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EMV-Prüfplan bildet die Basis erfolgreicher Produkt-Qualifikationen

Ohne Struktur bleiben viele Fragen offen

Erfolgreiche Tests setzen eine bestmögliche Vorbereitung voraus. Die schnelle Taktung von Tätigkeiten in Entwicklungsprozessen kann nur durch einen zuverlässigen roten Faden beherrscht werden. Diese gute Ingenieurspraxis findet sich in den entsprechenden Normen wieder. Dadurch ist die Erstellung eines EMV-Prüfplans als Teil der Produkt-Qualifikation meist obligatorisch.

Ein anschauliches Beispiel bildet das Kapitel 5 in der Norm 61326-1:2013. Als Minimalanforderung werden hier die folgenden Inhaltspunkte für einen Prüfplan genannt:

Konfiguration und Aufbau des Prüflings (EUT) für die Prüfung

  • Betriebsbedingungen des Prüflings während der Prüfung
  • Festlegung des Funktionsverhaltens
  • Beschreibung der durchzuführenden Prüfungen

Unter Berücksichtigung der elektrischen Eigenschaften eines bestimmten Gerätes kann der Prüfplan festlegen, dass einige Prüfungen nicht anwendbar und deshalb unnötig sind. Dies gilt beispielsweise für die Prüfung zur Störfestigkeit EN 61000-4-8 gegen netzfrequente Magnetfelder. Sofern keine Sensoren im Gerät verbaut sind, die gegen Magnetfelder mit 50/60 Hz Netzfrequenz empfindlich sind, wäre ein entsprechender Test natürlich obsolet. Ähnlich sieht es aus bei Leitungen, die z.B. nur im Servicefall oder bei der Erst-Inbetriebnahme benötigt werden und entsprechend nicht gegen HF-induzierte, leitungsgeführte Störgrößen getestet werden müssen.

Konfiguration des Prüflings (EUT) für die Prüfung

Um realistische EMV-Bedingungen (in Bezug auf die Störaussendung und Störfestigkeit) zu simulieren, sollte die Zusammensetzung des Systems einen typischen Aufbau nach Angaben des Herstellers darstellen. In diesem Fall ist praktisch jedes angeschlossene Kabel eine Antenne und gehört somit zum Aufbau.

Alle für die EMV wesentlichen Vorrichtungen, Gestelle, Module, Baugruppen usw. müssen dokumentiert werden. Dazu zählt ebenfalls die Version der zur Simulation der verschiedenen Betriebsarten verwendeten Software. Sie muss die Betriebsart darstellen, die bei üblichem Gebrauch als die ungünstigste eingeschätzt wird.

Falls mehrere Eingangs-/Ausgangsanschlüsse desselben Typs vorhanden sind, kann es bei leitungsgeführten Prüfungen ausreichen, nur ein Kabel mit dem jeweiligen Anschluss zu verbinden. Voraussetzung ist, dass weitere Kabel das Prüfergebnis nicht nennenswert beeinflussen würden. Bei feldgeführten Prüfungen sollte aber eher eine Maximal-Konfiguration unter Worst-Case Aspekten zum Einsatz kommen.

In der Regel werden elektrostatische Entladungen nicht auf die inneren Kontakte von Steckanschlüssen und Kabelverbindungen angewendet (jedoch auf angeschlossene Steckverbindungen, sofern sie während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Prüflings zugänglich sind).

Ist eine Vielzahl von Geräten für den Gebrauch mit dem Prüfling vorgesehen, wird zur tatsächlichen Nachbildung der Betriebsbedingungen mindestens ein Gerät jedes Typs ausgewählt. Zusatzgeräte dürfen simuliert werden. Kabel und Erde (Masse) sind gemäß den Angaben des Herstellers ohne zusätzliche Erdverbindungen mit dem Prüfling zu verbinden.

Eine Skizze des Prüfaufbaus, die u.a. auch die räumliche Verteilung der Elemente berücksichtigt, ist für diesen Teil der Prüfung sehr hilfreich.

In diesem Zusammenhang ist auch auch wichtig, ob das Gerät als sog. Tisch- oder Standgerät geprüft werden soll. Dazu geben die Normen, insbesondere im Bereich der Störfestigkeitprüfung nach DIN EN 61000-4-3, verschiedene Prüfaufbauten vor. Wir beraten Sie gerne hinsichtlich dieser Entscheidung.

Betriebsbedingungen des Prüflings während der Prüfung

Bei der Auswahl repräsentativer Betriebsarten können naturgemäß nicht alle möglichen Funktionen eines elektrischen Gerätes geprüft werden. Die bei üblicher Nutzung der Geräte jeweils ungünstigsten (Worst Case) Konstellationen sind also bevorzugt zu berücksichtigen.

Die Verweilzeit ist hierbei ebenfalls ein entscheidender Parameter, denn die Normen sehen vor, dass bei der Störfestigkeitsprüfung auf den zu prüfenden Frequenzen verweilt wird, bis das Gerät „eine Möglichkeit hatte“, zu reagieren. Wenn das zu prüfende Gerät also Arbeitszyklen von mehreren Sekunden oder gar Minuten hat, so kann der Einsatz spezieller Test-Software, möglicherweise ergänzt durch Diagnosetools sinnvoll sein.

Festlegung des Funktionsverhaltens

Störfestigkeitsprüfungen sollten für jede Betriebsart und jede Prüfung das Funktionsverhalten möglichst über quantitative Werte abbilden, wobei die jeweiligen Anforderungen auf dem Qualitätsziel des Herstellers basieren. Dabei ist ebenso zu definieren, wie diese Parameter im Rahmen der Prüfung überwacht werden können: audio-visuell, per Datenschnittstelle (USB, Ethernet) etc.

Prüfbeschreibung

Prüfbeschreibungen, Prüfverfahren, Besonderheiten der Prüfungen sowie die Prüfaufbauten der einzelenen Teilverfahren sind zumeist in den relevanten EMV-Grundnormen aufgeführt. Deshalb müssen sie im Prüfplan nicht gesondert ausgewiesen werden. Es reicht ein Bezug auf die anzuwendende Norm in der jeweiligen Version (Jahresangabe).

Fragen Sie uns, wir helfen gerne!