Was ist die EMV Prüfung und wie bereiten Sie sich darauf vor?

EMV/EMI-Prüfungen sind ein entscheidender Schritt im Design- und Herstellungsprozess elektronischer Geräte. Verschiedene Aufsichtsbehörden, darunter FDA, FCC und ISO, haben spezifische Grenzwerte für die Emissionen festgelegt, die von einem elektronischen Gerät freigesetzt werden können. Diese EMV-Vorschriften (elektromagnetische Verträglichkeit) bieten eine verbesserte Zuverlässigkeit und Sicherheit für jeden, der elektrische und elektronische Geräte verwendet, da sie sicherstellen, dass das Gerät den Betrieb anderer Geräte nicht stört oder aufgrund von Störungen durch andere Emissionen nicht wie vorgesehen funktioniert. Das Nichtbestehen von EMV-Konformitätstest kann zu Geldstrafen und Produktrückrufen führen.

Obwohl EMI und EMV sehr ähnlich sind, gibt es einige Unterschiede zwischen den beiden.

Was ist EMI?

Elektromagnetische Interferenz (EMI) wird manchmal auch als Hochfrequenzstörung (RFI) bezeichnet und tritt auf, wenn elektromagnetische Energie den Betrieb eines elektronischen Geräts stört. Die EMI-Quelle kann vom Menschen verursacht sein, etwa durch elektrische Geräte wie Schaltnetzteile oder Computer. Sie kann aber auch auf natürliche Weise entstehen, z.B. durch Gewitter, Sonneneinstrahlung oder sogar durch kosmisches Rauschen.

Was ist EMV?

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit eines Geräts, in einer Umgebung mit anderen elektrischen Geräten oder EMI-Quellen wie vorgesehen zu funktionieren, ohne diese anderen Geräte zu beeinträchtigen. Ein Gerät gilt als EMV-konform, wenn es die elektromagnetische Umgebung nicht so weit beeinflusst, dass andere Geräte und Systeme negativ beeinflusst werden.

Was sind EMI- und EMV-Prüfungen?

Um die Einhaltung nationaler und internationaler EMI- und EMV-Vorschriften sicherzustellen, nehmen viele Unternehmen die Dienste einer spezialisierten Prüfstelle in Anspruch. Da diese Tests teuer sind – selbst wenn das Produkt durchfällt – führen einige Unternehmen EMV-Vorprüfungen intern durch. Wenn sie über ein ausreichend leistungsfähiges Labor verfügen, können Unternehmen die EMV- Konformitätsprüfungen auch intern durchführen.

EMV/EMI-Prüfungen werden in der Regel in zwei Kategorien unterteilt: Störfestigkeitsprüfungen und Emissionsprüfungen.

Arten von EMV-Prüfungen

Wenn Elektronik in EMV-Prüflaboren eingereicht wird, gibt es viele Arten von EMV-Prüfungen, die diese Labore durchführen. Im Allgemeinen wird die EMV-Prüfung in zwei Kategorien unterteilt: Störfestigkeitsprüfung und Emissionsprüfung.

Störfestigkeitsprüfung

Unter Störfestigkeitsprüfung versteht man den Prozess der Übertragung von HF-Energie auf ein zu prüfendes Gerät (DUT) (auch als "Equipment under test" oder EUT bezeichnet), um festzustellen, ob das DUT/EUT in einer solchen Umgebung ordnungsgemäß funktioniert.

Emissionsprüfung

Bei der Emissionsprüfung werden die HF-Emissionen – sowohl abgestrahlte als auch leitungsgebundene – eines DUT/EUT gemessen, um festzustellen, ob seine Emissionswerte die in der entsprechenden Norm festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten. Die Emissionsprüfung umfasst sowohl Prüfungen der abgestrahlten als auch der leitungsgebundenen Emissionen.

Abgestrahlte Emissionen

Abgestrahlte Emissionen sind die beabsichtigte und unbeabsichtigte Freisetzung elektromagnetischer Energie von einem elektronischen Gerät. Ein Bestrahlungstest wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass die vom DUT oder EUT ausgehenden Emissionen die geltenden Grenzwerte einhalten.

Leitungsgebundene Emissionen

Leitungsgebundene Emissionen sind die Kopplung elektromagnetischer Energie von einem Gerät zu seinem Netzkabel . Wie die Strahlungsemissionen werden auch die zulässigen leitungsgebundenen Emissionen elektronischer Geräte von verschiedenen Aufsichtsbehörden kontrolliert, und es werden Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Emissionswerte unter den geltenden Grenzwerten liegen.

