Power Factor Correction (PFC)

Power Factor Correction (PFC), auch Power Factor Compensation genannt (zu deutsch ein aktiver oder passiver Leistungsfaktorkorrekturfilter), ist eine elektrische oder elektronische Schaltung, welche den sogenannten Leistungsfaktor erhöht, damit dieser in einem gesetzlich vorgegebenen Bereich bleibt.
Sie kompensiert Phasenverschiebungen, die zu Blindleistungen und Oberschwingungnen und damit verbundenen Störungen führen würden. Der Leistungsfaktor wird durch einen Wert beschrieben, der möglichst nahe bei dem Betrag 1 liegen sollte. Übliche Kompensationswerte liegen in dem Bereich um 0,98.
Bei nichtlinearen Verbrauchern, das sind hauptsächlich Gleichrichter mit nachfolgender Glättung in Schaltnetzteilen, treten bei sinusförmiger Wechselspannungsversorgung phasenverschobene und nicht sinusförmige Eingangsströme auf. Diese setzen sich aus einer Summe höherfrequenter Anteile, also Oberschwingungen zusammen, die in den Stromversorgungsnetzen und anderen elektrischen Geräten Störungen verursachen können.

Zwei Varianten sind üblich:
Passive Oberschwingungsfilter (Passive PFC) Das sind im Regelfall Drosseln mit großer Induktivität. Passive Filter sind einfach herzustellen, erzielen jedoch nur mäßig gute Ergebnisse.
Aktive Oberschwingungsfilter (Aktive PFC) Die dafür nötigen Schaltungen sind aufwändiger, erzielen aber eine sehr gute Leistungsfaktorkorrektur von typisch 0,98.

Aktive PFC-Schaltungen bestehen in der Regel aus einem Gleichrichter mit direkt nachgeschaltetem Aufwärtswandler, der einen großen Kondensator auf eine Spannung oberhalb der Scheitelspannung der Netzwechselspannung (typ. 350…400 V) auflädt (auch Zwischenkreisspannung genannt). Weiterhin kann eine aktive PFC Netzspannungsschwankungen ausgleichen. Oft ist sie so dimensioniert, dass damit ausgerüstete Geräte ohne Umschaltung weltweit an allen Netzspannungen arbeiten können (Weitbereichseingang von typischerweise 100…240 V).
Durch die aktive PFC werden zusätzliche hochfrequente Störungen erzeugt, welche mit einem vorgeschalteten passiven Netzfilter unterdrückt werden müssen. Zurück