Obwohl Gemeinsamkeiten bei den EMV-Grenzwerten und Prüfverfahren bestehen, sollten die Ingenieure sich der Abweichungen bewusst sein, um die Konformität auf den nationalen Märkten zu erreichen. (Bild: Traco Power)
In einer 2007 durchgeführten Studie assoziierten Forscher der Universität Amsterdam die Emissionen von GPRS- und UMTS-Mobiltelefonen mit Zwischenfällen bei 43 Prozent der getesteten intensivmedizinischen Geräte. Davon wurden 33 Prozent als gefährlich eingestuft.
Es mag ungewöhnlich erscheinen, dass in jüngster Zeit eine solche Gefahr in Bezug auf die EMV möglich war. Schließlich geht der Kampf der Elektronikindustrie mit der EMV bis auf die Einführung des Telegrafen und des Radios zurück. Wer legt also die EMV-Regeln fest und wie lauten sie?
Entwicklung der EMV-Normen
Obwohl Probleme mit der EMV schon länger bekannt sind, wurde das Komitee für internationale Normen CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques), das zur IEC (International Electrotechnical Commission) gehört, erst 1933 gegründet, um sich mit den Problemen zu befassen. In den USA war es sogar noch später: Die IEEE EMC Society wurde 1957 gegründet, obwohl die Normen für Hochfrequenzstörungen (RFI), wie z. B. die IEEE-Norm 140, die sich auf die Minimierung der Emissionen von HF-Heizgeräten konzentriert, bereits 1950 veröffentlicht wurde.
Aktuell entwickelt die IEC Normen auf internationaler Ebene im Rahmen des technischen Komitees TC 77 und der CISPR, mit Unterstützung von CENELEC, ISO und anderen. Diese werden dann von lokalen Organisationen (SEV, DIN, BSI, FCC, ANSI und anderen) auf die nationale Ebene übertragen und harmonisiert.
EMV-Normen für Netzteile
Als Zulieferer werden die Produkte von Traco Power in der Regel als Komponente einer größeren Anlage angesehen, die in den Spezifikationen als Einrichtung bezeichnet wird. Das liegt daran, dass sie nicht als eigenständiges Gerät verwendet werden, sondern in andere Produkte eingebaut werden. Daher erfüllen die Hersteller von Stromversorgungen üblicherweise die Fachgrundnormen, es sei denn, das Produkt zielt auf bestimmte Industriezweige mit anspruchsvolleren Anforderungen ab.
EMV-Grundnormen, -Fachgrundnormen und -Normen für Produkte oder Kategorien
Die EMV-Normen werden in drei große Gruppen eingeteilt: Grundnormen, Fachgrundnormen und Normen für Produkte oder Kategorien.
Die Grundnormen decken allgemeine Regeln ab, einschließlich grundlegende Gegebenheiten, Terminologie, Mess- und Prüfeinrichtungen und Kompatibilitätsstufen. Eine Serie solcher Normen ist IEC 61000-4-x. Zum Beispiel regelt die IEC 61000-4-5 die Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen.
Fachgrundnormen konzentrieren sich auf spezifische Umfelder wie z. B. EMI in Anwendungsfällen von Industrie- und Wohngebieten. Die IEC 61000-6-1 deckt die Störfestigkeit für Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereiche ab, während die IEC 61000-6-3 die Referenz für Emissionen ist. Die IEC 61000-6-2 und 61000-6-4 bezieht sich auf die Störfestigkeit und Emissionen für industrielle Umfelder.
Die industriellen Störfestigkeitsgrenzwerte sind höher als die für Wohngebiete, während es bei den Emissionsgrenzwerten umgekehrt ist. Da Netzteile häufig eine Komponente sind, führt die Einhaltung der strikteren Norm zu einem robusteren Produkt. Bei einem anwenderspezifischen Design kann es jedoch erforderlich sein, Kosten und Größe gegen die EMV-Leistung abzuwägen, was zur Anwendung der weniger strikten Norm führt.
