目前,高压直流输电技术正被越来越广泛地应用到海上风电场中,在直流输电的重要组件DC-DC变换器中,应用多绕组结构变压器可以辅助实现各模块功率和电压的平衡,简化控制系统的设计,另外,高频变压器体积相比于工频变压器大幅减小,功率密度显著增大,可有效降低海上平台建设的成本。高频变压器的研究存在诸多挑战。变压器绕组中的高频涡流会使漏电感下降;在高频非正弦波激励下,电流的趋肤效应和导体的邻近效应、磁芯的高速磁化和退磁使得变压器绕组损耗和磁芯损耗的计算更加复杂;单位体积损耗的增加对散热能力也提出了更高的要求。本文提出了多绕组高频变压器的设计方法和流程,建立了变压器的多物理场有限元模型,研究了高频变压器漏磁场分布和损耗特性,分析了高频涡流对漏电感的影响,研究了多绕组变压器漏电感的仿真计算方法,引入等效频率简化了非正弦波激励下绕组损耗和磁芯损耗的计算,研究了两种多绕组结构设计方案,并采用其中一种方案设计了一台额定频率为20k Hz,传递功率达1MW的高功率密度多绕组单相变压器,最后根据主要损耗部件的发热功率和位置,制定了满足最大温升要求的散热策略,计及绕组、磁芯损耗和散热器件功率的变压器效率为99.67%。