EMV-Compliance

• EMV-Grundlagen – Definiert die zentralen EMV-Konzepte, einschließlich Störaussendung (EMI) und Störfestigkeit (EMS), die die Basis für Emissions- und Immunitätsbetrachtungen bilden.

• EMV-Störaussendung – Erläutert leitungsgeführte Störungen (150 kHz–30 MHz) und gestrahlte Störaussendungen (30 MHz–6 GHz) sowie die zugehörigen Normen.

• EMV-Störfestigkeit – Beschreibt Immunitätstests wie ESD, Surge, Burst und HF-Immunität mit den entsprechenden Leistungskriterien (A–D) und typischen Prüfpegeln.

• EMV-Prüfverfahren – Überblick über Prüfmittel (LISN, Absorberkammern), den Ablauf von der Vorbereitung bis zum Prüfbericht sowie Anforderungen gemäß ISO/IEC 17025.

• EMV-Compliance für globale Märkte – Gegenüberstellung der Anforderungen in der EU (RED/EMCD), den USA (FCC Part 15), Kanada (ISED) und wichtigen asiatisch-pazifischen Märkten mit unterschiedlichen Prüf- und Dokumentationsanforderungen.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beschreibt die Fähigkeit elektrischer und elektronischer Geräte, in ihrer elektromagnetischen Umgebung ordnungsgemäß zu funktionieren. Ein Gerät muss zuverlässig arbeiten, ohne andere Systeme durch unerwünschte Störaussendungen zu beeinträchtigen und ohne selbst durch externe elektromagnetische Einflüsse gestört zu werden.

Die EMV basiert auf zwei grundlegenden Konzepten:

• Elektromagnetische Störaussendung (EMI): unbeabsichtigte elektromagnetische Emissionen, die ein Gerät erzeugt

• Elektromagnetische Störfestigkeit (EMS): das Maß dafür, wie stark ein Gerät durch externe Störgrößen beeinflusst wird

Im Zusammenspiel charakterisieren EMI und EMS das EMV-Verhalten eines Geräts unter realen Einsatzbedingungen.

EMV-Störaussendungen sind unbeabsichtigte elektromagnetische Störungen, die elektronische Geräte während des normalen Betriebs erzeugen. Diese Störungen – zusammenfassend als EMI (Electromagnetic Interference) bezeichnet – können sich leitungsgebunden über Versorgungs- oder Signalleitungen ausbreiten oder als gestrahlte Störaussendungen in den freien Raum abgegeben werden. Beide Kategorien unterliegen regulatorischen Grenzwerten, um sicherzustellen, dass Geräte andere Systeme nicht beeinträchtigen.

Hauptarten der Störaussendung

• Leitungsgebundene Störaussendungen: Störgrößen, die sich über Versorgungs- oder Signalleitungen ausbreiten.
  Typischer Prüfbereich: 150 kHz bis 30 MHz

• Gestrahlte Störaussendungen: Elektromagnetische Felder, die vom Gehäuse, von Leitungen oder von internen Schaltungen abgestrahlt werden.
  Typischer Prüfbereich: 30 MHz bis 6 GHz (geräteabhängig)

Eine frühzeitige Bewertung der Emissionscharakteristik unterstützt fundierte Designentscheidungen und reduziert das Risiko von Nichtkonformitäten im späteren EMV-Prüfprozess.

Elektromagnetische Störungen können sowohl aus natürlichen als auch aus technischen Quellen stammen. Das Verständnis dieser Einflussfaktoren ist entscheidend, um mögliche Schwachstellen im Design zu erkennen und wirksame Pre-Compliance-Maßnahmen zu planen.

Typische EMI-Quellen sind:

• Schaltnetzteile – erzeugen durch hochfrequentes Schalten Oberwellen und breitbandige Störungen.

• Digitale Schaltungen – Taktfrequenzen und steile Signalflanken von Prozessoren, Speicherinterfaces und Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen führen zu harmonischen und breitbandigen Emissionen.

• Kabel und Leitungsbündel – können als unbeabsichtigte Antennen fungieren, die Störungen abstrahlen oder einkoppeln, insbesondere bei unzureichender Abschirmung oder ungünstiger Leitungsführung.

• Motoren, Relais und induktive Lasten – Schaltvorgänge, Kontaktprellen und magnetische Felder verursachen breitbandige transiente Störungen.

• Industrielle Anlagen – Schweißgeräte, Umrichter und schwere Maschinen erzeugen starke breitbandige Emissionen.

• Beleuchtungssysteme – elektronische Vorschaltgeräte, LED-Treiber und Leuchtstofflampen erzeugen leitungsgebundene und gestrahlte Störungen.

• HF-Sender – intentional erzeugte Funkfelder von Mobiltelefonen, Wi-Fi-, Bluetooth- oder UWB-Geräten in unmittelbarer Nähe.

• Natürliche Phänomene – Blitzschlag, elektrostatische Entladungen und geomagnetische Störungen.

Das frühzeitige Erkennen dieser EMI-Quellen ermöglicht gezielte Gegenmaßnahmen und reduziert das Risiko von Nichtkonformitäten im späteren EMV-Prüfprozess.

