Die wichtigsten Abkürzungen im Bereich Stromversorgung, Power, EMV und ESD

Dieser Beitrag erklärt eine Fülle von Abkürzungen aus den Bereichen Stromversorgung, Power, EMV und ESD: weit mehr als nur Definitionen.

Die folgende Zusammenstellung enthält kurze Erklärungen für wichtige Abkürzungen aus den Themengebieten Stromversorgung, Power, EMV und ESD. Das Spektrum reicht von EMC, EMI und EMV über POL und Qi bis USV und weiter. Verknüpfungen zu themenbezogenen Fachbeiträgen wie auch zu weiterführenden Web-Seiten liefern dabei viele weitere Details und informieren über den Stand der Technik.

EMC, Electromagnetic Compatibility

Der englische Begriff EMC (Electromagnetic Compatibility) oder EMI (Electromagnetic Interference) ist im Deutschen unter EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) bekannt und bezeichnet die Fähigkeit eines technischen Geräts, andere Geräte nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören oder selbst durch andere Geräte gestört zu werden.

EMI, Electromagnetic Interference

Der englische Begriff EMI (Electromagnetic Interference) oder EMC (Electromagnetic Compatibility) ist im Deutschen unter EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) bekannt und bezeichnet die Fähigkeit eines technischen Geräts, andere Geräte nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören oder selbst durch andere Geräte gestört zu werden.

EMV, Elektromagnetische Verträglichkeit

Die EMV (Englisch: EMC - electromagnetic compatibility oder EMI - electromagnetic interference) bezeichnet die Fähigkeit eines technischen Gerätes, andere Geräte nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören oder durch andere Geräte gestört zu werden. Mehrere Vorschriften und Normen sollen die Störaussendung wie auch die Störfestigkeit von elektronischen Schaltungen regeln. Das bezieht sich sowohl auf das elektromagnetische Feld (Funksignale) wie auch auf leitungsgebundene Störsignale. Das Elektromagnetische-Verträglichkeit-Gesetz (EMVG) von 2016 setzt die Richtlinie 2014/30/EU über die elektromagnetische Verträglichkeit in deutsches Recht um. Eine Auswahl: Fachgrundnormen EN 61000-6-x Störfestigkeit und Störaussendung in Wohn-, Gewerbe- Industriebereichen; Produktnormen EN 60601-1-2:2015 Medizinische elektrische Geräte, EN 301 489-1 V1.9.2 Technische Anforderungen an Funkeinrichtungen, EN 61800-3:2004 Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe und vielfältige Prüfnormen

EOS, Electrical Overstress

Elektrische Überbeanspruchung

ESD, Electrostatic Discharge

Elektrostatische Entladung

ESDA, Electrostatic Discharge Organization

Electrostatic Discharge Organization

HR-WPT, Highly Resonant Wireless Power Transfer

Die kabellose Energieübertragung ist auch bekannt als Magnetic-Resonance-Technologie. Dabei bilden zwei dicht beieinander angeordnete flache Luftspulen im Leistungssender und -empfänger einen eisenlosen Transformator. Ein Resonanzbetrieb bei hoher Frequenz (mehrere Hundert Kilohertz) reduziert die Baugröße der Spulen, verbessert die magnetische Kopplung und steigert damit die Effizienz der Energieübertragung. Endscheidend für den Wirkungsgrad ist die Güte der Resonatorspulen und des Impedance Matching Networks (IMN), sodass sich selbst bei schwacher Kopplung und über größere Distanzen noch Energie übertragen lässt. Der Beitrag Elektrofahrzeuge mit Magnet-Resonanz-Technologie laden erklärt die Technologie für das Laden von Elektrofahrzeugen im Kilowattbereich mit 94 % Wirkungsgrad genauer. Auch für das Laden von Kleingeräten wie Smartphones ist WPR - besser bekannt als Wireless Charging (Qi, PMA, A4WP, Airfuel Alliance) - verfügbar, wie der Artikel Wireless Charging wird zunehmend populärer darlegt.

HVC, High-Voltage Contactors

Auch als Battery Disconnect Unit (BDU) bezeichnet, unterbrechen elektronisch gesteuerte Hochspannungsschütze Hochspannungs-Stromkreise. In Elektrofahrzeugen können sie bei 900 VDC unter Last bis zu 500 A schalten, mehr als eine Million Mal. Je nach Sicherheitsanforderung gibt es auch Halbleiterausführungen.

