平面變壓器（planar transformer）是一種呈低高度扁平狀或超薄型（low profile）的變壓器，其繞組一般是由折疊式銅箔、印製電路板上的印製銅線或直接沉積於磁性薄膜上的銅線條構成，高度遠小於傳統變壓器，是近年來高頻變壓器的一種新結構型式。
平面變壓器的主要用途在於直流開關電源（AC-DC 變換、DC-DC 變換），可廣泛應用於電子計算機、遊戲機、數字音響、移動通訊、數字電視等開關電源和卡片式 UPS 電源等，此外，它還可用於 ISDN 網絡之間的信號傳輸和電隔離等。
90 年代戴寧用二維有限元法研究了交流電阻和漏感均最小的繞組結構，開發了薄型平面變壓器的設計軟件，他的研究結果認為：「PCB-銅箔」組合是最佳的，繞組佈置最好是 S-P-S-P 排列，S 表示次級繞組，P 表示初級繞組 。
平面變壓器與傳統的變壓器相比主要有以下特點：
（1）高電流密度。平面變壓器的導線實際上是一些平面的導體，因而電流密度大。
（2）高效率。效率可達98%～99%。
（3）低漏感。約為初級電感的 0.2% 。
（4）熱傳導好。熱通道距離短，溫升低。
（5）低EMI輻射。良好的磁芯屏蔽可使輻射降到很低。
（6）體積小。採用了小型磁芯可相應減小體積。
（7）參數可重複性好。因為繞組結構固定、預先加工好，所以參數穩定。
（8）工作頻率範圍寬。頻率可從50 kHz～ 2 MHz。
（9）工作溫度範圍寬。工作溫度為-40 ℃～ 130 ℃。
（10）絕緣性好。平面變壓器由導電電路與絕緣片互相重迭構成，從而保證繞組之間、初— 次級及次—次級間可達4 kV絕緣隔離。
變壓器結構正經歷三次更新換代
第一次是平面變壓器，體積和重量比立體變壓器（普通變壓器）減少80%，已形成從5W至20KW，20KHZ至2MHZ的產品，效率典型值為98%。第二次是片式變壓器，對低壓大電流特別適用，高度（厚度）更進一步降低，電流可達100安以上，採用一個次級繞組多個磁芯組成，代替以前的一個磁芯多個繞組。多個磁芯的初級繞組****，從而達到降壓隔離的要求。內部溫升比平面變壓器低，只有10℃左右。可以裝在額定溫升更高的基板上工作。第三次是薄膜變壓器，採用薄膜後高度低於1mm。工作頻率超過1MHZ，達到10~100MHZ。由於採用集成電路工藝製造，成本並不增加。是直流開關電源變壓器的最新發展方向。之所以強調"正經歷"，是因為在現階段，不同的應用範圍和市場，從性能價格比出發，要求的變壓器結構形式也不一樣。立體變壓器仍然大量使用。平面變壓器已形成系列，正在推廣。片式變壓器處於個別和小批量生產階段。薄膜變壓器只是個別情況，仍處於研究開發階段。
由此可見，鐵氧體平面變壓器將在未來的功率變換模塊中發揮極為重要的作用，特別在較大功率模塊中起的作用顯得更為突出。
平面變壓器的結構原理
平面變壓器通常有2個或2個以上大小一樣的柱狀磁芯。現以2個磁芯的平面變壓器為例介紹其結構，如圖1所示。每個磁芯柱在對角線上的兩角都用銅皮連接，銅皮在通過磁芯柱時緊貼磁芯內壁。兩個磁芯並排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來，在一個磁芯的一個外側面上的兩個角上的銅皮用一片銅皮焊接在一起，這就是平面變壓器次級線圈的中心，如果在這裡引出抽頭，就是次級線圈的中心抽頭；在另一個磁芯的外側面上的兩個角上的銅皮就是平面變壓器次級線圈的兩端。這樣就基本構成一個平面變壓器的主體部分。它的次級線圈只有一匝，而且可以帶有中心抽頭。一個完整的平面變壓器還有一個預置的儲能電感，它的一端常接在中心抽頭上，上、下各有一片固定銅板，它們將磁芯和濾波電感夾在中間，同時作為整流電源的兩極和散熱板。
由此可見，平面變壓器是由銅質引線框和扁平的連續銅質螺旋線構成，代替了在常規鐵氧體鐵芯上繞制的磁性銅線，該螺旋線是在敷有銅箔的介質材料薄片上蝕刻而成，然後把他們疊積在扁平的高頻鐵氧體鐵芯上，構成變壓器磁路。然後，鐵芯材料用小粒徑環氧樹脂粘合，以便使鐵芯損耗最小，螺旋線疊層內的耐高溫（130）絕緣材料確保了繞組之間的高度絕緣。
平面變壓器的製造方式
1.1 繞線式
這種繞組方式與常規變壓器的繞組方式一樣，適合於高頻、高壓變壓器的製造。
1.2 箔式
滾翻（roll）
1.3 多層印製電路板式
這種方式是採用印製板的製造工藝技術，用精密的薄銅片或若干蝕刻在絕緣薄片上的平面銅繞組在多層板上形成螺旋式線圈。它特別適合於製作高頻、高壓的中、小功率平面變壓器。
