大功率高压DC/DC变换器是实现大规模直流源互联、兆瓦级直流电压变换以及直流电网的关键设备。基于磁耦合的高频变压器可以实现DC/DC变换器高低压两侧的电气隔离与电压变换。因此精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与铁心损耗、研究正常模态下DC-DC变换器中高频变压器温升特性,对于大容量高频变压器的结构优化和整体设计至关重要。本文主要研究内容如下:开展了高频变压器样机的电磁、损耗和温升特性计算分析,研究了瞬态电磁场和温度场控制方程和边界条件,结合正常模态下高频变压器的非正弦激励波形,利用Infolytica MagNet电磁场分析软件对1OkVA/5kHz高频变压器模型开展瞬态磁场仿真计算。利用铁心的磁化和高频损耗特性测量结果,计算出高频变压器铁心和绕组高频损耗。将损耗作为载荷加载至ThermNet计算了高频变压器样机的三维温度分布。结果表明:损耗仿真结果与空载、短路实验的测量结果之间的偏差低于15%;壳式和芯式高频变压器在自然散热方式下的稳态最大温度分别为84℃和88℃,壳式拓扑结构的散热特性优于芯式结构。利用COMSOLMultiphysics多物理场仿真软件模拟一台200kVA/1OkHz大容量高频变压器处于自然对流、额定工况条件下的温度分布,稳态最大温升为105℃,温升情况较为严重。开展高频变压器散热设计研究,建立了散热片热阻模型,利用恒功率散热模型对散热片进行优化设计。首先进行带散热片处于自然对流、空载条件下的温度仿真,并与空载条件带散热片的高频变压器样机的稳态温度测量结果进行对比,铁心的最高温度仿真值和测量值分别为54℃和58.6℃,验证了模型的正确性。然后,模拟了高频变压器处于强迫风冷、正常运行条件下的温度分布,以及箱体内风速的总体情况,最高温度出现在流体出口附件的初级绕组上,为62℃,低于最高温度限值,验证了翅片散热片优化设计方法以及风机型号选择方法的正确性和合理性。