123、LLC谐振变换器的平面变压器设计

123、LLC谐振变换器的平面变压器设计从一块烧毁的板子说起去年做一款300W的LLC电源，板子打样回来上电，谐振电流波形漂亮得像教科书，效率测出来92%，心里美滋滋。结果老化到第47分钟，啪——主功率管炸了，变压器底部PCB焦黑一片。拆下来看，平面变压器的绕组铜箔直接熔断在过孔处。后来复盘，问题出在平面变压器的交流电阻计算上。我用了直流电阻去估算铜损，完全忽略了高频下的集肤效应和邻近效应。LLC的工作频率在100kHz到300kHz之间扫频，平面变压器绕组厚度0.5oz（约18μm），集肤深度在200kHz时大约是0.15mm，比铜箔厚度大一个数量级，按理说集肤效应不严重。但问题在于多层PCB绕组之间的邻近效应，电流被挤到相邻层之间的狭缝里，等效电阻飙升到直流电阻的5倍以上。这个教训让我重新审视平面变压器的设计流程。今天这篇笔记，就聊聊LLC中平面变压器那些容易踩坑的地方。绕组结构：别迷信“对称”很多教材告诉你平面变压器绕组要对称，上下层电流方向相反来抵消漏感。这话对了一半。LLC谐振变换器对漏感有特殊要求——我们需要一个确定的漏感值来参与谐振，而不是越小越好。我现在的做法是：先确定谐振电感Lr的值，然后把它拆成两部分——变压器漏感Llk和外置谐振电感Lr_ext。通常让Llk占总Lr的20%~30%，剩下的用外置电感补足。这样做的好处是，变压器本身承担一部分谐振电感，可以减少一个磁性元件。绕组结构上，我推荐“交错+不对称”的叠法。以12层PCB为例，原边绕组放在第2、3、10、11层，副边绕组放在第4、5、8