第四代光源LED(Light Emitting Diode)具有节能环保等诸多优点。随着功率和热流密度的提高,结温直接影响LED的质量和使用寿命,对LED散热设计提出了更高的要求。普通的风冷散热已不能满足要求,设计良好的液冷散热系统和散热结构对于保证LED正常工作和延长使用寿命具有重要的意义。本文分析了大功率LED常用散热方式,提出适用于大功率LED模块的冷板液冷系统,并针对高杆灯提出利用灯杆代替前人的翅片式冷板散热器完成水的二次冷却的新型冷板液冷系统,通过数值计算的方法,验证了灯杆散热能力的可行性,指出整个液冷系统的设计重点是LED冷板散热器。研究目前冷板散热器常用流道的优缺点,提出6种新型流道结构,包括双S型流道、中间入口的S型流道、上盖入口的双S型流道、螺旋型流道、U型流道和Z型流道,并详细分析了各种流道的特点及优势。对提出的新型流道结构建立物理模型和数学模型,分别针对每种流道,变化入口流速、入口水温、热源功率等进行数值计算,研究主要流道参数对冷板性能的影响,优化流道结构。最后将不同流道结构的优化模型与两种传统S型流道进行比较,结果表明,除去Z型流道,其余五种流道结构综合性能均优于两种传统S型流道。最后将5种新型流道结构的优化模型应用于大功率LED灯杆二次冷却液冷系统,为实际工程提供理论指导。