발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 건전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 발전기와 배터리 자체는 본질적으로 순 전하를 운반하지 않습니다. 오히려 두 터미널은 뚜렷한 양전하와 음전하를 가지고 있습니다. 전압을 생성하는 것은 이러한 양전하와 음전하입니다(전류는 전압의 영향을 받아 전하의 방향 이동에 의해 형성됩니다). 전하 캐리어가 도체 내에 이미 존재하기 때문에 전류를 생성하려면 단순히 전압을 가하면 됩니다. 도체가 배터리 단자에 연결되면 양전하와 음전하가 방출되어 전류 흐름을 유도합니다. 이러한 전하가 고갈되면 전류와 전압 모두 흐름이 중단됩니다. 건전지 등의 기기를 총칭하여 '전원'이라고 합니다. 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 장치는-일반적으로 변압기와 정류기를 활용하여-'정류 전원 공급 장치'로 알려져 있습니다. 신호를 생성하고 제공할 수 있는 전자 장치를 "신호 소스"라고 합니다. 트랜지스터는 들어오는 신호를 증폭한 다음 이 증폭된 신호를 후속 회로 단계로 전송합니다. 후속 회로의 관점에서 볼 때 트랜지스터 자체는 신호 소스로 간주될 수 있습니다. 정류된 전원 공급 장치 및 신호 소스는 "전원"이라는 일반적인 용어로 광범위하게 분류되는 경우가 있습니다.
전원은 전자 장비에 전력을 공급하는 장치입니다. "전원 공급 장치"라고도 알려져 있으며 컴퓨터 시스템 내의 모든 구성 요소에 필요한 전기 에너지를 제공합니다. 전원 공급 장치의 용량-특히 전력량-과 출력 전압 및 전류의 안정성은 컴퓨터의 작동 성능과 전반적인 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
컴퓨터 전원 공급 장치는 일반적으로 컴퓨터 섀시 내에 설치되는 독립형, 밀폐형 장치입니다.- 그 기능은 스위칭 전원 변압기를 사용하여 들어오는 AC 전력을 +5V, -5V, +12V, -12V 및 +3.3V와 같은 안정적인 DC 전압-으로 변환하는 것입니다. 그런 다음 이러한 DC 전압은 마더보드, 플로피 디스크 드라이브, 하드 디스크 드라이브 및 다양한 어댑터 확장 카드를 포함하여 섀시 내의 다양한 시스템 구성 요소에 전력을 공급하기 위해 분배됩니다. 간단히 말해, 중복 전원 구성에서는 하나의 전원 공급 장치에 장애가 발생하면 백업 전원 공급 장치가 즉시 대신하여 전원 공급을 유지합니다.
시스템 노드 및 디스크 드라이브에 대한 배터리 백업 지원을 제공하여 하드웨어 가용성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. HP PowerTrust 시리즈와 같이 HP가 지원하는 무정전 전원 공급 장치(UPS)-는 순간적인 정전으로부터 보호해 줍니다.- 디스크 드라이브를 전원 회로에 연결할 때 데이터의 미러링된 복사본이 별도의 독립 전원 공급 장치에 연결된 디스크에 상주하도록 구성해야 합니다. 또한 루트 디스크와 해당 시스템 노드는 동일한 전용 전원 회로를 통해 이상적으로 전원을 공급받아야 합니다. 특히, 클러스터 재구성 이벤트 중에 중재자 역할을 하는 클러스터 잠금 디스크-는 중복 전원 공급 장치를 장착하거나 클러스터 내 노드와 독립적인 소스에서 전원을 공급받아야 합니다. HP는 클러스터의 전원, 디스크 및 LAN 하드웨어 레이아웃에 관한 자세한 정보를 제공합니다. 많은 디스크 어레이 및 기타{10}마운트형 시스템에는 여러 전원 입력이 있습니다. 이는 기기의 다양한 입력이 별도의 전기 회로(일반적으로 2개 또는 3개)에 연결되도록 배포해야 합니다. 