HVHC, High Voltage High Current

Hochspannungs-/Hochstrom-(Element)

HVIL, High Voltage Interlock

Berührungssichere Steckverbinderlösung für höhere Spannungen

iEESM, induktiv erregter Synchronmotor

IMD, Isolation Monitoring Device

Ein Isolationswächter überwacht den Isolationszustand gewöhnlich in IT-Netzen (3-Phasen-Stromnetz ohne geerdeten Sternpunkt) und meldet die Unterschreitung eines minimalen Isolationswiderstandes (kleiner 50 kOhm) oder bewirkt eine Abschaltung des Netzabganges. Eine Strom- oder Spannungsmessung gegen Erde (passives Verfahren erkennt Symmetrieabweichung) genügt heute nicht mehr, denn auch symmetrische Isolationsfehler müssen erkannt werden, was zusätzlich einen Prüfstrom erfordert (aktives Verfahren koppelt hochohmig Testimpulse ein und errechnet aus der Impulsantwort den Isolationswiderstand). Allgemein kommen Isolationswächter an ungeerdeten AC-, DC-, AC/DC-Netzen; USV-Anlagen; Netzen mit Frequenzumrichtern oder Gleichstromantrieben; Batterienetzen und DC-Ladestationen sowie an mobilen Stromerzeugern zum Einsatz. In Elektrofahrzeugen (EV) überprüft das Isolationsüberwachungsgerät kontinuierlich den Isolationswiderstand zwischen Hochvoltleitungen und dem Fahrzeugchassis bei einer maximalen Bordnetzspannung bis 1.000 V und ermöglicht zudem eine Diagnose von spannungslosen Systemen, beispielsweise vor dem Zuschalten der Hochvolt-Batterie (HV-Batterie).

IMN, Impedanz-Anpassungsnetzwerk

Bei der Übertragung mehrerer Kilowatt durch ein kabelloses Energieübertragungssystem per Magnetfeld-Resonanz-Technologie (MRT oder auch HR-WPT) ist ein hoher Wirkungsgrad essenziell wichtig. Ein Impedanz-Anpassungsnetzwerk kann in Grenzen eine weniger gute magnetische Kopplung zwischen Quell- und Geräteresonator kompensieren und somit die Effizienz der Energieübertragung verbessern. Während das IMN statisch auf mittlere Betriebsbedingungen eingestellt ist, kann sich das Tunable-Matching-Network (TMN) während des Ladevorgangs dynamisch anpassen und arbeitet daher effizienter. Der Beitrag Elektrofahrzeuge mit Magnet-Resonanz-Technologie laden erklärt die Unterschiede genauer.

IPT, Inductive Power Transfer

Induktive Energieübertragung

LDO, Low-Dropout-Linearregler

Konstruktiv einfache, kostengünstige LDO-Regler stabilisieren Versorgungsspannungen abwärts, enthalten als Lastregelelement beispielsweise einen MOSFET, und arbeiten im stetigen Regelbetrieb – also linear. Ist die Differenz von Aus- zu Eingangsspannung kleiner als die Dropout-Spannung des Lastregelelementes, wird der LDO instabil und kann nicht mehr Regeln. Mit kleinen Spannungen versorgte sensible Analogsysteme müssen häufig um jedes Millivolt geizen und begrüßen rauscharme Low-Dropout-Spannungsregler. Bei großem Übersetzungsverhältnis und hohen Strömen allerdings sind LDOs sehr ineffizient.

LOP, Living Object Protection

Schutz lebender Objekte (beim drahtlosen Laden)

MVK, Modenverwirbelungskammer

Spezielle EMV-Testkammer, bei der die ausgesandten Strahlen an den Kammerwänden und der Decke reflektiert werden. Siehe auch VIRC

NIALM, Non-Intrusive Appliance Load Monitoring

Verfahren zum Ermittlung des Energieverbrauchs von Einzelgeräten eines Haushaltes durch Analyse der Messdaten von einer einzigen Messstelle, siehe NILM.

