EMV-Beratung von SAMD Solutions

Schnell. Effizient. Lösungsorientiert.

In der heutigen technologisch fortgeschrittenen Welt, in der elektronische Geräte allgegenwärtig sind, gewinnt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) immer mehr an Bedeutung. EMV stellt sicher, dass elektronische Systeme in ihrer Umgebung ordnungsgemäß funktionieren, ohne sich gegenseitig zu stören und sind Voraussetzung für die Zulassung von elektronischen Geräten. Die Herausforderung besteht darin, dass jedes Gerät elektromagnetische Felder erzeugt, die andere Geräte in ihrer Funktion beeinträchtigen können. Um eine störungsfreie Funktionalität sicherzustellen, müssen strenge EMV-Standards eingehalten werden, die über den kompletten Entwicklungszeitraum analysiert und umgesetzt werden müssen.

Probleme mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) können schwerwiegende Auswirkungen auf die Funktion und Sicherheit elektronischer Geräte haben. Zudem ist die Einhaltung von EMV-Normen entscheidend, um die Gerätezulassung für die entsprechenden Märkte zu erhalten und eine Verletzung dieser Vorschriften führt dazu, dass ein Produkt nicht auf den Markt zugelassen werden kann. In der Entwicklungsphase auftretende EMV-Probleme können zu einer Verzögerung bei der Markteinführung führen. Diese Verzögerungen verursachen zusätzliche Kosten und erhöhten Aufwand, da zusätzliche Maßnahmen zur Behebung der EMV-Probleme ergriffen werden müssen und ggf. das Produkt überarbeitet werden muss. In sicherheitskritischen Bereichen wie der Medizintechnik können solche Störungen lebensbedrohliche Situationen hervorrufen, wenn wichtige Geräte gestört werden. In industriellen Anwendungen kann eine mangelhafte EMV zu Produktionsausfällen führen, was nicht nur zu finanziellen Verlusten führt, sondern sich auch negativ auf Kunden auswirken kann. Unternehmen, die international tätig sind, stehen zudem vor dem Problem, dass Produkte, die nicht die EMV-Standards der Märkte entsprechen, in diesen Regionen nicht verkauft werden dürfen, oder es müssen Anstrengungen unternommen werden, um die Zulassung zu erhalten. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist eine sorgfältige Planung und Umsetzung von EMV-Maßnahmen unerlässlich. Hier unterstützt SAMD Solutions gerne mit einer umfassenden und kompetenten EMV-Beratung.

Unsere Angebote an EMV-Dienstleistungen und EMV-Beratung

SAMD Solutions bietet umfassende EMV-Dienstleistungen und EMV-Beratungen an, um diese Herausforderungen zu bewältigen:

EMV-Beratung und -Analyse

Beratung bei EMV-Problemen und Zertifizierungen: Wir unterstützen Sie bei der Lösung von EMV-Problemen und der Vorbereitung auf Zertifizierungen.
Störquellenidentifikation und Analyse: Unser Team identifiziert Störquellen, analysiert deren Auswirkungen auf Ihre Systeme und identifiziert mögliche Ursachen.
Erarbeitung von Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte: Wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen und Maßnahmen, um die EMV-Grenzwerte für Ihre Produkte einzuhalten.

Entwicklung und Optimierung

EMV-gerechtes Platinenlayout: Wir helfen bei der Gestaltung von Platinenlayouts zur Minimierung elektromagnetischer Störungen durch ggf. Filterung, Positionierung der Bauteile und Leiterführung.
Systemoptimierung: Optimierung bestehender Systeme zur Verbesserung der EMV-Performance durch Maßnahmen z.B. in der Mechanik, den Kabeln, der Schirmung, der Verdrillung, durch Ferrite oder durch das Massekonzept.
Software-Anpassung: Anpassung Ihrer Software zur Reduzierung elektromagnetischer Einflüsse.

Prüfung und Zertifizierung

Komplette EMV-Prüfungen: Wir begleiten komplette EMV-Abnahme-Tests, um die EMV-Konformität Ihrer Produkte sicherzustellen, erstellen die entsprechenden Testspezifikationen und bieten vorab eine umfassende EMV-Beratung, wie die Zulassung kostengünstig erreicht werden kann.
Analysemessungen im Prüflabor: Identifikation von Problemen mittels Analysemessungen im Prüflabor und Entwicklung und Testen von Lösungen und Maßnahmen direkt vor Ort.

