在非接触电能传输系统中,变压器的耦合系数直接关系到系统的变换效率。为提高非接触变压器的耦合系数,同时减小其体积、质量,给出改进的变压器磁芯结构及绕组排列方法,并结合电磁场仿真结果,提出新型非接触变压器的磁路模型。根据耦台程度不同,将总磁通分为无耦合、部分耦合和伞耦合3部分。基于变压器磁路模型和该磁通分类方法,给出各部分磁阻和变压器耦合系数的最化计算方法,并进一步给出变压器优化设计方法,提出边沿扩展平面U型磁芯结构。采用优化后的变压器结构,设计了35-60V输入.60W输出的非接触变换器。变压器耦合系数的计算结果和测试结果一致,证明了所提磁路模型及耦合系放汁算方法的正确性。与采用PlanarE64磁芯相比,在10mm气隙条件下,变压器耦合系数可从0.53提高到0.6,磁芯质量从122g减小到60g,最高变换效率提高了约2.5％。