Un generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que una celda seca convierte la energía química en energía eléctrica. Los generadores y las baterías en sí no llevan inherentemente una carga eléctrica neta; más bien, sus dos terminales poseen cargas positivas y negativas distintas. Son estas cargas positivas y negativas las que generan voltaje (la corriente eléctrica se forma mediante el movimiento direccional de cargas bajo la influencia del voltaje). Dado que ya existen portadores de carga dentro de un conductor, generar una corriente simplemente requiere la aplicación de un voltaje. Cuando se conecta un conductor a través de los terminales de una batería, las cargas positiva y negativa se liberan para impulsar el flujo de corriente; Una vez que estas cargas se agotan, tanto la corriente como el voltaje dejan de fluir. Los dispositivos como las pilas secas se denominan colectivamente "fuentes de energía". Un dispositivo que convierte corriente alterna (CA) en corriente continua (CC)-normalmente utilizando transformadores y rectificadores-se conoce como "fuente de alimentación rectificada". Los dispositivos electrónicos capaces de generar y proporcionar señales se denominan "fuentes de señales". Un transistor amplifica una señal entrante y luego transmite esta señal amplificada a una etapa del circuito posterior; Desde la perspectiva de ese circuito posterior, el propio transistor puede considerarse como una fuente de señal. Las fuentes de alimentación y señales rectificadas a veces se clasifican en términos generales bajo el término general "fuente de alimentación".
Una fuente de energía es un dispositivo que suministra energía eléctrica a equipos electrónicos; También conocida como "unidad de suministro de energía", proporciona la energía eléctrica requerida por cada componente dentro de un sistema informático. La capacidad de la fuente de alimentación-específicamente su potencia-así como la estabilidad de su voltaje y corriente de salida, impactan directamente el rendimiento operativo y la vida útil general de la computadora.
Una fuente de alimentación de computadora es una-unidad cerrada e independiente que generalmente se instala dentro del chasis de la computadora. Su función es convertir la energía de CA entrante en voltajes de CC estables-como +5V, -5V, +12V, -12V y +3.3V, utilizando un transformador de potencia conmutado. Estos voltajes de CC luego se distribuyen para alimentar varios componentes del sistema dentro del chasis, incluida la placa base, las unidades de disquete, las unidades de disco duro y varias tarjetas de expansión de adaptadores. En pocas palabras, en una configuración de energía redundante, si falla una fuente de alimentación, una fuente de energía de respaldo se hace cargo inmediatamente para mantener el suministro de energía.
La disponibilidad del hardware se puede mejorar aún más proporcionando soporte de batería de respaldo para los nodos del sistema y las unidades de disco. Las unidades de fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) compatibles con HP-como la serie HP PowerTrust-ofrecen protección contra cortes de energía momentáneos. Al conectar unidades de disco a circuitos de alimentación, la configuración debe garantizar que las copias reflejadas de los datos residan en discos conectados a fuentes de alimentación independientes y separadas. Además, lo ideal es que el disco raíz y su correspondiente nodo del sistema estén alimentados por el mismo circuito de alimentación dedicado. En particular, el disco de bloqueo del clúster-que sirve como árbitro durante los eventos de reconfiguración del clúster-debe estar equipado con una fuente de alimentación redundante o, alternativamente, estar alimentado por una fuente independiente de los nodos dentro del clúster. HP proporciona información detallada sobre la alimentación, el disco y el diseño del hardware LAN de un clúster. Muchas matrices de discos y otros sistemas-montados en bastidor cuentan con múltiples entradas de energía; estos deben implementarse de manera que las diversas entradas de un dispositivo estén conectadas a circuitos eléctricos separados-generalmente dos o tres-para que, en circunstancias normales, el sistema pueda continuar funcionando normalmente siempre que no falle más de un circuito. En consecuencia, si todo el hardware dentro de un clúster posee dos o tres