Mit SAMD Solutions an Ihrer Seite investieren Sie in die Zuverlässigkeit und Sicherheit Ihrer Produkte. Vertrauen Sie unseren Experten, um kostspielige Verzögerungen zu vermeiden und einen reibungslosen Marktzugang sicherzustellen.

Sichern Sie sich mit SAMD Solutions und unserer umfassenden EMV-Beratung die Zukunft Ihres Unternehmens und Ihrer Produkte!

Kontakt aufnehmen

Referenzen

„Die Zusammenarbeit mit SAMD Solutions im Bereich EMV war für uns bei Schaeffler von unschätzbarem Wert. Ihr Team hat uns nicht nur in diesem Bereich hervorragend unterstützt, sondern auch weit darüber hinaus wertvolle technische Beratung geliefert, wie z.B. beim Massekonzept, bei Schirmungen und Filterungen, bei mechanischen Anpassungen sowie bei der Software. Besonders hervorzuheben ist, dass SAMD Solutions stets zur Stelle war, wenn bei uns Probleme auftraten und wir Hilfe benötigten. Ihre schnelle und präzise Arbeitsweise hat uns mehrfach aus komplexen Situationen geholfen.

Die Expertise von SAMD Solutions hat maßgeblich dazu beigetragen, dass wir unsere EMV-Herausforderungen erfolgreich meistern konnten. Ihre Bereitschaft, sich auch in angrenzende Bereiche einzuarbeiten und auch hier umfassend zu unterstützen, kenne ich sonst von keinem anderen Dienstleister. Ich schätze die Professionalität und das Engagement, das SAMD Solutions in die gesamte Zusammenarbeit einbringt, und freue mich auf die Fortsetzung unserer erfolgreichen Partnerschaft.“

— Jürgen Tipper, EMV-Experte Schaeffler AG

Auszug Projekte

EMV-Systemverantwortung elektrischer Antrieb (automotive)

EMV-Beratung hinsichtlich aller Komponenten und des Systems zur Erreichung der Einhaltung der EMV Grenzwerte für eine weltweite Zulassung
Durchführung und Begleitung von EMV-Messungen mit doppelter Belastungseinheit
Überarbeitung und Erstellung EMV Konzept, Massekonzept, Platinenlayout, Verkabelung
Beratung zu ASPICE und FuSi sowie Projektmanagement der Themen

EMV-Systemverantwortung Triebwagen

(railway)

EMV-Beratung hinsichtlich der Zulassung von unterschiedlichen Triebwagen in der EU
Gesamtsystemverantwortung für das Thema EMV bei der Entwicklung und Zulassung
Überprüfung und Analyse von EMV-Berichten verschiedener Lieferanten und Nachforderung von Prüfungen und Unterlagen

EMV-Beratung für verschiedene medizinische Geräte

(medical)

Planung, Durchführung und Dokumentation von Verifikationstests und EMV-Prüfungen
Zulassungskonforme Dokumentation und Sicherstellung der Einhaltung aller relevanter normativer und gesetzlicher Vorgaben
Betreuung von externen Entwicklungs- und Fertigungspartnern und Prüflaboren
Erstellen bzw. Ändern von Anforderungs- und Testspezifikationen für elektronische Baugruppen und Prüfaufbauten

FAQ zum Thema EMV

Was ist elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)?

Warum ist elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) wichtig?

Welche Arten von EMV-Dienstleistungen bieten wir an?

Welche EMV-Messverfahren gibt es?

Wie entstehen elektromagnetische Störungen?

Elektromagnetische Störungen entstehen durch eine Vielzahl von Quellen und Mechanismen, die sich in natürliche und künstliche Ursachen unterteilen lassen. Diese Störungen können durch verschiedene physikalische Phänomene erklärt werden:

Natürliche Quellen:

Atmosphärische Entladungen: Blitze erzeugen starke elektromagnetische Felder, die sich über große Entfernungen ausbreiten und elektronische Systeme beeinflussen können.
Kosmische Strahlung: Teilchen aus dem Weltraum, die auf die Erdatmosphäre treffen, erzeugen sekundäre Strahlung, die elektronische Systeme beeinflussen kann.
Geomagnetische Stürme: Durch solare Aktivitäten ausgelöste geomagnetische Stürme können Schwankungen im Erdmagnetfeld verursachen, die sich auf lange Übertragungsleitungen auswirken.

