在一般商用LED测试系统的基础上，完善了InGaN/GaN LED电光热特性的研究测试平台：研制了满足电光热耦合特性研究的数控电源、温度测控装置，以及满足老化试验要求的PWM电流驱动单元等；采用虚拟仪器软件开发了测试软件系统，对商用LED综合测试平台进行了优化；讨论了特性试验研究的基本原理和方法；为InGaN/GaN LED特性的试验研究提供了必要的硬件支持及方法指导。利用搭建的测试平台开展了大量的InGaN/GaN LED试验研究，深入考察InGaN/GaN LED应用中存在的各种电光热耦合效应，并对LED特性进行了数学物理建模分析：重点研究了数学物理模型参数的提取算法，考察了算法的精度、速度、收敛性和鲁棒性，提出了满足建模需求的改进算法；在数学物理模型的基础上获得了特征量的基本特性，为InGaN/GaN LED特性的微观机理解释提供了更为准确、可靠的参考依据。针对单芯InGaN/GaN LED进行了大量老化试验研究，从InGaN/GaN LED材料属性、封装结构、载流子输运等角度，展开特性的微观机理研究，获得其特征量的演变规律，并进行了寿命预测研究，对InGaN/GaN LED的光衰现象提出了更合理的微观机理解释，为InGaN/GaN LED上游芯片生产企业的产品最优设计提供了参考。在单芯InGaN/GaN LED电光热特性的基础上，针对大功率照明的应用需求，研究多芯InGaN/GaN LED特性：对多芯InGaN/GaN LED电光热特性进行数学物理建模，并分析了多芯InGaN/GaN LED模型的参数优化及其过程；在此基础上，提出了一种新的多芯直嵌式封装技术，并给出了9芯InGaN/GaN LED模块（9芯片模块：9个单芯片LED组合使用的模块）的试验原型及其电光热性能，为大功率InGaN/GaN LED照明的光源设计和研制提供理论和实践指导。针对InGaN/GaN LED电流驱动的参数设置问题，根据单芯InGaN/GaN LED电光热特性的试验研究和建模分析结果，推导出了电光热耦合作用下单芯InGaN/GaN LED电流—光通量的近似简化模型，获得了定量光通量输出和最大光通量输出时的驱动电流方程；结合寿命预测的约束，提出驱动电流的最优化控制原理，为InGaN/GaN LED驱动设计提供了重要的理论指导。根据多芯InGaN/GaN LED电热特性的试验研究和建模分析结果，推导出了叠加热阻等效电路网络的电流—结温近似模型，提出了温度传感器的结温估计方法，降低多芯InGaN/GaN LED最优化驱动中结温测量的复杂性；给出了结温最小化的功率重分配电流控制策略，为多芯InGaN/GaN LED最优化驱动的低成本化提供了重要的实施途径。