Kompetent in EMV

Störfestigkeit allgemein

Zur Ermittlung der Störfestigkeit eines Prüflings können wir folgende Prüfungen durchführen:

Je nach Schärfegrad der Prüfung, sollte der Prüfling und seine Funktionen durch die Prüfung nicht beeinflusst worden sein.

Basis für die Auswahl der Messverfahren, für die benötigten Tests und für die entsprechenden Grenzwerte, die vom Prüfling nicht überschritten werden dürfen, sind die Produktnormen. Die Produktnormen werden in der Richtlinie 2014/30/EU aufgeführt. Die Gültigkeit der Produktnormen muss entsprechend dieser Richtlinie ständig überprüft werden.
Existieren für das Gerät keine Produktnormen sind die Fachgrundnormen Störfestigkeit für Industriebereiche EN 61000-6-2 oder Störfestigkeit für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe EN 61000-6-1 gültig.

EN 61000-4-2, Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität

ESD Prüfung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling durch den Einfluss von elektrostatischen Entladungen keine Schäden sowie keine dauerhaften Funktionsstörungen auftreten. Das betrifft Geräte, die auf Grund der Umgebungs- und Installationsbedingungen Entladungen statischer Elektrizität ausgesetzt sein können, z.B. die Entladung des menschlichen Körpers beim Berühren einer Baugruppe.

Angaben zum Prüfablauf

  • Die Prüfung wird nach der Norm EN 61000-4-2 durchgeführt.
  • Die Entladung mittels eines ESD Impulsgebers wird an allen Punkten und Oberflächen des Prüflings durchgeführt.
  • Dabei wird unterschieden in Kontaktentladung auf leitfähige Oberflächen und Luftentladung auf isolierende Oberflächen.
  • Festlegen der Prüfspannung und des Prüfschärfegrades durch eine Produktnorm oder die Fachgrundnorm.

Erfahrungen

Wichtig ist, dass sämtliche nach außen führende Leitungen gut gegen ESD Impulse geschützt werden. Sobald ein ESD Impuls den Weg auf die Leiterplatte findet, hat man Schwierigkeiten ihn kontrolliert abzuleiten. Das betrifft vor allem Schnittstellen wie USB, Ethernet, HDMI und andere metallischen Steckverbinder über die schnelle Datenübertragung stattfindet. Einen großen Einfluss auf die ESD Festigkeit hat auch das Erdungskonzept.

EN 61000-4-3, Störfestigkeit gegen gestrahlte Felder

Prüfung HF Bestrahlung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling, durch den Einfluss eines Störfeldes keine Schäden sowie keine dauernden oder vorübergehenden Funktionsstörungen entstehen.

Angaben zum Prüfablauf

  • der Ablauf der Prüfung erfolgt nach der Norm EN 61000-4-3
  • der Frequenzbereich der Störgröße beträgt 80MHz bis 1000MHz
  • das Störsignal wird zusätzlich mit einer Amplitudenmodulation von 80% beaufschlagt
  • je nach Baugruppe ist der erforderliche Prüfschärfegrad festzustellen (enthalten in den Produktnormen oder den Fachgrundnormen)
  • es kann eine Fläche von 1m² bis 20V/m bestrahlt werden
  • während der Prüfungen werden am Prüfling Funktionstests durchgeführt

Erfahrungen

Problematisch sind vor allem lange Kabel die das modulierte HF Feld wie eine Antenne empfangen und den im Leiter induzierten Störstrom in die Schaltung weiterreichen. Dort braucht man entsprechende Eingangsfilterbeschaltungen, um den Störstrom zu reduzieren.

EN 61000-4-4, Störfestigkeit gegen breitbandige Störgrößen

Burst Prüfung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling durch den Einfluss von Störungen auf Versorgungs- bzw. Signalleitungen, wie sie durch Lichtbögen an Schaltkontakten entstehen können, keine Schäden sowie keine dauernden oder vorübergehenden Funktionsstörungen entstehen.