Künstliche Quellen:

Schaltvorgänge in elektrischen Geräten: Schaltvorgänge, insbesondere bei hohen Strömen oder Spannungen, erzeugen transiente elektromagnetische Felder. Diese Felder können sich als Überschwinger oder Einschwingvorgänge in benachbarte Schaltkreise einkoppeln.
Motoren und Generatoren: Die Funkenbildung an den Kommutatoren von Motoren und Generatoren führt zu elektromagnetischen Störungen. Diese Störungen entstehen durch die schnelle Änderung des Stromflusses beim Schaltvorgang.
Leistungselektronik: Wechselrichter, Schaltnetzteile und andere leistungselektronische Komponenten erzeugen hochfrequente Schaltspitzen, die elektromagnetische Felder abstrahlen können.
Leuchtstofflampen und LED-Treiber: Die Betriebsfrequenz und die Schaltvorgänge in den Vorschaltgeräten erzeugen elektromagnetische Störungen, die sich auf die Netzleitung und die Umgebung ausbreiten können.
Elektronische Schaltungen: Digitale Schaltungen mit hohen Schaltfrequenzen erzeugen elektromagnetische Felder, die durch die Leiterbahnen und Gehäuse abstrahlen.

Technische Entstehungsmechanismen
Die technischen Entstehungsmechanismen elektromagnetischer Störungen sind vielfältig und lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen:

Kapazitive Kopplung: Elektromagnetische Störungen können durch kapazitive Kopplung zwischen leitenden Strukturen übertragen werden. Wenn zwei Leiter sich nahe beieinander befinden, kann eine wechselnde Spannung in einem Leiter eine Wechselstromkomponente in den anderen Leiter induzieren. Diese kapazitive Kopplung ist besonders bei hohen Frequenzen relevant.
Induktive Kopplung: Magnetfelder, die durch stromführende Leiter erzeugt werden, können eine Spannung in benachbarten Leitern induzieren. Diese induktive Kopplung ist abhängig von der Stromstärke, der Frequenz und der räumlichen Anordnung der Leiter.
Elektromagnetische Wellen: Hochfrequente Schaltungen und Komponenten können elektromagnetische Wellen abstrahlen, die sich über den freien Raum ausbreiten und andere elektronische Systeme stören. Diese Form der Störung ist besonders bei unzureichend abgeschirmten Geräten und Leitungen problematisch.
Leitungsgebundene Störungen: Elektromagnetische Störungen können sich entlang von Leitungen und Kabeln ausbreiten. Diese Störungen gelangen über die Stromversorgung oder Signalverbindungen in elektronische Systeme. Leitungsgebundene Störungen können durch Filter und geeignete Schirmmaßnahmen reduziert werden.

Praktische Beispiele

Blitzeinschläge können in Stromleitungen hohe Spannungen induzieren, die zu Schäden an elektronischen Geräten führen.
Schaltnetzteile erzeugen hochfrequente Störsignale, die sich über die Netzleitung ausbreiten und andere Geräte stören können.
Industrielle Motoren verursachen durch die Funkenbildung am Kommutator breitbandige elektromagnetische Störungen, die sich auf benachbarte elektronische Systeme auswirken können.

Diese detaillierte Betrachtung zeigt, dass elektromagnetische Störungen durch eine Vielzahl von physikalischen Phänomenen und technischen Gegebenheiten entstehen können. Das Verständnis dieser Mechanismen ist entscheidend für die Entwicklung von Maßnahmen zur Minimierung solcher Störungen und zur Sicherstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten und Systemen.

Welche Auswirkungen können elektromagnetische Störungen haben?

Elektromagnetische Störungen können weitreichende Auswirkungen auf verschiedene elektronische Systeme und Geräte haben. Diese Auswirkungen lassen sich in unterschiedliche Kategorien einteilen, die sowohl temporäre als auch dauerhafte Schäden umfassen können:

Reversible Störungen
Temporäre Funktionsminderungen: Diese treten auf, wenn elektromagnetische Störungen kurzzeitig die Funktion eines Geräts beeinträchtigen. Ein typisches Beispiel ist das Flackern eines Computerbildschirms bei Einwirkung einer elektromagnetischen Störung durch ein nahegelegenes Mobiltelefon.
Signalstörungen: Hochfrequente elektromagnetische Störungen können Signale in Kommunikationssystemen beeinträchtigen. Dies führt zu Datenverlusten oder Fehlern bei der Signalübertragung, wie sie etwa in drahtlosen Netzwerken auftreten können.

