扁平变压器用扁平磁芯，并采用叠层铜带冲片作为线圈，或用多层印刷电路板（PCB）作为线 圈，或直接集成到开关电源的 PCB 上，来构成变压器，具有很低的结构高度，比普通变压器更大的 散热面积，如果同样的温升，允许更大的损耗功率，也就有更高的功率密度；由于采用叠层或 PCB 线圈，更容易交错绕和更小的线圈距离，因此变压器漏感小。叠层，尤其是 PCB 线圈，制造公差小， 性能一致性好。在小功率（500W 以下）开关电源中得到广泛应用。
1．计算最大磁通密度
在工作情况下，磁芯和线圈损耗引起温度上升。必须将绝缘和磁芯保持在最大允许温度以下， 以避免变压器和其他电路发生危险。在热均衡以后，按热的欧姆定律，变压器的总损耗PT与温升ΔT 的关系：
（1）
式(1)中Rth为变压器热阻（℃/W）。PT为变压器允许损耗功率（W），实际上说明变压器冷却 能力。
E类（EE，ETD，EC 和 RM 等）与窗口尺寸关系的热阻经验公式，对绕线 线圈磁元件是有价值的。在平面变压器中，平面 E 型变压器已找到相似的公式。这个关系可以用来 估算变压器温升与磁芯磁通密度。因为有效线圈空间受到限制，在平面磁芯中推荐应用最大允许磁 通密度。
假定变压器总损耗的一半是磁芯损耗，可将最大磁芯单位体积损耗Pc表示为变压器允许温升的 函数：
（2）
实际上包含了磁芯的热阻：
(3)
测量出铁氧体中的损耗密度与频率（f/Hz），峰值磁通密度（B/T）和温度(T/℃)的关系。 磁芯材料损耗密度可近似表示为：
（4）
在这个公式中的Cm，α，β，c0，c1和c2是损耗密度与频率，峰值磁通密度和温度曲线的拟合 参数。这些参数对于一种铁氧体材料是确定的。它们的大小在 100℃时CT等于 1。
在表 (7)中列出了几种philips功率铁氧体拟合参 数。其它公司的材料可以近似从单位体积损耗与B的关系 曲线中求得。由式(3)(4)计算最大允许Pc。代入公式 (4)中。重新写出式(4)，计算最大允许磁通密度：
(5)
(6) 公式中的Bp是磁芯中峰峰值的一 半
(7)计算损耗密度的拟合参数
注：最大允许 B 值可以由其他方法求得。公式(4)与拟合参数一起插入到计算机程序中可以计算任意波形的功率 损耗。优点是 B 的实际波形可以通过仿真，计算出损耗，并可能选择该应用的最佳铁氧体磁芯。
2．扁平变压器线圈 在决定了最大磁通密度之后，根据变换器拓扑和变压器类型（正激还是反激）的公式可以用来 计算初级和次级匝数。单线圈结构应考虑以下问题：
1) 必须确定线圈怎样分层。在 PCB 中导线电流要发热，为了合理地散热，建议将外层线圈与内层线 圈对称分布。
2) 扁平磁芯线圈与常规磁芯线绕线圈不同，常规线绕线圈在窗口高度方向初级和次级层交错安排是 最佳分布。而扁平磁芯线圈必须在窗口宽度方向交错排列才是最佳。这将减少所谓的邻近效应和 漏感。但是 PCB 板中可用线圈高度和所需要的匝数不总是可能最佳设计。 从成本价格观点看，建议选择标准铜箔层厚度。PCB 标准的铜皮厚度是 35 或 70μm，选择层 的厚度对电流引起的线圈温升起重要作用。
IEC950 安全标准要求 PCB 材料（FR2 或 FR4）间有 400μm 的距离，给初级与次级，次级和 次级之间主绝缘。如果不需要主绝缘，在线圈层间 200μm 距离也足够了。而且考虑 PCB 顶层和底 层焊接丝网层大约 50μm。按电流大小和最大电流密度决定线圈的线宽度。匝间距离决定于工艺能 力和成本。根据经验铜箔层的厚度 35μm，线宽和间隙大于 150μm，而对于铜箔层厚 70μm，大 于 250μm。
与 PCB 厂制造能力有关，可以做到较小尺寸，但是可能明显增加 PCB 的成本。 每层的匝数和匝间的间隙分别标注上N1和s。可用的线圈宽度bw，线宽Wt计算如下（参看图 3,4）:
(8)
要是需要满足主绝缘要求，就有些不同。磁芯看作初级的 一部分，同时必须和次级分开 400μm。所以，在（次级）线 圈间接近爬电距离接近中柱和边柱以及磁芯必须大于 400μm。 在这种情况下，可以用式（5-26）计算线的宽度，从可用的线 圈宽度中必须减去 800μm：
(9)
在公式（8）和（9）中所有尺寸是 mm.
(10)导线线宽间隔和线圈宽度
3． 决定电流在 PCB 中引起的温升
最后一步检查 PCB 铜线电流引起的 温升。因此必须知道输出和输入数据来计 算有效值电流。计算方法与使用的拓扑有 关。对于一般标准的正激和反激变换器拓 扑，后面给出了设计例子。图 5-23 给出 了不同 PCB 导体截面积的有效值电流与 温升的关系。单导线应用场合，即电感这 样不太紧密的间隙可以直接使用这个图 来决定导线的宽度、厚度、截面积和不同 预计温升的允许最大电流。例如，有效值 电流为 1.6A，预计温升 30℃，如果采用 铜线厚度为 35μm，宽度为 0.9mm。
对于相似的并联电感，如果间隔紧 密，可以运用等效电流和等效截面决定温 升。等效截面是并联导体截面之和，而等 效电流是并联电感电流之和。
此设计方法的缺点是假定线圈的温 升是直流电流产生的，而实际上是引起集 肤和邻近效应的交流产生的。集肤效应是 本身电流在导体内部磁场引起的；快速的 电流变化（高频）感应交变磁通在导体内 导致涡流。此涡流与主电流叠加，在导体 中心相反抵消，而在导体表面相加，电流 趋向外表面。电流密度由导体中心表面向 中心指数衰减。
集肤深度Δ是从导体表面向中心电 流密度下降到 1/e 时离开表面的距离。集 肤深度决定于电导率，磁导率等材料特 性，并反比于频率的平方根。铜 60℃时 集肤深度近似为
式中 f－频率（kHz）。
(11)电流，导线尺寸和温升之间的关系
为减少集肤效应，导体的宽度（Wt） 应小于 2Δ。这意味着 500kHz频率线宽 <200μm。如果线圈需要更宽的bW，从磁 的观点最好的解决方法应当分开成并联 匝。
实际上，在导体中不仅有由于自身交变磁场涡流 效应（集肤效应），而且还由于邻近的其他导体的磁 场的涡流效应。此效应称为邻近效应。文献 2 中线圈 一章分析了宽窗口，初级次级在高度方向排列的漏磁 与结构的关系(图 5-24(a))。对于扁平磁芯，PCB 线圈的漏磁如图 5-24(b)所示，在线圈窗口宽度 w 方向。将初级和次级交错放置来减少邻近效应和漏感。 因为初级和次级流过相反电流，使得它们的磁场抵消 了。由于 PCB 分层容易，初级与次级可以每层交错， 邻近效应大大减少。但是，在相同层的相邻导体仍然 有邻近效应。
对几种不同设计的流过交流的多层PCB线圈温度 测量指出，在 1MHz 以下，频率每增加 100kHz 与直流决定的值比较 PCB 额外增加温升 2℃。
(12)不同磁芯线圈的漏磁通路径
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