LED是发光二极管（light-emitting diode）的简称,属于低碳节能的新型光源。相对于传统的白炽灯,LED的耗电量更低,也更环保。因此,LED被广泛用于家用照明、道路照明、景观照明等各种照明工程,成为了照明工程的主流光源。随着LED芯片集成度的增加,其产生的热量也在急剧增大。然而,过高的结温必然会影响LED灯的寿命。因此,LED热源的散热设计非常关键。本文基于大功率LED器件热系统结构,提出一种仿剑麻形流道冷板。在常温25℃下,冷却液在冷板中间接口通水后,迅速向冷板四周流动,快速带走热量,使150W的大功率LED结温最高不超过65℃。同时,开发了一款上位机界面显示软件,用于对大功率LED工况进行实时监控,并设计了小型化的LED热管理系统。对大功率电子设备的散热设计具有借鉴意义和一定的市场应用价值。本文的具体工作内容如下:（1）以传热学、流体力学及LED器件热系统结构为理论基础,提出一种仿剑麻形流道结构冷板。该冷板结构借鉴了自然界中一些植物具有优良的传质传热特性。通过比较仿剑麻形流道、仿蛛网形流道、方形直流道三种结构冷板的散热效果,发现仿剑麻形结构的均温性最好,压降最小,具有更好的冷却效果。（2）仿剑麻形流道热仿真边界条件及其冷板结构优化研究。在边界条件优化方面分别从流体工质、冷板材料进行优化,并改变入口温度、入口流量和热流密度等边界条件参数,对仿剑麻形冷板进行热仿真分析。在冷板结构优化方面,针对出口数量及进出口方向进行优化研究。搭建LED液冷散热实验平台,将实验数据与仿真数据进行对比,并进行误差分析。（3）设计了基于多种传感器的采集电路。相对于仅通过采集热源温度来改变风扇转速而实现散热的传统温控电路,该电路不仅采集热源温度,还能采集冷板的进出口温度、进出口压力、流量及液位,为LED液冷系统提供更多的数据参考。（4）开发出一种小型化、智能化的LED热管理系统。该系统实时显示所有传感器采集到的数据,方便用户了解LED工况,进行人机交互。系统整体尺寸小巧,但是散热效率并没有降低。系统还具有声光报警功能,当LED出现温度过高的紧急情况,可以及时地通知用户。此外,采用一种可调节水泵和风扇转速的分段控制模式,能够有效地将LED温度降低至稳定状态。最后,测试了LED热管理系统,测试结果验证了该系统具备稳定性和安全性。