EMI/EMC-Prüfanwendungen und Normen

EMI/EMV-Prüfungen sind Teil des Produktentwicklungsprozesses und Prüfungen sind in den meisten Märkten vorgeschrieben. Obwohl alle elektronischen Geräte einer EMV-Prüfung unterzogen werden, sind im Folgenden einige der häufigsten Anwendungen für EMV-Prüfungen und Normen aufgeführt, die Geräte und Anlagen erfüllen müssen.

EMV-Prüflabore

EMV-Konformitätsprüfungen werden in der Regel vor der Produktion eines Geräts außerhalb des Unternehmens durchgeführt. Freiluft-Testgelände oder OATS sind die Referenzgelände, die für die meisten Standards verwendet werden. Sie sind besonders nützlich für die Emissionsprüfung von großen Anlagensystemen. Die HF-Prüfung eines physischen Prototyps wird jedoch häufiger in einem speziellen schalltoten Raum durchgeführt. Zu den Arten von Kammern gehören schalltote Räume, Hallräume und die transversale elektromagnetische Gigahertz-Zelle (GTEM Zelle).

EMV-Prüfverfahren und durchschnittliche Erfolgsquote

Ungefähr 50 Prozent der Produkte bestehen ihren ersten EMV-Konformitätstest, wenn die Vorabkonformität nicht berücksichtigt wird. Daher ist es wichtig, den Prozess und die Standards zu verstehen, nach denen ein Gerät getestet wird, um Ihre Erfolgschancen zu erhöhen.

1. Kennen Sie Ihre Standards

   Es gibt eine Vielzahl von EMV-Normen, die Testverfahren und Grenzwerte für abgestrahlte und leitungsgebundene Emissionen festlegen. Diese variieren je nach Land und Art des zu testenden Geräts. Der erste Schritt beim Testen besteht darin, festzustellen, welche Normen für Ihr Produkt gelten, und die zur Einhaltung erforderlichen Testverfahren und Grenzwerte zu recherchieren.

2. Durchführung von EMV-Vorprüfungen

   Die Prüfung der EMV-Konformität kann bis zu zwei Wochen dauern – ohne die Zeit, die es braucht, um Ihr Produkt in die Warteschlange für die Prüfung zu bekommen – und kann bis zu 20.000 US-Dollar pro Einreichung kosten. Die Nichteinhaltung der EMV-Vorschriften kann zu teuren Neukonstruktionen und Verzögerungen bei der Produkteinführung führen. Da fast 50 Prozent der Produkte bei der ersten EMV- Prüfung durchfallen, wenn die Vorkonformität nicht berücksichtigt wird, ist es wahrscheinlich, dass Sie Ihren Besuch bei der Prüfstelle wiederholen müssen, was die Kosten im Laufe der Zeit vervielfacht.

3. Finden Sie ein EMV-Prüflabor

   Sobald ein Produkt die Vorkonformitätsprüfung durchlaufen und den Test mit ausreichender Spanne bestanden hat, muss es von einem EMV-Prüflabor formell zertifiziert werden. Akkreditierte Labore sind der Goldstandard für EMV-Prüfungen und die Wahl eines akkreditierten Labors wird immer empfohlen – wenn auch nicht notwendig – um sicherzustellen, dass Ihr Gerät marktreif ist. Es gibt jedoch einige Fälle, in denen eine Zertifizierung von einem FCC-akkreditiertem Laborerforderlich ist, einschließlich Geräte, die unter das Genehmigungsverfahren der „Zertifizierung“ fallen.

So bestehen Sie die EMV-Kompatibilitätsprüfung

EMV-Vorprüfungen sind eine schnelle und kostengünstige Methode, um sicherzustellen, dass Produkte EMV-Prüfungen beim ersten Mal bestehen. In den frühen Entwicklungsphasen werden EMV-gerechte Designtechniken mit Diagnosemethoden kombiniert, um Produkte mit geringer Anfälligkeit für externe und interne Interferenzen zu herzustellen. Später im Entwicklungszyklus werden Pre-Compliance-Tests verwendet, um Konformitätsprobleme zu erkennen und die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen ersten Durchlaufs der vollständigen EMV-Konformitätstests zu erhöhen.

Zu den weiteren Vorteilen der EMV-Vorprüfung gehören:

1. Erkennt Fehler frühzeitig und behebt potenzielle Probleme
2. Senkt Test- und Designkosten
3. Projekte werden agiler
4. Senkt das Risiko von Fehlern und führt zu einer gesicherten Einhaltung der Vorschriften
5. Abhilfe bei Über- und Unterentwicklung bei Design und Technik

In diesem kurzen Video sehen Sie, wie ein Tektronix Pre-Compliance-Testaufbau mit einem EMV-Testlabor verglichen werden kann.