随着电源技术的不断发展,高频化和高功率密度化已成为开关电源系统的研究方向和发展趋势。变压器是开关电源的核心部件,是决定开关电源性能和稳定性的重要因素,随着工作频率的不断提高,变压器的结构越来越紧凑,高频效应的影响越来越明显,变压器损耗极易引起局部过热,甚至烧毁变压器。因此,对变压器损耗的研究具有重要的工程意义。本文所研究的问题属于交变电磁场问题。因此,本文从麦克斯韦方程组出发,介绍了交变电磁场理论以及分析该问题所用到的有限元法。分析了在高频条件下,集肤效应和临近效应对变压器绕组损耗的影响,并分别介绍了磁性材料的磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。以实际的高频变压器模型为背景,建立变压器损耗的三维等截面积仿真模型,采用有限元法对变压器铜损进行数值求解。模拟分析次级绕组段间距、初级绕组以及磁芯漏磁对次级绕组损耗的影响,并引入了矩形导线和圆导线之间的等效因子。分析表明,在考虑次级绕组段间距、初级绕组以及磁芯漏磁后,高频变压器的次级铜损值246.09W,远大于Dowell模型的理论计算值107.50W,这为变压器铜损的进一步优化提供了参考。在考虑各种因素对变压器损耗的影响后,利用等截面积模型和等高度模型对实际变压器进行等效,模拟表明,两种等效方式下的绕组具有相同的损耗。论文还对具有相同磁芯截面积的矩形磁芯和E形磁芯的变压器绕组损耗进行了对比,同时还给出了变压器漏磁在油箱中产生的附加损耗值。在此变压器模型下,分析了绕组损耗随变压器层数和绕组高度的变化关系,得出了变压器绕组损耗的最优值。