Die EMV-Störfestigkeit beschreibt die Fähigkeit elektrischer und elektronischer Geräte, externen elektromagnetischen Störeinflüssen standzuhalten. Sie steht in engem Zusammenhang mit der elektromagnetischen Störanfälligkeit (EMS), die angibt, wie empfindlich ein Gerät auf solche Einflüsse reagiert.
Eine hohe Störfestigkeit bedeutet geringe Störanfälligkeit und gewährleistet ein zuverlässiges Betriebsverhalten unter realen Einsatzbedingungen.

Wichtige EMV-Störfestigkeitsprüfungen

• Elektrostatische Entladung (ESD) – plötzliche Ladungstransfers zwischen zwei Objekten; geprüft nach EN 61000-4-2.

• Schnelle transiente Störgrößen (Burst) – schnelle Spannungsspitzen auf Versorgungs- oder Signalleitungen; geprüft nach EN 61000-4-4.

• Überspannungen (Surge) – durch Schalthandlungen oder Blitzimpulse hervorgerufene Überspannungen; geprüft nach EN 61000-4-5.

• Gestrahlte HF-Störfestigkeit – elektromagnetische Felder typischerweise im Bereich 80 MHz bis 6 GHz; geprüft nach EN 61000-4-3.

• Leitungsgebundene HF-Störfestigkeit – eingekoppelte HF-Störungen im Bereich 150 kHz bis 80 MHz; geprüft nach EN 61000-4-6.

Einige Produkte, die auf dem europäischen Markt in Verkehr gebracht werden, müssen zusätzlich zu den klassischen EMV-Prüfungen auch Anforderungen an die Netzqualität erfüllen. Diese Prüfungen bewerten, wie stark ein Gerät die Stabilität des öffentlichen Niederspannungsnetzes beeinflusst.

• Oberschwingungsströme (EN 61000-3-2) – legt Grenzwerte für die von Geräten in das Versorgungsnetz eingespeisten Oberschwingungsströme fest, um Verzerrungen der Netzspannungsform zu vermeiden.

• Spannungsschwankungen und Flicker (EN 61000-3-3) – definiert Grenzwerte für schnelle Spannungsänderungen, die zu sichtbarem Flimmern oder zu Störungen anderer Geräte im selben Netz führen können.

Diese Prüfungen erfolgen in der Regel im Rahmen der CE-Bewertung für Geräte, die in Wohn- oder Gewerbeumgebungen eingesetzt werden.

Ein strukturiertes EMV-Prüfverfahren stellt sicher, dass die Konformität eines Geräts konsistent, reproduzierbar und gemäß internationalen Normen bewertet wird.

Prüfmittel und Prüfbedingungen

EMV-Bewertungen basieren auf spezialisierten Messgeräten und kontrollierten Prüfbedingungen, darunter:

• Spektrumanalysatoren und EMI-Empfänger – Erfassung unerwünschter Störaussendungen über definierte Frequenzbereiche.

• Signalgeneratoren – Erzeugung kontrollierter Störsignale für Störfestigkeitsprüfungen.

• Voll- und Halbfeld-Absorberkammern (anechoic / semi-anechoic chambers) – abgeschirmte Umgebungen für Messungen der gestrahlten Störaussendung und Störfestigkeit.

• Netznachbildungen (LISN) – definierte Impedanz und Messung leitungsgebundener Störaussendungen auf AC-/DC-Leitungen.

• Kopplungs-/Entkopplungsnetzwerke (CDN) – Einkopplung hochfrequenter Störgrößen für leitungsgebundene Störfestigkeitsprüfungen.

Alle Prüfaufbauten entsprechen den Anforderungen der CISPR 16-1/16-2, um reproduzierbare und zwischen verschiedenen Laboren vergleichbare Messergebnisse sicherzustellen.

Pre-Compliance-Bewertungen ergänzen die Entwicklungsphase, indem sie potenzielle EMV-Probleme identifizieren, noch bevor formale Laborprüfungen stattfinden. Frühe Prüfungen verkürzen Redesign-Zyklen, senken Entwicklungskosten und verbessern die Time-to-Market.

Weitere Informationen zu unseren EMV-Pre-Compliance-Prüfungen finden Sie in den entsprechenden Dienstleistungen. Sie unterstützen die frühe Entwicklungsphase und reduzieren das Risiko von Prüfversagen während der formalen Konformitätsbewertung.

Die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit unterscheiden sich weltweit je nach Produkttyp und Zielmarkt zum Teil erheblich.

In der Europäischen Union richtet sich die anzuwendende Richtlinie danach, ob ein Gerät Funkfunktionen integriert:

• Geräte mit Funkfunktion → RED (2014/53/EU)

• Geräte ohne Funkfunktion → EMCD (2014/30/EU)

Beide Richtlinien verlangen EMV-Prüfungen, jedoch unterscheiden sich die jeweils anzuwendenden Normen und Konformitätsbewertungsverfahren.

Außerhalb der EU setzen Regulierungsbehörden unterschiedliche Schwerpunkte hinsichtlich Störaussendung, Störfestigkeit und Dokumentation. Die USA und Kanada regulieren ausschließlich Emissionen, während Märkte im asiatisch-pazifischen Raum (z. B. Südkorea, China) in der Regel sowohl Emissions- als auch Immunitätsprüfungen verlangen.

In den folgenden Tabellen finden Sie einen strukturierten Überblick nach Regionen.