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Schaltungen der Leistungselektronik

Warum wird bei Schaltungen zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC-Schaltungen) vom Boost-Typ in Netzteilen für 100 bis 240 V Wechselspannung die Ausgangsgleichspannung häufig auf etwa 380 bis 400 V gelegt?

  1. AJe höher die Ausgangsgleichspannung gewählt wird, desto weiter steigt der Leistungsfaktor über 1, sodass sich der Eingangsstrom weiter verringern lässt
  2. BEin Hochsetzsteller kann nur Spannungen oberhalb seiner Eingangsspannung ausgeben, daher muss sie über dem Scheitelwert der Eingangsspannung (etwa 339 V bei 240 V Effektivwert) liegen
  3. CDie PFC-Schaltung ist als Tiefsetzsteller aufgebaut, daher wird die Ausgangsgleichspannung unter dem Scheitelwert des Eingangs gehalten, um den nachfolgenden galvanisch getrennten Wandler und den Glättungskondensator vor Überspannung zu schützen
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Antwort: B. Ein Hochsetzsteller kann nur Spannungen oberhalb seiner Eingangsspannung ausgeben, daher muss sie über dem Scheitelwert der Eingangsspannung (etwa 339 V bei 240 V Effektivwert) liegen

Bei der PFC-Schaltung vom Boost-Typ dient die gleichgerichtete, pulsierende Spannung als Eingang, und der Schalter wird so gesteuert, dass der Eingangsstrom sinusförmig mit derselben Form wie die Spannung verläuft. Da ein Hochsetzsteller keine Spannung unterhalb seiner Eingangsspannung ausgeben kann, muss die Ausgangsgleichspannung stets über dem Scheitelwert der Eingangsspannung liegen. Der Scheitelwert von 240 V Effektivwert ist √2 × 240 ≈ 339 V, weshalb man mit Reserve etwa 380 bis 400 V wählt. Diese Gleichspannung setzt ein nachfolgender galvanisch getrennter DC-DC-Wandler auf die benötigte Spannung um.

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