05.12.2009, 09:18

Bernhard Haluschak

Ratgeber Netzteil

Power Factor Correction (PFC)

Ein großer Nachteil von Schaltnetzteilen ist die Stromentnahme am Eingang in Form von kurzen Impulsen. Die Gleichrichter-Amplituden im Eingangskreis sind dabei vielfach höher als der entnommene Gleichstrom am Ausgang. Diese durch Induktivitäten und Kapazitäten verstärkten nicht linearen Ströme verursachen Verzerrungen und Verformungen der Sinusschwingungen am Eingang. Zusätzlich entsteht ein hoher Anteil an unerwünschten Oberwellen, die elektromagnetische Störungen verursachen. Als Folge können Netzteile anderer Geräte anfangen zu brummen oder der Fernseh- und Telefonempfang negativ beeinflusst werden. Diese Störungen bilden auch für die Stromversorger ein ernsthaftes Problem, da sie jedem Nutzer Wechselstrom von gleich bleibender Qualität zur Verfügung stellen müssen.
Um diese Nachteile auszubügeln, statten Hersteller die Netzteile mit einer so genannten Power-Factor-Correction-Schaltung (PFC) aus. Diese soll aus dem Netz einen nahezu spannungslinearen Strom ziehen und sich quasi wie ein ohmscher Verbraucher verhalten, wodurch Netzstörungen vermieden werden.
Die passive PFC verwendet eine Induktivitäts-Drossel und einen Kondensator als niederfrequenten Tiefpass. Diese dämpfen die auftretenden Spannungsspitzen und unterdrücken gleichzeitig die entstehenden Oberwellen. Der Leistungsfaktor-Index liegt bei 0,7 bis 0,8. Darüber hinaus müssen voluminöse Kondensatoren und Spulen verwendet werden, da der Eingang der Netzteils mit nur einer geringen Frequenz von 50 bis 60 Hz arbeitet.
Eine wesentlich bessere Leistungsfaktor-Korrektur von 0,9 bis 1 erreicht die aktive PCF. Diese verwendet aktive Komponenten wie ICs oder Thyristor-Schaltungen, um die Stromentnahme so zu regeln, als ob eine ohmsche Last angeschlossen wäre. Zusätzlich erlaubt die aktive PFC-Regelschaltung eine im weiten Bereich variable Eingangsspannung zwischen 85 und 265 VAC. Somit bietet die aktive PFC einen höheren Wirkungsgrad, eine bessere EMV-Verträglichkeit, geringe Baugröße und eine Weitbereichsregelung gegenüber dem passiven Pendant. Allerdings erkauft man sich diese Vorteile durch einen höheren Preis.
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