平面變壓器的特性
表1比較了常規變壓器、壓電陶瓷變壓器和平面變壓器的特性。下面就平面變壓器的物理特性和電氣特性分別說明。
1、物理特性
平面變壓器具有尺寸小的特色，通常在0.325英吋到0.750英吋之間，這對電源內部空間受到嚴格限制的場合具有相當大的吸引力。
平面變壓器印製電路板結構意指著一旦把電路板元件設定為平面器件，那麼繼後生產過程中的變壓器繞組相互應具有精確的相同間距。因此允許用自動組裝設備生產，可以大大提高每個器件的重複一致性、可靠性，避免了常規變壓器手工繞制帶來的不規則性和不穩定性。
總之，平面變壓器由於多層製造過程採用機械加工而具有好的一致性；由於繞組的幾何形狀及其有關寄生特性限定在PCB製造公差之內而具有可重現性；由於能量密度高，適用於表面貼裝方式組裝而具有小型化特性。此外，平面變壓器的性能一致性和可預測性使它們具有建模比常規變壓器更簡易的優點，這尤其適於用計算機輔助工程工具建模（如SPICE）。
2、電氣特性
渦流效應是由鄰近導體的交替磁場引起的邊緣電流效應，趨膚效應就是當感應電流如感應磁場在圓導線中產生的電流，它們會集中在導線的外表面的一種現象，尤其是在較高頻率下，渦流效應和趨膚效應尤為明顯。結果導致總的載流面積小於整個導線面積，使AC阻抗大於DC阻抗，降低了有效傳導性能，從而使得常規變壓器中繞在鐵氧體鐵芯上的圓導線繞組的利用率得不到充分利用。然而，平面變壓器的繞組是蝕刻在印製電路板上的銅箔層，雖然由於趨膚效應使得電流集中於銅箔層的外表層，但因為銅箔層較薄，所以電流實際上幾乎流經了整個導線，較之常規變壓器能夠獲得較高的效率和更小的體積。當變壓器工作頻率高於300KHz時，銅箔層的厚度等於趨膚厚度就足夠了，這樣還可以避免雜散電流引起的額外損耗。
平面變壓器結構使寄生電抗（繞組間電容和漏感）最小，通常為初級電感的0.5%以下。低漏感是通過分離措施實現的，就是把初級繞組一部分置於疊層的頂部，另一部置於疊層的底部，然後在疊層兩邊均勻地夾入次級繞組。平面變壓器低的雜散電容和漏感很有利於降低變壓器輸出電壓的高頻瞬時擾動。採用在介質片上疊積導電電路，這種結構還能使平面變壓器的初級與次級和次級與次級之間達到很好的電絕緣，該變壓器能適用寬範圍的輸入電壓，並能按要求給出一個、二個或三個輸出，它們也能滿足或優於脫機轉換器的性能要求。
總之，平面變壓器由於其扁平繞組而具有高頻率（1MHz）、高效率（98%～99%）、低損耗、低漏感等電氣特性；由於導電電路與絕緣片相重迭構成，而具有好的絕緣性（初級到次級間可達4KV絕緣隔離）。此外，平面變壓器還具有寬的工作溫度範圍（-40~130），高電流密度（每層繞組最大電流可達200A）和功率大（單個器件功率可達5～25KW）等優點。
平面變壓器應注意的幾點
1、並聯繞組問題
如今，平面變壓器在低壓大電流，超薄型DC/DC模塊中得到廣泛應用。隨著輸出電壓越來越低，而輸出電流越來越高，常採用並聯多層結構來減小繞組損耗。但是，在並聯繞組層中存在著電流分佈不平衡現象[2]，導致並聯繞組層的效果大大減弱。引起這種不平衡電流均流的主要原因是並聯層形成的回路的漏磁通，而漏磁通又依賴於繞組分佈和並聯層間的空間距離。
影響電流均流的因素有：（1）頻率：頻率越高，每並聯層的不平衡電流越大，導致大的環流，從而增加了交流繞組損耗；（2）繞組分佈：繞組分佈不但影響交流阻抗和變壓器漏電感，而且也大大影響並聯層間的電流均流。使用對稱隔層插入繞組的方法（P-S-S-P-P-S-S-P）可以讓原邊和二次繞組的並聯層均流，大大減小了交流阻抗，從而降低了交流損耗。與不對稱隔層插入繞組的方法（P-S-P-S-P-S-P-S）相比，在一定頻率範圍內，交流損耗要低，而該臨界頻率依賴於銅片厚度和繞組分佈；（3）並聯層空間距離：減小空間距離能顯著降低漏磁通的數量，但也不可避免地增大了繞組的寄生電容和原次邊繞組間的盤繞電容。因此，並聯層空間距離應折衷選擇。
總之，影響電流均流和交流繞組損耗的主要因素有工作頻率，繞組分佈和絕緣體厚度三個方面。一般地，次邊繞組夾在原邊繞組的分佈方法能有效地平衡電流均流，從而減小交流阻抗。但對稱隔層插入繞組的方法在臨界頻率內能非常有效地解決電流均流不平衡現象。
2、鐵芯的最小化設計問題
2.1 磁芯損耗模型
變壓器的鐵損主要由磁滯和渦流效應導致，磁滯損耗一般認為是由磁材料的磁疇運動及摩擦而導致的。磁滯損耗與頻率成正比，而渦流損耗與頻率的平方成正比。單位體積的磁損耗功率密度為：