开关电源是现代电力电子设备不可或缺的组成部分,其质量的优劣直接影响电子设备性能,其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。近年来,电子设备向小型化发展,对开关电源提出了越来越高的要求。“小、轻、薄”是开关电源顺应电子设备发展的主要潮流,而要实现此目的,开关电源必须向高频化方向发展。要提高开关频率,就得减小开关损耗,就需要高速开关元器件和高性能的磁芯材料。目前,国内技术创新的重点聚焦于对电路设计进行优化,提高开关频率,减小体积。论文分析了高频变压器的工作原理及影响高频功率变压器性能的因素,在此基础上分析了多种高频磁芯的性能参数,并筛选出性能优越的磁芯用于变压器的设计,结果表明:罐型磁芯的漏感相对较小,自制的磁芯适合应用于最高工作频率为500KHz,其初级电感为1929.1μH,漏感为82.3μH。同时也研究了变压器线圈绕制方法,结果表明:采用“三明治”绕制方法时,变压器的漏感最小,而且减小了集肤效应及邻近效应,从而减小损耗。然后,对主电路的变压器与输出电路部分做了大量的仿真实验,优化了电路参数,优化后的性能参数为:输出滤波电感约为250μH,输出滤波电容为147μF。在分析EMC原理及抑制EMI措施的基础上,论文设计了输入EMI滤波器,并对EMI滤波器进行了等效电路仿真,优化了其参数,优化后的EMI滤波器参数为:共模电感L=3.5mH,差模电容Cd=170nF,共模电容Cc=33nF。在以上研究结果的基础上,结合控制电路、反馈电路及整流滤波电路设计,制作出了一台高频开关电源样机,经优化改进后的样机工作性能稳定,其输入电压为220V(±20%),经过EMI滤波器及输入整流滤波后的电压为309V;变换器的最高频率为500KHz;最大输出功率为50W;输出电压12.1V,输出纹波电压<50mV。