Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um, während eine Trockenzelle chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Generatoren und Batterien selbst tragen keine elektrische Nettoladung; Vielmehr besitzen ihre beiden Anschlüsse unterschiedliche positive und negative Ladungen. Es sind diese positiven und negativen Ladungen, die Spannung erzeugen (elektrischer Strom entsteht durch die gerichtete Bewegung von Ladungen unter dem Einfluss von Spannung). Da in einem Leiter bereits Ladungsträger vorhanden sind, ist zum Erzeugen eines Stroms lediglich das Anlegen einer Spannung erforderlich. Wenn ein Leiter an die Pole einer Batterie angeschlossen wird, werden die positiven und negativen Ladungen freigesetzt, um den Stromfluss anzutreiben; Sobald diese Ladungen aufgebraucht sind, hören sowohl der Strom als auch die Spannung auf zu fließen. Geräte wie Trockenzellen werden zusammenfassend als „Stromquellen“ bezeichnet. Ein Gerät, das Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandelt-typischerweise mithilfe von Transformatoren und Gleichrichtern-, wird als „gleichgerichtete Stromversorgung“ bezeichnet. Elektronische Geräte, die Signale erzeugen und bereitstellen können, werden als „Signalquellen“ bezeichnet. Ein Transistor verstärkt ein eingehendes Signal und überträgt dieses verstärkte Signal dann an eine nachfolgende Schaltungsstufe; Aus der Perspektive dieser nachfolgenden Schaltung kann der Transistor selbst als Signalquelle betrachtet werden. Gleichgerichtete Stromversorgungen und Signalquellen werden manchmal allgemein unter dem allgemeinen Begriff „Stromquelle“ kategorisiert.
Eine Stromquelle ist ein Gerät, das elektronische Geräte mit Strom versorgt; Es wird auch als „Netzteil“ bezeichnet und liefert die elektrische Energie, die jede Komponente innerhalb eines Computersystems benötigt. Die Kapazität des Netzteils-insbesondere seine Wattzahl-sowie die Stabilität seiner Ausgangsspannung und seines Ausgangsstroms wirken sich direkt auf die Betriebsleistung und die Gesamtlebensdauer des Computers aus.
Ein Computer-Netzteil ist eine eigenständige-geschlossene Einheit, die normalerweise im Computergehäuse installiert ist. Seine Funktion besteht darin, eingehende Wechselspannung mithilfe eines Schalttransformators in stabile Gleichspannungen wie +5V, -5 V, +12V, -12 V und +3.3V umzuwandeln. Diese Gleichspannungen werden dann verteilt, um verschiedene Systemkomponenten im Gehäuse mit Strom zu versorgen, darunter das Motherboard, Diskettenlaufwerke, Festplattenlaufwerke und verschiedene Adaptererweiterungskarten. Einfach ausgedrückt: Fällt in einer redundanten Stromversorgungskonfiguration ein Netzteil aus, übernimmt sofort ein Backup-Netzteil die Aufrechterhaltung der Stromversorgung.
Die Hardwareverfügbarkeit kann durch die Bereitstellung von Batterie-Backup-Unterstützung für Systemknoten und Festplatten weiter verbessert werden. Von HP unterstützte unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV)-wie die HP PowerTrust-Serie-bieten Schutz vor kurzzeitigen Stromausfällen. Beim Anschluss von Festplatten an Stromkreise sollte die Konfiguration sicherstellen, dass sich gespiegelte Datenkopien auf Festplatten befinden, die an separate, unabhängige Stromversorgungen angeschlossen sind. Darüber hinaus sollten die Root-Festplatte und der entsprechende Systemknoten idealerweise über denselben dedizierten Stromkreis mit Strom versorgt werden. Insbesondere die Cluster-Sperrplatte-die bei Cluster-Neukonfigurationsereignissen als Schiedsrichter fungiert-sollte mit einer redundanten Stromversorgung ausgestattet sein oder alternativ von einer von den Knoten innerhalb des Clusters unabhängigen Quelle mit Strom versorgt werden. HP stellt detaillierte Informationen zum Stromversorgungs-, Festplatten- und LAN-Hardware-Layout eines Clusters bereit. Viele Disk-Arrays und andere Rack-{10}}montierte Systeme verfügen über mehrere Stromeingänge; Diese sollten so eingesetzt werden, dass die verschiedenen Eingänge eines Geräts mit separaten Stromkreisen -normalerweise zwei oder drei- verbunden sind, damit das System unter normalen Umständen normal weiterarbeiten kann, sofern nicht mehr als ein Stromkreis ausfällt. Wenn die gesamte Hardware innerhalb eines Clusters über zwei oder drei Stromeingänge verfügt, sind daher mindestens drei unabhängige Schaltkreise erforderlich, um sicherzustellen, dass das elektrische Design des Clusters keine Single Points of Failure enthält. Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um, während eine Trockenbatterie chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Generatoren und Batterien tragen grundsätzlich keine elektrische Nettoladung; Vielmehr besitzen ihre jeweiligen Anschlüsse positive und negative Ladungen, die gemeinsam eine Spannung erzeugen (elektrischer Strom entsteht durch die gerichtete Bewegung von Ladungen unter dem Einfluss dieser Spannung). Da in einem Leiter bereits Ladungsträger vorhanden sind, ist zum Erzeugen eines Stroms lediglich das Anlegen einer Spannung erforderlich. Wenn ein Leiter an die Pole einer Batterie angeschlossen wird, werden die positiven und negativen Ladungen freigesetzt, um einen Strom zu erzeugen. Sobald diese Ladungen vollständig aufgebraucht sind, hören sowohl der Strom als auch die Spannung auf zu fließen. Geräte wie Trockenbatterien werden als Stromquellen bezeichnet. Ein Gerät, das Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandelt -typischerweise unter Verwendung von Transformatoren und Gleichrichtern-, wird als gleichgerichtete Stromversorgung bezeichnet. Elektronische Geräte, die ein Signal erzeugen können, werden als Signalquelle bezeichnet. Ein Bipolartransistor (BJT) verstärkt ein eingehendes Signal und überträgt dieses verstärkte Signal dann an eine nachfolgende Schaltungsstufe; Aus der Perspektive dieser nachfolgenden Schaltung kann der Transistor effektiv als Signalquelle betrachtet werden. Gleichgerichtete Netzteile und Signalquellen werden manchmal allgemein als „Stromquellen“ bezeichnet.
Der Funktionsmechanismus eines Schaltnetzteils ist relativ einfach. Im Gegensatz zu linearen Netzteilen-bei denen Leistungstransistoren innerhalb ihres linearen (aktiven) Bereichs arbeiten-bewirkt ein PWM-Schaltnetzteil (Pulsweitenmodulation), dass seine Leistungstransistoren zwischen vollständig eingeschalteten (leitenden) und vollständig ausgeschalteten (nicht leitenden) Zuständen wechseln. In beiden Zuständen bleibt das Produkt aus der Spannung am Leistungstransistor und dem durch ihn fließenden Strom (das V-I-Produkt) sehr niedrig: Im „Ein“-Zustand ist die Spannung niedrig, während der Strom hoch ist; Umgekehrt ist im „Aus“-Zustand die Spannung hoch, während der Strom niedrig ist. Dieses V-I-Produkt über das Leistungsgerät stellt den Leistungsverlust dar, der in dieser Halbleiterkomponente erzeugt wird.
Im Vergleich zu linearen Netzteilen wird der effizientere Betrieb eines PWM-Schaltnetzteils durch einen Prozess erreicht, der als „Zerhacken“ bekannt ist-insbesondere durch die Segmentierung der Eingangsgleichspannung in eine Reihe von Spannungsimpulsen, von denen jeder eine Amplitude besitzt, die der der ursprünglichen Eingangsspannung entspricht. Das Tastverhältnis der Impulse wird vom Controller des Schaltnetzteils geregelt. Sobald die Eingangsspannung in eine Wechselstrom-Rechteckwelle zerhackt wurde, kann ihre Amplitude mithilfe eines Transformators erhöht oder verringert werden. Der Ausgangsspannungspegel kann durch Erhöhen der Windungszahl in der Sekundärwicklung des Transformators erhöht werden. Schließlich werden diese Wechselstromwellenformen einer Gleichrichtung und Filterung unterzogen, um die Gleichstrom-Ausgangsspannung zu erzeugen.
Das Hauptziel des Reglers besteht darin, eine stabile Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, und sein Betriebsablauf ähnelt dem eines linearen Reglers. Das bedeutet, dass die Funktionsblöcke des Reglers -insbesondere die Spannungsreferenz und der Fehlerverstärker-identisch mit denen eines Linearreglers gestaltet sein können. Der Unterschied besteht darin, dass der Ausgang des Fehlerverstärkers (die Fehlerspannung) eine Spannungs-{4}}zu--Impulsbreite-Umwandlungseinheit durchlaufen muss, bevor der Leistungstransistor angesteuert wird. Schaltnetzteile arbeiten in zwei Hauptmodi: Vorwärtswandlung und Aufwärtswandlung. Obwohl sich die Anordnung ihrer jeweiligen Komponenten nur geringfügig unterscheidet, variieren ihre Betriebsabläufe erheblich und bieten jeweils deutliche Vorteile in bestimmten Anwendungsszenarien.