NILM, Non-Intrusive Appliance Load Monitoring

Versorgungsunternehmen setzen Stromzähler mit NILM-Technologie ein, um die spezifische Nutzung von elektrischer Energie in verschiedenen Haushalten in Echtzeit zu untersuchen. Durch Analyse von Veränderungen der Spannungs- und Stromaufnahme im Haus lässt sich der individuelle Energieverbrauch der verwendeten Geräte ableiten. Das Verfahren der nicht-intrusiven Lastüberwachung an einer einzigen Messstelle gilt als kostengünstige Alternative zu Einzelmonitoren an jedem Gerät, es wirft jedoch Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes auf.

PDU, Power Distribution Unit – Stromverteiler

Allgemein sind Stromverteiler häufig Kästen oder Schaltschränke mit Stromsammelschienen, Sicherungen und Relais, teilweise auch mit Sicherheits- und Messvorrichtung in der Gebäudeinstallation, Industrieautomation und auch in Fahrzeugen. Im Automobilbereich finden sich im Fahrzeugbordnetz mehrere Stromverteilerkästen mit Sicherungen, Relais und teilweise auch Power-Management-Steuergeräten.

PMA, Power Matters Alliance

Die 2012 gegründete gemeinnützige Organisation von führenden Industrieunternehmen entwickelt unter der Bezeichnung PMA-Standard eine Technologie für die drahtlose Energieübertragung zum Aufladen batteriebetriebener Kleingeräte. Der technische Ansatz der PMA ist vergleichbar dem des Wireless Power Consortium (WPC) und setzt auf magnetische Induktion, welche bei geringem Abstand mit mit höherem Wirkungsgrad überträgt, verglichen zur magnetischen Resonanz, die weniger effektiv arbeitet, jedoch eine Fehlplatzierung besser toleriert. Nach dem offenen PMA-Standard zertifizierte Produkte mit einer vorgegebenen Energieeffizienz sind weltweit austauschbar. Das verwendete Protokoll ist inkompatibel zum Qi-Standard des WPC, ebenso zum Konzept der Alliance for Wireless Power (A4WP). 2015 sind A4WP und PMA zur neuen Air-Fuel Alliance fusioniert. Weitere Zusammenhänge erklärt dieser Beitrag von Integrated Device Technology.

PMIC, Power Management IC

ICs beziehungsweise Schaltkreis-Architekturen für das Leistungsmanagement

POL, Point of Load

Point-of-Load-Wandler sind meist DC/DC-Wandler, die aus einer im ganzen Gerät verfügbaren Spannungsschiene die individuell vor Ort benötigte Spannung erzeugen – zum Beispiel 3,3 V aus einer 24-V-Schiene.

PTI, Proof Tracking Index

Die Kriechstromfestigkeit kennzeichnet die Isolationsfestigkeit der Oberfläche von Isolierstoffen bei hohen anliegender Spannungen, insbesondere unter Einwirkung von Feuchtigkeit und Verunreinigungen und definiert den maximalen Kriechstrom, der sich unter genormten Prüfbedingungen (vorgegebene Spannung in Volt, Leitschichtmaterial) in einer definierten Prüfanordnung (Elektrodenabstand, Elektrodenform) einstellen darf. Die Normen EN 60112 und VDE 0303 Teil 1 machen dazu Vorgaben. Für Prüfspannungen bis 600 Volt ist der PTI (Proof Tracking Index) ist eine spezifizierte Prüfspannung, der ein Werkstoff unter spezifizierten Bedingungen ohne Kriechwegbildung widersteht, der CTI (Comparative Tracking Index) ist die ermittelte höchste Prüfspannung. Für höhere Spannungen liefert eine Zusatzprüfung zur Hochspannungskriechstromfestigkeit den IPT-Wert (Inclined Plane Tracking).

Qi, Standard für induktive Energieübertragung

Zur kabellosen Energieübertragung bei Laden batteriebetriebener Kleingeräte setzt der Qi-Standard des Wireless Power Consortiums (WPC) auf magnetisch resonate Induktion, welche im Kilohertzbereich bei geringem Abstand mit etwa 60 % Wirkungsgrad überträgt. Zum Vergleich: Die magnetische Resonanz MRT oder HR-WPT arbeitet im Megahertzbereich und toleriert eine Fehlplatzierung besser. Qi verwendet eine resonante induktive Kopplung zwischen Sender und Empfänger, welche per Modulation (RFID-ähnliche Technik mit 2 kBit/s) parallel Daten zur Gewährleistung einer optimalen Energieübertragung austauschen. Die typischerweise hohe magnetische Kopplung der Spulen kann eine größere Leistung übertragen ohne EMV-Grenzwerte zu überschreiten. Bei einer Übertragungsfrequenz von 87 bis 205 kHz (Langwelle) sind bis zu 5 Watt (Baseline Power Profile) oder bis zu 15 Watt (Extended Power Profile) möglich. Erfahren Sie mehr zum Thema kabellosen Energieübertragung im Beitrag Neue Energie für drahtloses Aufladen.

