Leistungsfaktorkorrekturschaltung

Der Leistungsfaktorkorrekturkreis, auch PFC (Power Factor Correction) genannt, ist eine Schaltung zur Verbesserung der Stromversorgungsqualität. Konkret handelt es sich um eine Schaltung, die darauf abzielt, den Leistungsfaktor so nahe wie möglich an 1 heranzuführen. Gleichzeitig wird versucht, die Differenz zwischen Spannung und Strom zu beseitigen sowie Oberschwingungsströme zu unterdrücken.

Die Unterdrückung von Oberschwingungen ist durch die internationale Norm IEC 61000-3-2 je nach Klasse geregelt, wobei in der Regel bei entsprechenden elektronischen Geräten die Verwendung von PFC verlangt wird.

Beim Leistungsfaktorkorrekturkreis gibt es im Wesentlichen drei Korrekturmethoden: die passive Methode, die teilweise Switching-Methode sowie die Switching-Methode (aktive Methode).

Die passive Methode besteht darin, eine Drossel direkt in die Stromquelle einzusetzen und wird allgemein bei Schaltungen mit geringer Kapazität verwendet. Die teilweise Switching-Methode ergänzt die Reaktoreinfügestelle der passiven Methode mit einem Schaltelement, das während einer Halbwellenperiode schaltet. Durch das Einschalten des Schaltelements fließt auch in Abschnitten, in denen zuvor kein Strom floss, elektrischer Strom, wodurch sich der Leitbereich des Eingangsstroms erweitert und der Leistungsfaktor verbessert wird. Der Leistungsfaktorkorrekturkreis im Switching-Verfahren (aktive Methode) fügt zwischen Diodenbrücke und Last einen Boost-Converter (Boost-Chopper-Schaltung) ein, um durch Ein- und Ausschalten den Strom zu steuern und dadurch Spannung und Phase des Eingangsstroms abzugleichen, was zur Verbesserung des Leistungsfaktors führt. Durch den Betrieb mit Hochfrequenz-Switching unter Verwendung von z. B. MOSFETs können Kondensatoren und Drosseln kompakt ausgelegt werden.