Das Konstruktionsziel von Steuer- und Regelungsanlagen, Power-Management-Subsystemen und Stromversorgungssystemen ist die präzise Steuerung des Spannungspegels innerhalb einer festgelegten Topologie. Die Spannung wird verwendet, um die zeitliche Abfolge von Ereignissen zu steuern (Ein- und Ausschalten des Taktstroms, Zeitsteuerung und Synchronisierung von Daten, Impulsgenerierung, Zeitsteuerung und Einschaltdauer, Zeitsteuerung und Impulslänge usw.), die zur Erreichung der Betriebsparameter benötigt werden, wie sie von den Konstruktionskriterien der Zielplattform festgelegt wurden. Die vorrangigen Konstruktionsüberlegungen auf Subsystemebene sollten die Spannungsstabilität und -regulierung, die Frequenzstabilität, die Schräge der Wellenform und die Kantensteuerung bzw. Schärfe der führenden und zurückliegenden Kante der Ausgangskurvenform umfassen.
      Überlegungen auf Komponentenebene erfordern ein besonderes Maß an Aufmerksamkeit hinsichtlich der Stabilität der verwendeten elektromagnetischen Geräte. Das Hauptanliegen ist die Kontrolle ihrer Störeffektwerte, wodurch der Bedarf an Ersatzkomponenten reduziert und so die Gesamtsystemstabilität verbessert wird. Mithilfe von Finite-Elemente-Analysen und SPICE-Schaltungssimulationen kann die zentrale Geometrie des Kerns über akzeptierte Normen hinaus weiterentwickelt werden. Darüber hinaus wird für die Optimierung von Material gegenüber der Leistung gesorgt, was zu geringeren Kosten in Verbindung mit dem Gerät führt. Die Konstruktionsumgebung TTP (Tunable Transformer Platform – Einstellbare Transformatorplattform) von Bicron hat eine Switch Mode-Stromversorgungseffizienz von 95 % und eine Verbesserung der Leistungsdichte um 30 % erbracht.
      Ein weiterer zentraler Faktor bei der Systemkonstruktion ist die MTBF. Viele Transformatorenhersteller verlassen sich auf die Ergebnisse einer einzigen Prüfung der Durchschlagfestigkeit, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Dieser mangelhaften Herangehensweise kann für erhöhte Systemspannungen in Verbindung mit der Konstruktion eines Gesamtsystems am besten durch Berücksichtigung der Koronaentladung (Teilentladung) sowie der Beachtung der BIL Nennleistung begegnet werden.
      Die neun Haupttypen von Komponenten, die in diesen Anwendungen zum Einsatz kommen, sind Pulse-, Gate Drive-, Isolation-, Switch Mode-, Buck Boost-, Flyback-, Feed Forward- und Inverter-Transformatoren sowie Induktoren (auch als Drossel bezeichnet). BIL Nennleistungen bzw. Koronafrei Nennleistungen dieser Geräte haben einen direkten Einfluss auf Zuverlässigkeit, MTBF und zugehörige Gewährleistungen.
Zusammenfassung der vordergründigen Überlegungen bei der Konstruktion
• Stabilität und Effizienz des Transformator-Subsystems
• MTBF
• Schräge der Wellenform und Kantensteuerung
• Kontrolle der Störeffektwerte
• Koronaentladung
• BIL
• Kühlkosten (Material/Raum)
• Leistungsdichte (Stromversorgungssysteme)