Leistungsfaktorkorrekturschaltung

Eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung wird auch als PFC (Power Factor Correction) Schaltung bezeichnet und dient zur Verbesserung der Stromversorgungsqualität. Konkret handelt es sich um eine Schaltung, die darauf abzielt, den Leistungsfaktor möglichst nahe an 1 heranzuführen. Gleichzeitig wird die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom reduziert und die Unterdrückung von Oberschwingungsströmen gefördert.

Die Unterdrückung von Oberschwingungen ist durch die internationale Norm IEC 61000-3-2 geregelt, in der je nach Klasse die maximal zulässigen Oberschwingungsströme festgelegt sind. Für entsprechende elektronische Geräte ist grundsätzlich eine PFC erforderlich.

Bei Leistungsfaktorkorrekturschaltungen gibt es im Wesentlichen drei Verfahren: das passive Verfahren, das teilgeschaltete Verfahren und das geschaltete (aktive) Verfahren.

Beim passiven Verfahren wird eine Drossel direkt in die Stromversorgung eingefügt und es wird allgemein bei Netzteilen mit kleiner Leistung eingesetzt. Beim teilgeschalteten Verfahren wird dem im passiven Verfahren eingesetzten Drosselteil ein Schaltelement hinzugefügt, das während einer Halbwelle schaltet. Durch das Einschalten des Schalters und das Ermöglichen eines Stromflusses auch in zuvor stromlosen Abschnitten wird der Leitungsbereich des Eingangsstroms erweitert und der Leistungsfaktor verbessert. Beim geschalteten (aktiven) Verfahren wird ein Aufwärtswandler (Boost-Chopper-Schaltung) zwischen der Diodenbrücke und der Last eingefügt. Durch Ein- und Ausschalten wird der Strom gesteuert und die Phase an die Eingangsspannung angepasst, wodurch der Leistungsfaktor verbessert wird. Durch Hochfrequenzschaltung mit MOSFETs oder ähnlichen Bauelementen können Kondensatoren und Drosseln kompakt ausgelegt werden.