LED光源的推广应用是照明领域的一场新的革命，其发光效率已突破100lm/W，有望在照明领域占据主导地位。相对于传统的照明光源，其具有寿命长、耗能低、可控性高等众多优点。随着人类对照明越来越高的需求，LED光源朝着大功率、高集成化的方向发展，散热问题成为了制约LED光源发展的核心问题，散热不理想将导致光衰、寿命降低以及可靠性降低等一系列的问题。本文针对LED散热问题，设计并制作了3个肋片散热器实物模型，通过实验研究获得了最佳安装角度；并将平板热管与肋片结合组成均温散热器，搭建了一套可靠的测温实验装置，得到了平板热管的相关特性；设计了一种新型立柱式热换散热器，探索了一套仿真优化设计方法并进行了相关参数的设计，为进一步的实验研究提供了理论模型。本文主要研究成果如下：1.设计制造了3种不同肋片角度的LED用肋片散热器，通过实时测温实验，获得了3种肋片散热器在不同安装角度下与周围环境温度的温差曲线，得到了肋片安装角度对散热性能的影响规律；参考空气流动的理论并通过仿真计算出表面对流换热系数，结果表明，肋片对表面对流换热气流的行径路线形成了不同程度的干扰，当肋片方向垂直于水平面(即与重力场方向一致)时，对流换热气流的流动更加流畅，具有更大的表面对流换热系数，可以获得较优的散热性能。2.基于一维稳态导热理论，设计了一种新型的铜柱热源，并搭建了一套可靠的测温实验装置，该测温系统可以模拟LED芯片阵列产生热量，精确计算输出热流密度，减少实验装置变动产生的误差，结构简单可靠。3.提出将平板热管应用到LED散热领域，将紫铜板与2种不同尺寸的均温板与肋片散热器结合，获得了3种均温肋片散热器；利用本文设计的测温实验装置，获得了各个测温点的温差，测试了均温散热器在不同输入热流密度下的均温性能、均温性响应特性和热阻。4.设计了3种新型热管散热器，提出了相应的充液及抽真空结构与具体方法，对管壳材料与工作介质进行了选择；设计了一种利用铜丝网弯卷制成的丝网吸液芯结构，该结构热阻小、制作简单，并可防止与热管内壁发生位移与脱离。5.仿真研究了变量分别为热管直径d、热管高度H、肋片数量N时的散热器热特性；探索了一套仿真优化设计方法，可在保证芯片证结温小于75℃的情况下，获得体积最小的立柱式热管散热器。