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针对大功率脉冲电源中IGBT模块瞬时发热量大的问题，提出了一套水冷散热解决方案。给出了IGBT模块损耗的快捷估算方法，详细分析了IGBT的散热途径。推导出了IGBT的热阻模型和水冷条件下散热器的热阻折算方案。利用仿真软件ANSYS建立了热分析模型。通过模拟脉冲电源工作时的热场状况对散热系统进行了优化。最后，在此通过搭建100kW脉冲电源样机验证了该优化方案的实用性和有效性。