的设计能够在不增加灯珠径向尺寸的同时改善荧光粉层的散热能力。在相同边界条件下，改进设计后的荧光粉层温度较改进前降低了10.7 ℃，芯片温度降低了0.55 ℃。在芯片基座上设置热隔离槽对芯片和荧光粉层温度的影响可以忽略。为了达到最优的芯片和荧光粉层温度配置，对荧光粉层与芯片之间封装胶层厚度进行优化是必要的。新的封装方法将芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，既避免了二者的相互加热问题，又增加了灯珠光学设计的自由度。

为实现光纤激光器的高功率输出，光纤热效应是必须考虑的重要因素之一，研究高功率光纤激光器的温度分布特性并对产生的热量采取相应抑制措施，以保证高功率光纤激光器在合适的温度下正常运行，对研究高功率光纤激光器具有重要意义。对已报道的主要的高功率光纤激光器热效应相关研究进行了综述，逐类说明了光纤温度理论研究、热效应对光纤激光器输出特性的影响以及热效应的抑制方法，讨论了这些研究中存在的优缺点，并对其未来的研发趋势进行了展望。

本文首先运用耦合传热理论与 EFD软件, 对一种 LED灯具的温度场、流场、压强场进行仿真, 再对仿真结果图进行图像处理, 提取热流场分布的边缘曲线, 并以此曲线方程为依据, 在总重量不变的情况下, 设计了一种曲线型散热结构, 可以使热流场分布均匀化, 并且更有效地利用周围空气进行散热。结果表明, 在 20℃环境中, 曲线型散热结构可使最高温升降低 12℃, 最大相对压强减小 0.95 Pa, 流场流速分布更均匀, 且居于较大流速的流体比例有明显提高。为进一步简化模型, 又将曲线形状的翅片优化为逐渐向两边外侧倾斜的角度型翅片, 使优化后的最高温度较曲线型又下降了 7.1℃。最后通过实验对比证明角度型散热结构具有更好的散热效果, 且减少了对生产加工工艺的要求。

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。