Durchblick im EMV-Normendschungel

CE-Zertifizierung: Durchblick im EMV-Normendschungel

Wer in der Europäischen Union ein Produkt auf den Markt bringen möchte, kommt in der Regel nicht umhin, es nach „CE“ (Communauté Européenne) zu zertifizieren. Dies gilt auch für elektrische und elektronische Geräte. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die elektromagnetische Verträglichkeit – ein Dauerthema in unserem Blog und im Support für unsere Kunden.
Die Europäische Union hat für einen freien Warenverkehr im EU-Gebiet einen Satz an Richtlinien erlassen, der Mindestanforderungen an ein Produkt stellt. Die Konformität wird durch die „CE“-Kennzeichnung bestätigt. Für die elektromagnetische Verträglichkeit gilt die „EMV-Richtlinie für Geräte ohne Funkeigenschaften“ 2014/30/EU. In einzelnen EU-Staaten können davon individuelle Regelungen auf nationaler Ebene abgeleitet sein. So hat Deutschland beispielsweise diese Norm 2016 mit dem „Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln“ (EMVG) in nationales Recht umgesetzt.
Der EMV-Experte Dr. Heinz Zenkner von Würth Elektronik hat dazu ein Papier in zwei Teilen verfasst. Es beleuchtet umfassend die „EMV-Konformität für CE von Elektro- und Elektronikprodukten“ (www.we-online.de/EMV-CE). Der Umfang würde den Rahmen dieses Blog-Beitrags sprengen, dennoch sollen einige Aspekte hier angesprochen werden.
Das EMV-Gesetz (EMVG) regelt sowohl die Bereitstellung als auch die Inbetriebnahme von Geräten („Betriebsmitteln“) auf dem Markt und betrachtet dabei im Wesentlichen zwei Aspekte: 

1. Geräte, die elektromagnetische Störungen verursachen können und
2. Geräte, deren Betrieb von elektromagnetischen Störsignalen beeinträchtigt werden kann.

Funkschutz und Schutz gegen Störemission über Leitungen

Geräte die sich in einer bestimmten, in entsprechenden Normen definierten Distanz von dem relevanten Produkt befinden, oder die über das Stromversorgungsnetz (oder in den Normen anderen beschriebenen Leitungen) angeschlossen sind, dürfen durch das Produkt in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden. Das setzt voraus, dass das beeinflusste Gerät die nach dem EMVG geforderte Störfestigkeit gegen elektromagnetische Phänomene, das heißt Störungen aufweist. In den Anwendungsbereich des Gesetzes fallen sowohl Geräte als auch ortsfeste Anlagen.

Störfestigkeit des Produktes gegen elektromagnetische Störungen

Auch unter dem Einfluss elektromagnetischer Störgrößen müssen die Produkte bestimmungsgerecht funktionieren. Diese können durch natürliche Erscheinungen oder durch andere elektronische Geräte verursacht werden. Bei dieser Schutzanforderung wird in entsprechenden Normen zwischen folgenden Phänomenen unterschieden: Störfestigkeit gegen

• elektromagnetische Felder
• elektrostatische Entladungen
• leitungsgebundene transiente Energien
• hochfrequente leitungsgebundene Energie
• kurzzeitige Netzunterbrechungen und Netzspannungsschwankungen

Je nach Produkt kommen weitere, produktspezifische Emissions- und Störfestigkeitsanforderungen hinzu, die in entsprechenden Normen beschrieben sind. Alle Anforderungen haben das gemeinsame Ziel, eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Geräten zu vermeiden und Beeinträchtigungen in der Gerätefunktion abzuschätzen und zu begrenzen. Durch die grundlegenden Anforderungen an die Geräte lässt sich selbstverständlich kein absoluter Schutz erreichen. Stand der Technik, physikalische Gegebenheiten und Wirtschaftlichkeit müssen berücksichtigt werden. Um jedoch das prinzipielle Verfahren der CE-Konformitätsprüfung für die zukünftige technische Entwicklung offen zu halten, beschreibt das EMV-Gesetz die Anforderungen nur grundlegend.
Das EMV-Gesetz definiert eine Reihe von Ausnahmen, auf die es nicht anzuwenden ist, weil hier andere Bestimmungen greifen. Dazu zählen:

• Betriebsmittel, die von der Richtlinie 2014/53/EU über Funkanlagen erfasst werden
• luftfahrttechnische Erzeugnisse, Teile und Ausrüstungen
• Funkgeräte (genaue Definition im EMVG zu beachten)
• Kraftfahrzeuge
• Medizinprodukte
• Schiffsausrüstung

Außerdem ist das EMVG nicht auf „unkritische“ Betriebsmittel anzuwenden wie Kabel, Batterien/Akkus ohne aktive Bauelemente, Kopfhörer, Lautsprecher ohne Verstärker, Stecker und Steckdosen ohne zusätzliche Elektronik etc. Welche elektrischen Betriebsmittel in den Anwendungsbereich des EMV-Gesetzes fallen und welche nicht, schildert Zenkner detailliert im genannten Papier.

Welche EMV-Normen gelten?

Die Prüfung von elektromagnetischen Eigenschaften ist komplex, die Produktvielfalt groß und trotzdem muss eine Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Konformität gewährleistet sein. Somit ergibt sich ein Normenkonstrukt, das Mess- und Prüfverfahren, Grenzwerte, Prüfschärfegrade, Anwendungsbereiche und produktspezifische Anforderungen beschreibt. Dieses Normenkonstrukt umfasst Basisnormen (basic standards), Fachgrundnormen (generic standards) sowie Produktnormen (product standards). In Fachgrundnormen und in Produktnormen wird bezüglich der Prüfungen auf die entsprechenden Basisnormen verwiesen, damit nicht die umfangreichen Beschreibungen zum Aufbau und der Durchführung der Prüfungen wiedergegeben werden müssen. Nur die entsprechend notwendigen produktspezifischen Abweichungen werden in den Produktnormen erläutert.
EN 55035 - Störfestigkeit von Multimediageräten
Die Norm EN 55035, die die Anforderungen an die Störfestigkeit von Multimediageräten beschreibt, betrachtet Produkte schnittstellenorientiert (Bild 1). Allen Schnittstellen (Ports), zu denen auch das Gehäuse gehört, werden so Prüfverfahren zugeordnet.

Bild 1. Schnittstellenorientierte Betrachtung eines Produktes, wobei das Gehäuse als eine Schnittstelle im Sinne der EMV gilt.

EN 55032 – Störemission von Multimediageräten
Die Anforderungen an die Störaussendung im Rahmen der elektromagnetischen Verträglichkeit von Multimediageräten und -einrichtungen sind in der Norm EN 55032 geregelt.
Das Papier von Zenkner deckt darüber hinaus noch folgende wichtige Aspekte ab:

• Wie muss ein Gerät geprüft werden (Betriebszustände und Konfigurationen)?
• Wer ist für die CE-Kennzeichnung und Konformität verantwortlich?
• Was ist bei der Konformitätserklärung zu beachten?

Bild 2 zeigt abschließend den Ablauf zur Erlangung der CE-Konformität bezogen auf den Aspekt EMV.

Bild 2. Ablaufdiagram zur Durchführung der CE-Konformität in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit.

Gesammelte Informationen zur EMV-Konformität für CE von Elektronikprodukten unter www.we-online.de/EMV-CE