entradas de energía, se requiere un mínimo de tres circuitos independientes para garantizar que el diseño eléctrico del clúster no contenga puntos únicos de falla. Un generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que una batería seca convierte la energía química en energía eléctrica. Los generadores y las baterías no llevan inherentemente una carga eléctrica neta; más bien, sus respectivos terminales poseen cargas positivas y negativas, que colectivamente generan un voltaje (la corriente eléctrica se forma por el movimiento direccional de cargas bajo la influencia de este voltaje). Dado que los portadores de carga ya están presentes dentro de un conductor, generar una corriente simplemente requiere la aplicación de un voltaje. Cuando se conecta un conductor entre los terminales de una batería, las cargas positiva y negativa se liberan para generar una corriente; Una vez que estas cargas se agotan por completo, tanto la corriente como el voltaje dejan de fluir. Los dispositivos como las baterías de celda seca se denominan fuentes de energía. Un dispositivo que convierte corriente alterna (CA) en corriente continua (CC)-normalmente utilizando transformadores y rectificadores-se conoce como fuente de alimentación rectificada. El equipo electrónico capaz de generar una señal se denomina fuente de señal. Un transistor de unión bipolar (BJT) amplifica una señal entrante y luego transmite esta señal amplificada a una etapa del circuito posterior; Desde la perspectiva de ese circuito posterior, el transistor puede considerarse efectivamente como una fuente de señal. Las fuentes de alimentación y señales rectificadas a veces se denominan en sentido amplio "fuentes de alimentación".
El mecanismo operativo de una fuente de alimentación conmutada es relativamente sencillo. A diferencia de las fuentes de alimentación lineales-en las que los transistores de potencia funcionan dentro de su región lineal (activa)-una fuente de alimentación conmutada PWM (modulación de ancho de pulso) hace que sus transistores de potencia alternen entre estados completamente "encendidos" (conductores) y completamente "apagados" (no-conductores). En ambos estados, el producto del voltaje a través del transistor de potencia y la corriente que fluye a través de él (el producto V-I) permanece muy bajo: durante el estado "encendido", el voltaje es bajo mientras que la corriente es alta; por el contrario, durante el estado "apagado", el voltaje es alto mientras que la corriente es baja. Este producto V-I a través del dispositivo de energía representa la pérdida de energía generada dentro de ese componente semiconductor.
En comparación con las fuentes de alimentación lineales, el funcionamiento más eficiente de una fuente de alimentación conmutada PWM se logra mediante un proceso conocido como "corte"-específicamente, segmentando el voltaje de CC de entrada en una serie de pulsos de voltaje, cada uno de los cuales posee una amplitud igual a la del voltaje de entrada original. El ciclo de trabajo de los pulsos está regulado por el controlador de la fuente de alimentación conmutada. Una vez que el voltaje de entrada se ha cortado en una onda cuadrada de CA, su amplitud se puede aumentar o disminuir utilizando un transformador. El nivel de voltaje de salida se puede aumentar aumentando el número de vueltas en el devanado secundario del transformador. Finalmente, estas formas de onda de CA se rectifican y filtran para producir el voltaje de salida de CC.
El objetivo principal del controlador es mantener un voltaje de salida estable y su proceso operativo es bastante similar al de un controlador lineal. Es decir, los bloques funcionales del controlador-específicamente la referencia de voltaje y el amplificador de error-pueden diseñarse de manera idéntica a los que se encuentran en un regulador lineal. La distinción radica en el hecho de que la salida del amplificador de error (el voltaje de error) debe pasar a través de una unidad de conversión de voltaje-a-pulso-antes de activar el transistor de potencia. Las fuentes de alimentación conmutadas funcionan en dos modos principales: conversión directa y conversión de impulso. Aunque la disposición de sus respectivos componentes difiere sólo ligeramente, sus procesos operativos varían significativamente y cada uno ofrece distintas ventajas en escenarios de aplicación específicos.