近年来,储能、汽车电子、军工、5G基站等市场对高功率密度和高效率电源转换器的需求促进了变压器产品呈扁平化趋势的发展。平面型变压器有利于实现紧凑的封装,简化制造的过程,提升变压器产品的一致性,在高频模块电源中越来越受欢迎。平面变压器作为隔离式电源转换器的核心,可集成到多层印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）中,也可作为分立器件使用。PCB板的设计是平面变压器设计中的一大关键,其覆铜绕组以及绝缘层的厚度会影响变压器的性能,需要综合考虑。因此,有必要通过有限元仿真对PCB型平面变压器绕组进行设计和优化。本文首先介绍了平面变压器的相关理论,通过对平面变压器等效电路的建模完成了变压器高频工作时寄生参数的提取,并利用磁场能量法针对变压器漏感进行了理论计算分析。其次,对于变压器内部绕组的损耗通常使用P.L.Dowell模型来估计,但该模型无法预测由高频效应引起的不均匀电流,使得计算结果并不准确。因此本文使用Maxwell有限元软件研究了铜箔厚度和相邻层绕组间距对变压器交流电阻、自感、漏感和耦合系数的影响;通过比较不同绕组排列方式引起的损耗和讨论磁芯中柱上添加气隙的长度对变压器的影响,从而确定了一组低漏感、结构简单的交叉非对称设计方案。最后将设计的平面变压器应用于离线式反激变换器样机中。仿真结果表明,采用交叉换位技术能有效降低平面变压器的漏感和绕组损耗,将气隙长度设置为307μm可使设计达到最优。最后制作了160k Hz工作频率的平面变压器样机,该变压器的电感为175.8μH,漏感为8.13μH,初、次级绕组直流电阻分别为525.5mΩ和34.62mΩ,实际测量值与计算结果误差分别为1%和5.2%,并能够按设计的变比进行低噪耦合。通过对离线式反激变换器整机的测试,系统能够在测试电压220V交流输入下稳定输出20V直流电压,验证了该平面变压器和反激变换器功能的有效性。