EMV-Filter Anforderungen an EMV-Filter für medizinische Anwendungen

Um den zuverlässigen Betrieb von medizinischen Geräten zu gewährleisten, spielen EMV-Filter eine wichtige Rolle. Neben der Entstörung auf den eingesetzten Komponenten wie Schaltnetzteilen oder Controller-Systemen ermöglicht ihr zentraler Einsatz in der Netzzuleitung ein flexibles Gerätedesign.

Anbieter zum Thema

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

SCHURTER AG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Schaffner EMV AG

Um elektromagnetische Störaussendungen zu unterdrücken, ist der Netzanschluss eines Gerätes selbst bei EMV-gerechtem Design der Einzelkomponenten immer noch einer der Hauptansatzpunkte zur Geräte-Entstörung. Den IEC-Stecker eines Gerätes mit dem EMV-Filter zu kombinieren, entspricht dem Optimum, die Entstörung direkt bei der Netz-Zuleitung eines Gerätes anzubringen und ist meist auch noch die wirtschaftlichste Lösung.

Das Rundum-Metallgehäuse der IEC-Stecker-Filter von Schaffner mit der flächigen Verbindung zur Gehäusewand schafft eine klare Trennstelle zwischen dem nicht entstörten oder teilentstörten Innenbereich des Gerätes und der äußeren Umgebung. Selbst bei engstem Bauraum im Inneren des Gerätes mit Baugruppen oder Kabeln in unmittelbarer Nähe des Filters kommt es zu keinem Übersprechen.

Für die elektrische Sicherheit in medizinischen Geräten kommen verschiedene Standards zur Anwendung. Aktuell findet man in der Liste der EU-weit harmonisierten Normen der Niederspannungs-Richtlinie zur elektrischen Sicherheit für medizinische Geräte neben der IEC/EN 61010 auch die IEC/EN 60601. Die Frage welche der Normen angewendet werden muss, ergibt sich im Wesentlichen aus der Unterscheidung nach medizinischen Geräten (MD = Medical Devices) oder Diagnosegeräten (IVD = In Vitro Diagnostics).

Medizinische elektrische Geräte

Produkte wie Spritzenpumpen, Beatmungsgeräte, Laser oder Geräte zur Patientenüberwachung, von denen Anwendungsteile direkt in physikalischem oder elektrischem Kontakt mit dem Patienten stehen, werden als medizinische elektrische Geräte (MD) definiert. Da MD-Geräte oft vom AC-Netz versorgt werden, müssen sie neben den allgemeinen Anforderungen der Niederspannungsrichtlinie auch der IEC/EN 60601 entsprechen.

Diese fordert höhere Luft- und Kriechstrecken sowie geringere Ableitströme. Bei 250 VAC sind hier 2,5 mm Luft- sowie 4 mm Kriech-Strecke als Basisisolierung gefordert. Die maximal zulässigen Gehäuse-Ableitströme im Normalbetrieb sind 0,1 mA.

Bezüglich EMV verweist die IEC/EN 60601 auf die entsprechenden Grenzwerte der CISPR-Standards. Die meisten medizinischen elektrischen Geräte werden ähnlich wie bei den allgemeinen Standards in Klassen nach Einsatz im Haushalt und Arztpraxis (B) oder im Krankenhaus in gesonderter Netzversorgung (A) eingeteilt. Die Emissionen müssen die Grenzwerte nach CISPR11 einhalten. Für einfache elektrische Komponenten wird auf CISPR14, bei Beleuchtungseinrichtungen auf CISPR15 und bei IT-Systemen auf CISPR22 verwiesen.

Spezielle Anforderungen an das Design des EMV-Filters.

FN 9244 ist von 1-15A lieferbar und wie die bestehenden Baureihen für eine maximale Dauerbetriebsspannung von 250VAC mit einem Frequenzbereich bis zu 400Hz ausgelegt. Zur zusätzlichen Unterdrückung von Störungen auf dem Erdleiter sind die IEC-Stecker-Filter auch mit einer Schutzleiterdrossel (FN9244E) erhältlich.

Um bei Geräten dieser Kategorie den hohen Anforderungen an die Ableitströme gerecht zu werden, sind alle Baureihen ohne Y-Kondensatoren als sogenannte B-Typen lieferbar. Alle B-Typen mit (FN92xxEB) oder ohne (FN92xxB) Erdleiterdrossel können daher ohne Einschränkung für MD-Geräte eingesetzt werden.

Die EMV-Anforderungen für Diagnosegeräte

Die zweite Gerätegruppe sind Diagnosegeräte (IVD = In Vitro Diagnostics), die zur Aufbereitung und der Analyse von Körperflüssigkeiten oder menschlichem Gewebe eingesetzt werden. Darunter fallen Zentrifugen, Blutbild-Analysatoren, Gas- oder Flüssigkeits-Chromatographen sowie diverse Labor-Geräte, die zwar als medizinisches Produkt, aber nicht als elektrisch medizinisches Gerät gemäss IEC/EN60601 klassifiziert werden.

Hier wird die IEC/EN61010 angewendet. Die Grenzwerte für den Ableitstrom betragen 0,5 mA effektiv unter normalen Bedingungen sowie maximal 3,5 mA effektiv im Fehlerfall für sinusförmige Größen.

Die EMV-Anforderungen für IVD-Geräte sind in der harmonisierten EN 61326 geregelt. Es können alle IEC-Stecker-Filter dieser Baureihen sowohl mit Y-Kondensatoren (FN92xx) als auch mit integrierter Schutzleiterdrossel (FN92xxE) eingesetzt werden, da ihr Ableitstrom im Normalfall 0,16 mA und im schlechtesten Fall höchstens 0,373 mA beträgt. Das ermöglicht die IEC-Stecker-Filter auch parallel zu geräteinternen Netzteilen mit integrierter Filterung einzusetzen. Dabei muss auf den Gesamtableitstrom geachtet werden.

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