그러면 정상적인 상황에서 하나 이상의 회로에 장애가 발생하지 않는 한 시스템이 계속해서 정상적으로 작동할 수 있습니다. 결과적으로 클러스터 내의 모든 하드웨어에 2개 또는 3개의 전원 입력이 있는 경우 클러스터의 전기 설계에 단일 오류 지점이 없도록 하려면 최소 3개의 독립 회로가 필요합니다. 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반면, 건전지 배터리는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 발전기와 배터리는 본질적으로 순 전하를 운반하지 않습니다. 오히려 각각의 단자는 양전하와 음전하를 갖고 있어 집합적으로 전압을 생성합니다(전류는 이 전압의 영향을 받아 전하의 방향 이동에 의해 형성됩니다). 전하 캐리어가 도체 내에 이미 존재하기 때문에 전류를 생성하려면 전압을 인가하면 됩니다. 도체가 배터리 단자에 연결되면 양전하와 음전하가 방출되어 전류가 생성됩니다. 이러한 전하가 완전히 고갈되면 전류와 전압 모두 흐름이 중단됩니다. 건전지와 같은 장치를 전원이라고 합니다. 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 장치는-일반적으로 변압기와 정류기를 사용하여{21}}정류 전원 공급 장치로 알려져 있습니다. 신호를 생성할 수 있는 전자 장비를 신호 소스라고 합니다. BJT(바이폴라 접합 트랜지스터)는 들어오는 신호를 증폭한 다음 이 증폭된 신호를 후속 회로단으로 전송합니다. 후속 회로의 관점에서 볼 때 트랜지스터는 효과적으로 신호 소스로 간주될 수 있습니다. 정류된 전원 공급 장치 및 신호 소스를 광범위하게 "전원"이라고 부르는 경우도 있습니다.
스위칭 전원 공급 장치의 작동 메커니즘은 비교적 간단합니다. 전력 트랜지스터가 선형(활성) 영역 내에서 작동하는 선형 전원 공급 장치-와는 달리-PWM(펄스 폭 변조) 스위칭 전원 공급 장치는 전력 트랜지스터가 완전히 "켜짐"(전도) 상태와 완전히 "꺼짐"(비{3}}전도) 상태 사이를 오가도록 합니다. 이 두 상태 모두에서 전력 트랜지스터 양단의 전압과 이를 통과하는 전류의 곱(V-I 곱)은 매우 낮게 유지됩니다. "켜짐" 상태에서는 전압이 낮고 전류는 높습니다. 반대로, "오프" 상태에서는 전압이 높고 전류는 낮습니다. 전력 장치 전반의 이 V-I 곱은 해당 반도체 구성 요소 내에서 생성된 전력 손실을 나타냅니다.
선형 전원 공급 장치와 비교하여 PWM 스위칭 전원 공급 장치의 보다 효율적인 작동은 입력 DC 전압을 각각 원래 입력 전압과 동일한 진폭을 갖는 일련의 전압 펄스로 분할하는 "쵸핑"-이라는 프로세스를 통해 달성됩니다. 펄스의 듀티 사이클은 스위칭 전원 공급 장치의 컨트롤러에 의해 조절됩니다. 입력 전압이 AC 구형파로 잘려지면 변압기를 사용하여 진폭을 높이거나 낮출 수 있습니다. 변압기의 2차 권선 권선 수를 늘려 출력 전압 레벨을 높일 수 있습니다. 마지막으로 이러한 AC 파형은 정류 및 필터링을 거쳐 DC 출력 전압을 생성합니다.
컨트롤러의 주요 목적은 안정적인 출력 전압을 유지하는 것이며, 작동 프로세스는 선형 컨트롤러와 매우 유사합니다. 즉, 컨트롤러의 기능 블록-특히 전압 레퍼런스 및 오차 증폭기-는 선형 조정기의 기능 블록과 동일하게 설계될 수 있습니다. 차이점은 오류 증폭기의 출력(오차 전압)이 전력 트랜지스터를 구동하기 전에 전압-대-펄스-폭 변환 장치를 통과해야 한다는 사실에 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치는 순방향 변환과 부스트 변환이라는 두 가지 기본 모드로 작동합니다. 각 구성 요소의 배열은 약간 다르지만 작동 프로세스는 크게 다르며 각 구성 요소는 특정 애플리케이션 시나리오에서 뚜렷한 이점을 제공합니다.