随着电子技术的迅速发展,开关电源变换器受到了越来越多的关注。变压器作为开关电源产品的重要组成部分直接影响着开关电源产品的大小、成本和性能,是开关电源变换器设计中的关键元件之一。平面变压器的出现为开关电源变换器的优化提供了一个新的研究方法。因此近十年来平面变压器的发展迅速,但高压大功率平面变压器的设计较为复杂,需对平面变压器的各项寄生参数进行均衡分析,因此发展比较缓慢,而大功率平面变压器能在一些大功率电源设备中发挥巨大的优势。因此本文将以一个20kW的平面变压器为例对大功率平面变压器的设计进行研究。本文首先介绍了平面变压器的国内外研究现状以及大功率平面变压器研究的目的及意义。详细介绍了平面变压器的结构类型,并阐述了平面变压器的优劣势。其次阐述了平面变压器的热设计思想,采用以仿真为基础的热设计思想,给出了平面变压器的热设计流程；详细介绍了平面变压器的漏感、分布电容、磁芯损耗和绕组损耗等寄生参数,并利用电磁仿真软件分析了平面变压器绕组结构对变压器漏感和损耗的影响；给出了平面变压器的设计和仿真优化过程,采用交叉绕组结构将20kW平面变压器的效率提高至99.3%,功率密度达到30.7W/cm3；通过热仿真软件Ansys Workbench对平面变压器模型进行热仿真,计算其温升和热阻以确定平面变压器设计的合理性。然后设计一个应用于LC串联谐振变换器中的平面电感器,详细介绍了电感器的气隙扩散磁通对绕组损耗的影响以及优化方法,并通过仿真分析设计了一种将气隙开在E型磁芯上下边柱的磁芯结构,可降低电感器35.8%的绕组损耗。最后对平面变压器的设计和制作过程进行了介绍,通过实验测量了变压器的漏感等寄生参数,实验结果与仿真结果基本一致。