随着高功率密度电源、固态变压器等应用场景对产品小型化、轻量化、高功率密度及高效率的极致追求，提升系统工作频率已成为一项核心关键技术路径。

通过提高工作频率，可以显著减小变压器、电感等磁性元件的体积与重量，从而推动整个电源模块向更紧凑的结构演进。同时，高频化有助于实现软开关技术（如LLC谐振变换器），有效降低开关损耗，并提升系统的动态响应速度。

| 利兹线的基本原理

当电流频率升高时，集肤效应和邻近效应会导致导体损耗急剧增加：

集肤效应（Skin Effect）：高频电流趋向于集中在导体的表面流动，导致导体中心区域几乎无电流通过，有效导电截面积减小，从而使导体的等效电阻（交流电阻）远大于直流电阻。

高频电流在导体产生集肤效应

图源：electricaltutorial.com/skin-effect-definition-factors-reduction-methods/

邻近效应（Proximity Effect）：相邻导体中流过的交变电流会产生交变磁场，这个磁场会在邻近的导体内部感应出涡流，进一步增加损耗。尤其是在多层绕组或紧密排列的线圈中，邻近效应的影响可能比集肤效应更为严重。

理想铜质利兹线每股通 14 Apk 电流时的电流密度分布。电流密度色标单位为 Apk/mm²。(a) 直流、自场条件；(b) 1 kHz、自场条件；(c) 1 kHz、外加 0.3 T 磁场条件。

图源：Litz wire loss performance and optimization for cryogenic windings

如上图所示：

(a) 直流自场：电流在每股导线内均匀分布，无趋肤 / 临近效应影响。

(b) 1 kHz 自场：导线自身磁场引发趋肤效应，电流向每股导线的边缘集中。

(c) 1 kHz   0.3 T 外场：除了自场，外加相邻导体产生的磁场还会引发强烈的临近效应，电流分布会进一步偏移，甚至出现每股导线内电流分布极不均匀的情况。

利兹线的设计思路正是为了应对上述高频损耗挑战，其核心在于 “分股”与“换位” 两种技术手段的协同作用：

分股（Stranding）：将一根粗的实心导体替换为多根相互绝缘的细股线。其关键在于，单根股线的直径必须远小于该频率下的集肤深度。例如，在1 MHz时，理想的股线直径约为集肤深度的1/10（约6.6 μm），从而确保集肤效应在单根股线上可忽略不计。

换位（Transposition / Twisting）：将这些细股线进行编织或绞合，使每一根股线在空间中的位置不断变化。通过这种结构，每根股线都能“公平地”经历磁场中的各个位置，从而均衡所有股线中的感应电压与电流分布，有效抵消邻近效应诱发的涡流损耗。

利兹线的分股与换位

图源：AC resistance modeling of Litz wire: integrating segmented equivalent circuit and twisting mechanism with VNS-based geometry model

通过“分股 换位”的形态，利兹线成功地将高频电流均匀分配到每一根细股线上，从而将绕组的交流电阻降低至接近其直流电阻的水平，从根本上满足了高频、大电流应用对低损耗绕组的迫切需求。

PCB利兹线（PCB Litz Wire）通过模仿传统利兹线结构的绕组形式，将PCB铜箔走线分割成多条相互绝缘的细“股线”，并通过特定的换位（Transposition） 模式（如涡旋式结构），使每根股线在磁场中经历相同的磁通分布，从而均衡电流，有效抑制高频下的集肤效应与邻近效应，降低交流损耗。

PCB利兹线绕线

PCB利兹线结构上具有低剖面（Low Profile） 的紧凑结构，适合空间受限的应用。

在散热效果上，FR4材料的导热系数优于空气，对流冷却效果优于仅依赖外表面散热的传统利兹线。

PCB中PP材料的优异层间绝缘性能，尤其适用需要厚绝缘层的高压场景（如固态变压器原边绕组），且无传统利兹线手工绕制带来的可靠性风险。

得益于PCB制造工艺，PCB利兹线的加工精度高、一致性好、成本可控，且易于与其他电路元件（如驱动、控制电路）集成，实现高度模块化。