Irreversible Störungen:
Dauerhafte Schäden an Komponenten: Starke elektromagnetische Störungen, wie sie durch Blitzschläge oder elektrostatische Entladungen entstehen, können elektronische Bauteile zerstören. Diese Ereignisse führen zu Überspannungen, die empfindliche Halbleiterbauelemente beschädigen.
Langzeitschäden durch Überspannung: Wiederholte Einwirkungen elektromagnetischer Störungen können die Lebensdauer elektronischer Geräte verkürzen. Diese langfristigen Effekte treten beispielsweise in industriellen Umgebungen auf, wo Maschinen kontinuierlich elektromagnetischen Störungen ausgesetzt sind.

Technische Begründungen

Elektromagnetische Interferenz (EMI):
Kopplungsmechanismen: Elektromagnetische Störungen können durch kapazitive, induktive oder elektromagnetische Kopplung zwischen Leitungen und Komponenten übertragen werden. Diese Kopplungseffekte führen zu unerwünschten Spannungen und Strömen in Schaltkreisen, die zu Fehlfunktionen führen können.
Störsignale in digitalen Systemen: Digitale Systeme sind besonders anfällig für hochfrequente Störungen, die durch Schaltvorgänge in benachbarten Leitungen oder Komponenten induziert werden. Diese Störsignale können zu Fehlinterpretationen von digitalen Daten führen.

Elektrostatische Entladung (ESD):
Durchschlagseffekte: Eine elektrostatische Entladung kann durch einen plötzlichen Spannungsdurchschlag Bauelemente zerstören. Diese Entladungen treten häufig auf, wenn eine elektrisch geladene Person oder ein Objekt ein empfindliches elektronisches Bauteil berührt.
Thermische Schäden: Die hohen Ströme, die während einer elektrostatischen Entladung fließen, erzeugen lokal eine erhebliche Erwärmung. Diese thermischen Effekte können die Materialstruktur von Halbleitern verändern und zu dauerhaften Schäden führen.

Blitz- und Überspannungsschutz:
Direkte Blitzschläge: Direkte Einschläge von Blitzen in elektrische Leitungen können extrem hohe Spannungen und Ströme induzieren, die elektronische Systeme beschädigen oder zerstören.
Indirekte Effekte: Auch indirekte Effekte von Blitzeinschlägen, wie elektromagnetische Pulsfelder (EMP), können empfindliche Elektronik stören. Diese Felder induzieren Überspannungen in Leitungen und können die Funktionsweise von Geräten beeinflussen.

Was sind die Standards und Richtlinien für EMV?

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) wird durch eine Vielzahl von internationalen und nationalen Normen geregelt. Diese Standards legen die Anforderungen fest, die Geräte erfüllen müssen, um sicherzustellen, dass sie keine unzulässigen elektromagnetischen Störungen verursachen und gegen solche Störungen immun sind. Hier sind einige der wichtigsten Normen und Richtlinien:

Europäische Normen (EN) und Richtlinien
EN 61000-4-1 bis 4-6: Diese Normenreihe umfasst Prüf- und Messverfahren zur Bewertung der EMV von Geräten. Sie decken verschiedene Aspekte der Störfestigkeit und Störaussendung ab und stellen sicher, dass die Geräte in ihrer vorgesehenen Umgebung zuverlässig arbeiten können.
EN 61000-4-1: Allgemeine Definitionen und Bedingungen.
EN 61000-4-2: Prüfung der Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladungen (ESD).
EN 61000-4-3: Prüfung der Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder.
EN 61000-4-4: Prüfung der Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen (Burst).
EN 61000-4-5: Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge).
EN 61000-4-6: Prüfung der Störfestigkeit gegen leitungsgebundene Störungen.
EMVG (Elektromagnetische Verträglichkeit Gesetz): Dieses Gesetz legt die grundlegenden Anforderungen und Prüfmethoden zur Sicherstellung der EMV in der EU fest. Es stellt sicher, dass elektrische und elektronische Geräte nur in Verkehr gebracht werden dürfen, wenn sie den EMV-Anforderungen entsprechen.
CE-Kennzeichnung: Diese Kennzeichnung bestätigt, dass ein Produkt die relevanten EMV-Normen und -Vorschriften einhält. Die CE-Kennzeichnung ist eine Voraussetzung für den freien Warenverkehr innerhalb des Europäischen Wirtschaftsraums (EWR).

