Bridge‑Rectifier vs. Active PFC – Technische Unterschiede einfach erklärt

Was ist ein Bridge Rectifier?

Ein Bridge Rectifier (Brückengleichrichter) ist eine grundlegende Schaltung zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC). Er besteht typischerweise aus vier Dioden, die so verschaltet sind, dass sie beide Halbwellen der Eingangsspannung nutzen. Diese Technik wird vor allem in einfachen Netzteilen verwendet und gilt als kostengünstig, robust und platzsparend.

Aufbau und Funktion eines Brückengleichrichters

Die vier Dioden sind in Form einer Brücke angeordnet, wodurch sich eine gleichgerichtete Spannung am Ausgang ergibt. In Kombination mit einem Glättungskondensator entsteht eine DC-Spannung, die jedoch noch Pulsationen enthält. Diese Lösung hat vor allem bei geringen Leistungen ihren festen Platz in der Industrie.

Typische Eigenschaften:

• Geringe Komplexität
• Ausgeprägte Oberschwingungen (nicht sinusförmige Stromaufnahme)
• Geringer Wirkungsgrad bei steigender Leistung
  Ein Bridge Rectifier (Brückengleichrichter) ist eine grundlegende Schaltung zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC). Er besteht typischerweise aus vier Dioden, die so verschaltet sind, dass sie beide Halbwellen der Eingangsspannung nutzen. Diese Technik wird vor allem in einfachen Netzteilen verwendet und gilt als kostengünstig, robust und platzsparend.

Aufbau und Funktion eines Brückengleichrichters

Die vier Dioden sind in Form einer Brücke angeordnet, wodurch sich eine gleichgerichtete Spannung am Ausgang ergibt. In Kombination mit einem Glättungskondensator entsteht eine DC-Spannung, die jedoch noch Pulsationen enthält. Diese Lösung hat vor allem bei geringen Leistungen ihren festen Platz in der Industrie.

Typische Eigenschaften:

• Geringe Komplexität
• Ausgeprägte Oberschwingungen (nicht sinusförmige Stromaufnahme)
• Geringer Wirkungsgrad bei steigender Leistung

Was leistet Active Power Factor Correction (PFC)?

Active PFC ist eine elektronische Schaltung zur aktiven Korrektur des Leistungsfaktors. Ziel ist es, die Stromaufnahme eines Netzteils sinusförmig und phasengleich zur Spannung zu gestalten. Damit verbessert sich der Leistungsfaktor (cos φ) deutlich, was für Energieeffizienz und EMV von zentraler Bedeutung ist.

Passive vs. aktive Leistungsfaktorkorrektur

• Passive PFC: nutzt Spulen oder LC-Filter zur Entzerrung des Stromsignals – einfach, aber ineffizient.
• Aktive PFC: verwendet getaktete Schaltungen (meist Boost-Converter), um das Stromsignal gezielt zu formen.

Zielwerte: Leistungsfaktor bis zu 0,99 sind mit Active PFC erreichbar.

Technische Unterschiede im Überblick

Vergleichstabelle: Bridge Rectifier vs. Active PFC

Merkmal	Bridge Rectifier	Active PFC
Stromaufnahme	Gepulst, nicht sinusförmig	Sinusförmig, phasengleich
Leistungsfaktor (cos φ)	ca. 0,6–0,7	bis zu 0,99
EMV-Verhalten	Schwach (Oberschwingungen)	Sehr gut (harmonisch)
Wirkungsgrad bei Last	Mittel	Hoch
Bauteilaufwand	Gering	Höher (Schaltung + Steuerung)
Anwendung	Kleinverbraucher	Industrie, PFC-pflichtige Geräte

EMV und Netzqualität

Bridge Rectifier führt zu hohen Einschaltströmen und einer verzerrten Stromaufnahme, was zu Oberschwingungen und einer Belastung der Netzqualität führt. Active PFC reduziert diese Effekte deutlich und verbessert die Netzrückwirkung – entscheidend für den parallelen Betrieb vieler Geräte.

