Die Leistungsfaktorkorrektur (PFC, Power Factor Correction oder Compensation) ist dabei die neue Komponente im Netzteil-Design. Das einzelne Netzteil ist sicherlich keine wesentliche Störquelle, doch in der Gesamtheit aller Millionen hierzulande betriebenen Elektrogeräte stellen Hunderttausende von PCs einen bedeutenden Faktor in der elektrischen `Verunreinigung´ des Stromversorgungsnetzes dar. Seit dem 1. Januar 2001 erfasst die EMV-Norm für Oberschwingungsströme in der Ergänzung A14 PCs in einer eigenen Klasse, die für Verbraucher bis zu 600 Watt Leistungsaufnahme gilt. Eine Überarbeitung der Netzteile wurde damit obligatorisch.
Zauberwort PFC
Da PC-Netzteile unter starkem Preisdruck stehen, haben die Hersteller mit der Entwicklung leistungsfaktorkorrigierter Modelle anscheinend bis zum letztmöglichen Zeitpunkt gewartet. Ursache für Stromoberschwingungen ist die hohe Anstiegsgeschwindigkeit des Eingangsstroms in den Spannungsspitzen. Diese lässt sich ganz simpel durch Einfügen einer Reiheninduktivität (Drossel) begrenzen, und so kommt man zum einfacheren Verfahren, der passiven PFC.
Ein Blick `unter die Haube´ der Probanden zeigt, dass zumeist zwei verschiedene
Drossel-Modelle verbaut werden. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass sie einfach
durchzuführen und recht preiswert ist. Als Nachteil muss der Platzbedarf und das Gewicht
des doch recht voluminösen Bauteils gelten. Den Raumanspruch lösen manche Hersteller
dadurch, dass ein Kühlkörper teilweise ausgesägt wird, um Platz zu schaffen. Die
verringerte Kühlfläche muss der Lüfter mit einer höheren Drehzahl ausgleichen; oder
man stuft das Netzteil leistungsmäßig herab. Außerdem sind Drosseln durch ihren
Eisenkern schwere Bauteile, das Netzteil legt deutlich an Gewicht zu. Der erreichte
Leistungsfaktor liegt im Bereich von 0,75 bis 0,8 statt etwa 0,5 bis 0,6 ohne PFC.
Die effizientere, aber teurere Variante stellt eine aktive PFC dar: Ein
zusätzlich in den Primärkreis eingeschleifter PWM-Schaltregler sorgt für eine nahezu
sinusförmige Stromaufnahme. Damit kommt man auf sehr gute PF-Werte zwischen 0,9 und 1,0.
Allerdings enthält der durch die Pulsbreitenmodulation `künstlich´ erzeugte Strom
erhebliche hochfrequente Anteile; ein Netzteil mit aktiver PFC kann deshalb zwar
niederfrequenztechnisch brillieren, aber im höherfrequenten Bereich etwa bei 10 bis 100
kHz zu EMV-Problemen neigen, wenn der Hersteller an Filtermaßnahmen spart.
Aktive PFC erzwingt eine effiziente Filterung des Netzeinganges. Sonst können
hochfrequente Störungen ins Stromnetz gelangen, wie etwa beim EverPower-Gerät aus der
CWT-Serie (links). Das Seasonic-Netzteil filtert besser (rechts).
(Auszug aus der Zeitschrift c´t, Heft 10/2001)