脉冲功率技术是一门以高电压、大电流、高功率和强脉冲为特点，以电气工程为基础的新型技术领域，在国防科研、现代科学及工业领域有着重要的应用及意义。随着脉冲功率技术持续不断的发展，高功率脉冲电容器充电电源作为脉冲功率技术的重要组成部分，也越来越受到关注。但在某些特殊应用领域，整个系统通常是车载，安装空间有限，因此高功率密度成为充电电源的发展趋势之一。但高功率密度导致热流量高、热量难以及时排出，增加了充电电源热设计的难度。本文基于充电电源的大功率应用场合和间歇工况下的运行特点，结合流体力学与传热学理论，对30kW/50kHz充电电源主要发热单元进行了热分析和热设计，并在此基础上对电源整机结构进行了热设计研究，研制了一台30kW/50kHz充电电源，功率密度达1.91MW/m3。　　 本文分析介绍了充电电源的拓扑结构和工作原理，对30kW/50kHz充电电源进行了参数设计仿真;根据充电电源的工作原理对逆变单元进行了功率损耗计算，并利用热仿真软件CFDESIGN进行了热仿真研究，给出了逆变单元在间歇工况下以体积最小为目标的优化热设计;分析了充电电源中主要发热器件（高频电感、高频变压器和高压整流电路）的发热机理，并结合间歇工况特点对主要发热器件进行了热设计研究;在充电电源主要发热器件热设计基础上，对充电电源进行了整机结构优化热设计，提出了充电电源在热设计过程中的注意事项，并针对其特殊工况提出了一些建议。　　 本文对大功率间歇工况下有高功率密度要求的电源热设计问题进行了实验研究，验证了理论分析和仿真计算的正确性。图42幅，表5个，参考文献41篇。