Produktspezifische Normen gehen auf die Anforderungen von Anwendungen in bestimmten Branchen ein, z. B. Eisenbahn und Medizin. Diese decken Teststufen und Leistungskompatibilität in Abstimmung mit Fachgrundnormen ab. Ein relevantes Beispiel ist die Norm EN 50121-3-2, die die elektromagnetische Verträglichkeit von Einrichtungen in Schienenfahrzeugen regelt, oder EN 60601-1-2 für medizinische Geräte.
EMV-Normen in Europe und weltweit
Während internationale Normen erklären, was, wie und mit welchen Grenzwerten geprüft werden muss, gibt es auch lokale Vorschriften. Vor dem Verkauf müssen Hersteller außerdem nachweisen, dass ein Produkt gemäß den entsprechenden EMV-Anforderungen geprüft wurde.
In Europa müssen Produkte, die elektromagnetische Energie ausstrahlen können oder dafür anfällig sind, die EMV-Richtlinie erfüllen. Auch wenn dies sehr allgemein gehalten ist, kann man von einer Konformität ausgehen, wenn die Einhaltung der bestehenden harmonisierten EMV-Normen erreicht wurde. Sobald ein Hersteller die erforderlichen Prüfungen abgeschlossen hat, kann die Konformität durch eine Eigenerklärung mitgeteilt werden. Allerdings werden Geräte, die für die Übertragung von Funksignalen konzipiert sind, wie z. B. Funktelefone, anders behandelt. Diese fallen unter die RED (Richtlinie über Funkanlagen) und nicht unter die EMV-Richtlinie. Für solche Produkte ist die obligatorische Beteiligung einer benannten Stelle erforderlich, um die Konformität zu erzielen.
Die Vereinigten Staaten verfolgen mit ihrer Konformitätserklärung für Lieferanten oder SDOC einen ähnlichen Ansatz. Dies ist Teil des Genehmigungsprogramms für Ausrüstungen. Die Kategorien der Emissionsgrenzwerte sind in FCC, Abschnitt 15, der gewerbliche Produkte abdeckt, oder im Abschnitt 18 für industrielle Ausrüstungen definiert. Geräte, die in den Geltungsbereich dieser Normen fallen, müssen entsprechend gekennzeichnet sein. Die Änderungen ermöglichen die Prüfung nach denselben Methoden wie die des CISPR. Die Grenzwerte ähneln den europäischen Normen, allerdings müssen die Geräte bei der Prüfung mit US-spezifischen Versorgungsspannungen getestet werden.
Im Rest der Welt gibt es Variationen. In China existiert die CCC, in Eurasien die EAC und in Australien die RCM, um nur einige zu nennen. Es sei darauf hingewiesen, dass die meisten Abweichungen auf nationaler Ebene fertige Geräte und Ausrüstungen und nicht die Netzteile als Komponenten betreffen.
Spezifische EMV-Anforderungen für Komponenten
Da die meisten Netzteile im Portfolio von Traco Power für den Einbau in ein Produkt oder zum Auflöten auf einer Platine konzipiert sind, werden sie in Bezug auf die EMV-Normen als Komponenten eingestuft. Unser Ziel ist es, die relevantesten Normen zu erfüllen, damit unsere Netzteile in den meisten Produkten, Umfeldern und Märkten eingesetzt werden können.
Natürlich gibt es Ausnahmen. Zum Beispiel deckt die Norm EN 12895 die EMV von Flurförderzeugen ab, eine grundlegende Norm für Gabelstapler. Wir verfügen zwar nicht über Netzteile, die nach dieser Norm zertifiziert sind, aber eine Zertifizierung ist möglich und wird höchstwahrscheinlich durch die bereits erreichte EMV-Konformität abgedeckt.
Die Verwendung von EMV-konformen Komponenten bedeutet nicht, dass die Systeme, in die sie integriert sind, die EMV-Tests mit Bravour bestehen. Sie erhöhen nur die Wahrscheinlichkeit der Einhaltung. EMV ist ein komplexes Thema, bei dem sich die Verkabelung und Lasten auf das EMV-Verhalten auswirken. Daher muss EMV von Beginn eines Projekts an auf Systemebene berücksichtigt werden. (bs)
