LED是一种发光效率高、使用寿命高、节能的光源,在20世纪初迅速地占领了照明市场。但大功率LED的发热量高,热流密度大,导致大功率LED的pn结中的温度较高,这极大降低了 LED的使用效果与寿命,目前存在的LED散热方式仍然不能完全解决满足大功率LED的需要,这限制了大功率LED的研究与应用。热电制冷技术是利用热电效应完成将热量从低温区传递到高温区的一种,其特点是沿热流方向会形成一个逆温差,应用于电子散热领域可以有效的降低电子元件的温度。本文研究了将热电制冷技术置于LED热管理之中应用,工作内容包括依据传热和热电效应的基本理论建立了含有热电制冷的热阻模型,通过Matlab软件编译热阻模型研究热电制冷技术需要的热电制冷参数与LED结温降低效果之间的关系,并结合ANSYS仿真研究热电制冷应用在大功率LED车灯上的结温降低效果。本文主要讨论了以下内容:（1）建立有无热电制冷结构的LED热阻模型并推导出对应的LED结温方程。通过热阻模型和结温方程得到热电制冷使LED结温降低需要的最小热电臂对数、热电制冷输入电流的范围;找出使LED结温达到最低对应的热电制冷输入电流值。分析模型可知热电制冷使LED结温降低需要的最大散热热沉热阻随热电臂对数的增加而增加;LED结温降低值随散热热沉热阻的减小而增大,随热电臂对数的增大而增大;热电制冷的制冷系数随散热热沉热阻减小而减小。当LED输入功率为25W,环境温度为25℃,最小热电臂对数为45对;当热电臂对数为150对,热电制冷技术最大可以将LED结温降低40.89℃。（2）通过热阻模型研究环境温度对热电制冷使LED结温降低需要的最小热电臂对数、最大散热热沉热阻、LED结温降低值和热电制冷的制冷系数的影响。研究结果显示随着环境温度的升高,最小热电臂对数减少,最大散热热沉热阻增大,LED结温降低值增大,热电制冷的制冷系数增大。当LED输入功率为25W,环境温度上升至55℃,最小热电臂对数下降为37对;当热电臂对数为150对,热电制冷技术最大可以将LED结温降低51.62℃。（3）选择一种30W的大功率LED车灯,通过ANSYS软件模拟了 LED车灯的温度分布情况和车灯在不同散热条件（环境温度和外部风速）下的LED结温。结果显示,当环境温度高于50℃时,仅仅凭借强制对流的方式是无法将最大的LED结温降低到110℃以下的。根据模拟结果建立大功率LED车灯的热阻模型,并确定了用于此LED车灯的热电制冷结构含有130对热电臂。计算含有热电制冷结构的LED车灯的结温,计算结果显示,环境温度为50℃时,热电制冷结构最多可以将结温降到97.47℃,而当环境温度为60℃,热电制冷结构最多可以将结温降到106.51℃。