Wirkungsgrad, Verlustleistung und Baugröße

Ein einfacher Brückengleichrichter hat geringe Schaltungsverluste, aber ineffizientes Stromverhalten. Active PFC benötigt zusätzliche Komponenten (Induktivität, Leistungsschalter, Steuerung), verbessert jedoch die Energieausbeute deutlich – vor allem bei mittleren und hohen Leistungen. Moderne PFC-Topologien wie der Totem-Pole PFC ermöglichen zudem kompaktere Bauformen bei höherem Wirkungsgrad.

Anwendungsszenarien im industriellen Umfeld

• Bridge Rectifier: LED-Treiber, Kleinladegeräte, einfache Netzteile < 75W
• Active PFC: Servoantriebe, Schaltnetzteile, EV-Lader, Industrie-PCs, Messtechnik

Normenbezug: Wann ist Active PFC Pflicht?

Die Norm EN61000-3-2 schreibt für viele Geräteklassen ab 75W Eingangsleistung eine Power-Factor-Correction vor. Besonders Klasse C (Beleuchtung) und Klasse D (EDV/AV) unterliegen hier strengen Anforderungen. Active PFC ist dabei oft die einzige technisch sinnvolle Lösung.

Übersicht EN61000-3-2 Gerätekategorien

Klasse	Typische Geräte	Relevanz für PFC
A	Haushaltsgeräte, Werkzeuge, Motoren	Bedingt
B	Tragbare Werkzeuge (Bohrmaschinen etc.)	Gering
C	Beleuchtungsanlagen (z. B. LED-Treiber)	Hoch
D	Monitore, Computer, Fernseher (<600W)	Hoch

Hinweis: Für Klasse C und D ist Active PFC ab 75 W in der Regel verpflichtend. Bei Klasse A kann sie je nach Anwendung empfohlen sein, insbesondere bei hoher Netzlast oder EMV-Anforderungen.
Die Norm EN61000-3-2 schreibt für viele Geräteklassen ab 75W Eingangsleistung eine Power-Factor-Correction vor. Besonders Klasse C (Beleuchtung) und Klasse D (EDV/AV) unterliegen hier strengen Anforderungen. Active PFC ist dabei oft die einzige technisch sinnvolle Lösung.

Visualisierung: Stromaufnahme im Vergleich

Das Diagramm verdeutlicht, wie Active PFC die Stromaufnahme dem Spannungsverlauf angleicht – im Gegensatz zur gepulsten Stromaufnahme eines Bridge Rectifiers.

AC-SINUS           AC-SINUS
 │                  │
 │                  │
 │    |‾‾‾|         │   /‾‾‾‾‾‾\
 │    |   |         │  /        \
 │____|___|______   │_/          \_____
   Bridge           Active PFC
   (gepulst)        (sinusförmig)

Wann ist Active PFC sinnvoll – und wann nicht?

Active PFC lohnt sich vor allem:

• bei Leistungen >75W (oft vorgeschrieben nach EN61000-3-2)
• in EMV-sensiblen Bereichen
• bei hoher Netzlast (viele Verbraucher parallel)
• wenn Energieeffizienz im Fokus steht

Nicht notwendig ist sie in sehr einfachen, niederleistungsfähigen Anwendungen oder dort, wo EMV keine Rolle spielt.

Die richtige Entscheidung für Ihre Anwendung treffen

Ein Bridge Rectifier ist einfach, kompakt und für viele Basisanwendungen ausreichend. Active PFC hingegen bietet klare Vorteile bei Wirkungsgrad, EMV und Netzqualität. Wer Netzteile für industrielle oder anspruchsvolle Umgebungen auswählt, sollte auf Active PFC setzen.

Wenn Sie sich tiefer mit dem Thema befassen möchten, empfehlen wir Ihnen auch unseren weiterführenden Artikel zur Industrie 4.0.