Internationale Normen
IEC-Normen (International Electrotechnical Commission): Die IEC entwickelt internationale Standards, die eine breite Palette von EMV-Themen abdecken. Die Normenreihe IEC 61000 befasst sich mit der EMV und beinhaltet viele der gleichen Prüfungen und Anforderungen wie die europäischen EN-Normen.
IEC 61000-4-1 bis 4-6: Diese Normen entsprechen weitgehend den EN 61000-Normen und decken ähnliche Prüf- und Messverfahren ab.

Standards in den USA
FCC (Federal Communications Commission): In den USA regelt die FCC die elektromagnetische Verträglichkeit. Die wichtigsten Regelungen sind in den Teilen 15 und 18 der FCC-Vorschriften festgelegt.
FCC Part 15: Bezieht sich auf die Emissionen von digitalen Geräten und unbeabsichtigten Strahlungen von Geräten.
FCC Part 18: Regelt die Emissionen von Geräten für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Zwecke.
ANSI C63.4: Diese Norm bietet Methoden für die Messung von elektromagnetischen Emissionen und ist eng mit den FCC-Vorschriften verbunden.

Standards in China
GB-Normen (Guobiao Standards): In China regeln die GB-Normen die elektromagnetische Verträglichkeit. Die wichtigsten Normen sind GB/T 17626, die den IEC 61000-Normen entsprechen.
GB/T 17626.2: Entspricht IEC 61000-4-2 und behandelt die Prüfung der Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladungen.
GB/T 17626.3: Entspricht IEC 61000-4-3 und behandelt die Prüfung der Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder.
CCC (China Compulsory Certification): Diese Zertifizierung ist erforderlich für viele Produkte, die in China verkauft werden, und bestätigt, dass ein Produkt die relevanten EMV-Normen erfüllt.

Was sind EMV-Maßnahmen, um elektromagnetische Störungen zu minimieren

Zur Minimierung elektromagnetischer Störungen können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, die sowohl präventive als auch korrektive Ansätze umfassen:

Schirmung:
Verwendung leitfähiger Materialien: Abschirmungen aus Metall oder leitfähigen Kunststoffen können elektromagnetische Felder blockieren oder dämpfen. Diese Schirmungen werden häufig in Gehäusen von elektronischen Geräten eingesetzt.
Absorbermaterialien: Spezielle Materialien, die elektromagnetische Energie absorbieren und in Wärme umwandeln, können zur Reduzierung von Reflexionen und Störungen verwendet werden.

Filterung:
Einsatz von elektronischen Filtern: Filter wie Tiefpass-, Hochpass- und Bandpassfilter können unerwünschte Frequenzen aus dem Signal entfernen. Diese Filter werden häufig in der Stromversorgung und bei Signalübertragungen eingesetzt.
Netzfilter: Diese werden in der Stromversorgung verwendet, um hochfrequente Störungen zu unterdrücken, die über das Stromnetz übertragen werden könnten.

Leitungsführung:
Optimierung der Platzierung und Führung von Leitungen: Durch geschickte Anordnung und Führung von Leitungen kann die Kopplung elektromagnetischer Störungen minimiert werden. Dies beinhaltet auch die Trennung von Signal- und Stromleitungen.
Verdrillte Leitungen: Das Verdrillen von Leitungen reduziert die Schleifenfläche und somit die induktive Kopplung von Störungen.

Erden und Masseverbindungen:
Sorgfältige Gestaltung von Erd- und Masseverbindungen: Eine gut gestaltete Erdung kann Potentialdifferenzen minimieren und somit elektromagnetische Störungen reduzieren. Dies umfasst auch die Verwendung von Masseflächen auf Leiterplatten.
Potentialausgleich: Der Potentialausgleich zwischen verschiedenen Erdungspunkten verhindert das Entstehen von Potentialdifferenzen, die zu Störungen führen könnten.

Technische Maßnahmen im Detail

Kabelschirmung: Abschirmung von Kabeln verhindert, dass elektromagnetische Felder in die Kabel einkoppeln oder von ihnen abgestrahlt werden. Die Abschirmung kann durch metallische Geflechte oder Folien erreicht werden.
Entstörkondensatoren: Diese werden parallel zu Störquellen oder am Eingang von elektronischen Schaltungen eingesetzt, um hochfrequente Störsignale abzuleiten.
Ferritkerne: Werden um Kabel und Leitungen angebracht, um hochfrequente Störungen durch ihre Induktivität zu dämpfen.

Welche Vorteile bietet die Einhaltung von EMV-Standards?

Welche Tests führen wir durch, um die EMV-Konformität zu überprüfen?

Broschüre/Flyer

Elektromagnetische Verträglichkeit

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