RCBO, Residual Current Operated Circuit Breaker with Overcurrent Protection

Diese Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) ist ein Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) mit integriertem Leitungsschutzschalter (Sicherungsautomat).

RCCB, Residual Current Operated Circuit Breaker

Im Bereich der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) ist dieser Begriff allseits bekannt als Fehlerstrom-Schutzschalter (FI, FI-Schalter).

RCD, Residiual Current protective Device

RCD versteht sich als Überbegriff für sämtliche Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen beispielsweise in der Gebäudeelektrik (Stromnetz), bei Elektrofahrzeugen oder in der Photovoltaik, also bei Systemen mit Betriebsspannungen oberhalb der Schutzkleinspannung (120 V bei Gleichspannung, 50 V bei Wechselspannung). Das Messprinzip beruht in der Regel auf Differenzstrom oder Summenstrom (zum Beispiel im 3-phasigen Stromnetz) und soll gegen Erdpotenzial fehlerhaft abfließende Ströme etwa über den Menschen erkennen und diesen durch Abschaltung schützen. Ähnliche Begriffe in diesem Zusammenhang sind RCCB, RCBO, PRCD, SRCD, RCM und RCU.

RCM, Residual Current Monitoring

Im Bereich der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen detektieren Differenzstrom-Messgeräte (auch 'Differenzstrom-Relais' oder 'FI-Relais') allgemein Fehlerströme gegen Erdpotenzial oder über andere unerlaubte Strompfade, melden die Überschreitung eines kritischen Wertes und unterbrechen über Schalteinrichtungen (Schütze, Relais) die Spannungsversorgung. Differenzfehlerstrom-Module detektieren speziell bei Laden von Elektrofahrzeugen AC- und DC-Fehlerströme entsprechend der Anforderung nach IEC 62752 (siehe in diesem Zusammenhang auch Isolationswächter). RCM und IMD kommen auch bei ungeerdeten IT-Stromnetzten zum Einsatz, wie dieser Beitrag erklärt.

RCU, Residual Current Unit

Im Bereich der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen können Fehlerstrom-Schutzblöcke (FI-Blöcke) nachträglich an Leitungsschutzschalter angebaut werden und bilden damit einen RCBO.

SMPS, Switching mode Power Supply

In der Leistungselektronik bezeichnet der Begriff SMPS allgemein Schaltwandler (beziehungsweise Schaltnetzteile) – im Gegensatz zu linear- beziehungsweise analoggeregelten Stromversorgungen. Insbesondere im Bereich Elektrofahrzeuge (EV, HEV, PEV) gehören dazu gleichrichtende AC/DC-Ladegeräte (Rectifier), DC/DC-Spannungswandler (Converter) und DC/AC-Wechselrichter (Inverter) zur Motoransteuerung. Diese Application-Note beleuchtet das Thema genauer.

SRCD, Socket Outlet Residual Current Protective Device

Im Bereich der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen ist das SRCD ein ortsfest im Steckdosengehäuse untergebrachter FI-Schalter (auch bekannt als RCD-Steckdose).

UPF, Unified Power Format

Der IEEE 1801, Standard für Design und Verifikation von energiebewussten elektronischen Systemen mit geringem Stromverbrauch

UPS, Uninterruptible Power Supply

Siehe unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV).

USV, Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), englisch Uninterruptible Power Supply (UPS), wird eingesetzt, um bei Störungen im Stromnetz die Versorgung kritischer elektrischer Lasten sicherzustellen. USVs bis etwa 2 kW für Kleinverbraucher (PC, Haushalt) sind mit Batterie und Wechselrichter realisierbar, Gebäudeversorgungen (Krankenhäuser, Rundfunksender, Serverframen) benötigen größere Stromaggregate (Gas-/Dieselmotor mit Stromgenerator)

VIRC: Vibrating Intrinsic Reverberation Chamber