Leistungsfaktorkorrekturschaltung

Eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, auch als PFC (Power Factor Correction) bezeichnet, ist eine Schaltung zur Verbesserung der Stromversorgungsqualität. Konkret handelt es sich um eine Schaltung, die darauf abzielt, den Leistungsfaktor so weit wie möglich an 1 anzunähern. Dabei wird gleichzeitig der Unterschied zwischen Spannung und Strom beseitigt und die Oberwellenströme werden unterdrückt.

Die Unterdrückung von Oberwellen ist durch die internationale Norm IEC 61000-3-2 je nach Klasse geregelt, wobei für entsprechende elektronische Geräte grundsätzlich eine PFC-Schaltung erforderlich ist.

Bei der Leistungsfaktorkorrekturschaltung gibt es im Wesentlichen drei Arten: passive Methode, teilgeschaltete Methode und geschaltete Methode (aktive Methode).

Die passive Methode besteht darin, eine Drossel direkt in die Stromversorgung einzubauen und wird im Allgemeinen in Stromversorgungsschaltungen mit geringer Leistung eingesetzt. Die teilgeschaltete Methode fügt dem Drosselteil der passiven Methode ein Schaltelement hinzu und führt während der Halbschwingung einen Schaltvorgang durch. Indem das Schaltelement eingeschaltet wird und Strom auch in zuvor stromlosen Bereichen fließt, erweitert sich der Stromflussbereich des Eingangsstroms und der Leistungsfaktor kann verbessert werden. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung der geschalteten Methode (aktive Methode) fügt zwischen der Diodenbrücke und der Last einen Aufwärtswandler (Boost-Chopper-Schaltung) ein, und durch das Ein- und Ausschalten wird der Strom gesteuert, um Spannung und Phase des Eingangs anzugleichen und so den Leistungsfaktor zu verbessern. Durch den Hochfrequenz-Schaltbetrieb mit Komponenten wie MOSFETs kann die Auslegung von Kondensatoren und Drosseln kompakter erfolgen.