大功率白光LED因其具有低电压、低能耗、长寿命、高可靠性等优点,而有望成为第四代照明光源,但是热设计和光设计上的不成熟性制约了其在照明领域的推广。利用有限元分析的方法从LED器件和芯片的角度研究了散热结构中各因素对散热性能的影响,其中包括热沉尺寸、热扩散层以及侧面热扩散等。利用正交设计的方法分析了常用肋片型和针肋型散热热沉各参数对散热系统的影响规律,并得出了这两种结构的最优化参数。本文提出了一种带凹槽铜基板强化热扩散的结构,从有限元和试验两个角度验证了其可行性,并将其应用到LED投射灯的组装当中,最后的测试结果验证了这种结构的实际散热效果。使用Tracepro光学仿真软件以及正交设计的方法详细分析了旋转抛物面反射体的各因素,并得出了焦距对法向光强和半强度角的影响趋势。得出了通过两个LED照度分布估算间距的方法,并将其应用于估算M×N LED阵列的间距,解决了难于直接用照度分布函数求解间距的问题,但结果的准确性受到LED阵列大小的影响。