随着电力电子技术的快速发展,电力电子变流装置的功率等级不断提升,变流器装置向小型化和轻量化发展,变流器功率密度提高,功率开关器件结温升高。结温过高会影响功率开关器件工作性能和使用寿命,温升问题已经成为了功率开关器件产生故障的主要原因。作为变流装置中的核心器件,功率开关器件工作状态的好坏决定了系统工作性能的可靠性。控制功率开关器件的结温,设计合理的冷却系统是变流装置设计过程中必不可少的一个重要环节。本文针对功率变流器的热损耗,温升及散热冷却问题进行研究。对变流器功率器件的功率损耗进行深入研究,根据不同的变流器电路拓扑推导各自的损耗计算公式,并通过实验对比热仿真的方法验证损耗算法。论文还通过热电等效电路的方法对变流器建立温升计算的稳态和瞬态模型,解决各种温升计算问题。设计编制了变流器温升计算仿真软件,能够快速计算变流器功率器件功耗,功率器件稳态结温和瞬态结温,为变流器的热设计提供依据。最后,设计了100kW双向三电平DC-DC变流器的散热系统。通过损耗计算,温升计算确定变流器的散热需求,根据温升计算结果情况对变流器的电路结构进行改进,降低温升。通过热仿真软件设计并优化散热系统,并对比实际的温升实验验证散热系统设计的合理性。