Leistungsfaktorkorrekturschaltung

Eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung wird auch als PFC (Power factor correction) Schaltung bezeichnet und ist eine Schaltung zur Verbesserung der Stromversorgungsqualität. Konkret handelt es sich um eine Schaltung, die Verbesserungen mit dem Ziel vornimmt, den Leistungsfaktor möglichst nahe an 1 zu bringen. Dabei wird nicht nur die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom beseitigt, sondern auch die Unterdrückung von Oberschwingungsströmen bewirkt.

Die Unterdrückung von Oberschwingungen ist durch die Klassen der internationalen Norm IEC 61000-3-2 geregelt, in denen 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 Verfahren (aktives Verfahren).

Beim passiven Verfahren wird eine Drossel direkt in die Stromversorgung eingefügt und es wird im Allgemeinen für Netzteile mit kleiner Leistungskapazität verwendet. Beim teilgeschalteten Verfahren wird dem Einfügebereich der Drossel des passiven Verfahrens ein Schaltelement hinzugefügt, das während einer Halbwellenperiode Schaltvorgänge ausführt. Durch das Einschalten des Schaltelements und das Ermöglichen eines Stromflusses auch in Zeitbereichen, in denen zuvor kein Strom floss, wird der Leitungsbereich des Eingangsstroms erweitert und der Leistungsfaktor verbessert. Beim geschalteten Verfahren (aktives Verfahren) wird zwischen dem Diodenbrückengleichrichter und der Last ein Aufwärtswandler (Boost-Chopper-Schaltung) eingefügt, wobei durch Ein- und Ausschalten der Strom gesteuert und die Phase an die Eingangsspannung angepasst wird, um den Leistungsfaktor zu verbessern. Durch den Hochfrequenz-Schaltbetrieb mit MOSFETs oder ähnlichen Bauteilen können Kondensatoren und Drosseln kompakt ausgelegt werden.