Angaben zum Prüfablauf

  • Die Prüfung wird nach der Norm EN 61000-4-4 durchgeführt.
  • Auf den Versorgungsleitungen wird der Störimpuls galvanisch eingekoppelt.
  • Auf den Signalleitungen(mehr als 2m lang) erfolgt die Einkopplung kapazitiv durch eine Koppelzange.
  • Festlegen der Prüfspannung durch eine Produktnorm oder die Fachgrundnorm.
  • Wir können über unseren Prüfgenerator derzeit nur 1-phasig angeschlossene Prüflinge testen.

Erfahrungen

Die Burstimpulse sind energiearm und verursachen in den wenigsten Fällen die Zerstörung von Halbleitern. Es kommt häufiger zu Störungen in der Datenübertragung und im Analogbereich.

EN 61000-4-5, Störfestigkeit gegen energiereiche Stoßspannungen

Surge Prüfung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling durch den Einfluss von Störungen, keine Schäden sowie keine dauerhaften oder vorübergehenden Funktionsstörungen entstehen. Die Störgrößen entstehen durch Schaltüberspannungen aus der Stromversorgung (Schaltvorgänge, Laständerungen, Kurzschlüsse und Fehler) oder durch Überspannungen von Blitzen (direkter oder indirekter Blitzeinschlag oder dadurch induzierte Spannungen).

Angaben zum Prüfverlauf

  • Die Prüfung wird nach der Norm EN 61000-4-5 durchgeführt.
  • Festlegen der Prüfspannung durch eine Produktnorm oder die Fachgrundnorm.
  • Wir können über unseren Prüfgenerator derzeit nur 1-phasig angeschlossene Prüflinge testen.

Erfahrungen

Durch die energiereichen Störimpulse können sehr schnell Bauteile zerstört werden. Wichtig sind leistungsfähige Ableiter bzw. Begrenzer und ein gutes Erdungskonzept. Auf Grund seiner möglichen zerstörenden Wirkung, wird dieser Test bei uns immer zuletzt durchgeführt.

EN 61000-4-6, Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen

BCI Prüfung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling, durch den Einkopplung von niederfrequenten Störfeldern auf die Leitungen keine Schäden sowie keine dauernden oder vorübergehenden Funktionsstörungen entstehen.

Angaben zum Prüfablauf

  • der Ablauf der Prüfung erfolgt nach der Norm EN 61000-4-6
  • der Frequenzbereich der Störgröße beträgt 150kHz bis 230MHz
  • das Störsignal wird zusätzlich mit einer Amplitudenmodulation von 80% beaufschlagt
  • je nach Baugruppe ist der erforderliche Prüflevel festzustellen (enthalten in den Produktnormen oder den Fachgrundnormen)
  • Stromversorgungen und CAN Leitungen werden direkt über CDN beaufschlagt
  • alle anderen Leitungen werden über eine induktive Koppelzange beaufschlagt
  • während der Prüfungen werden am Prüfling Funktionstests durchgeführt

EN 61000-4-11, Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche und Kurzzeitunterbrechungen

Power Fail Prüfung Power Fail Prüfung

Diese Prüfung dient dem Nachweis, dass am Prüfling bei Energieversorgungsschwankungen keine Schäden sowie keine dauerhaften oder vorübergehenden Funktionsstörungen auftreten. Hervorgerufen werden solche Störungen durch Lastwechsel im selben Stromkreis (Ein- Ausschalten von Verbrauchern), durch Anlauf- und Bremsverhalten von Antrieben sowie durch Kurzschlüsse und elektrisches Fehlverhalten.

Angaben zum Prüfablauf

  • Die Prüfung wird nach der Norm EN 61000-4-11 durchgeführt.
  • der Prüfling wird in seiner Funktion betrieben und ist an einen Multifunktionsgenerator angeschlossen
  • Wir können über unseren Prüfgenerator derzeit nur 1-phasig angeschlossene Prüflinge testen.

Erfahrungen

Durch die meist eingesetzten Weitbereichsnetzteile sind bei dieser Prüfung eigentlich keine Probleme zu erwarten