4-2017
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
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Komponenten<br />
Ableitströme sind direkt an den verwendeten Kondensator von<br />
den Phasen und zum Erdleiter gekoppelt (PE) (so genannte<br />
Y- Kondensatoren oder Cy).<br />
Ableitstromberechnung für einphasige Anwendungen nach<br />
IEC60939-3:<br />
CF-Beispiel: Mit dem gegebenen Limit von 10 µA bei 250 V und<br />
50 Hz Netzfrequenz ergibt sich ein Cy von max. 0,1 nF (dabei<br />
ist zu beachten, dass parasitäre Effekte bereits in dem Bereich<br />
von 100 pF liegen können).<br />
Bild 3: Standard Filter mit Y-Kondensatoren<br />
Bild 4: B-Version (kein zusätzlicher Ableitstrom)<br />
Bild 5: Schema eines EB-Filters<br />
dard IEC60601-1 betrachtet hier<br />
zusätzlich entscheidende Sicherheitsmerkmale.<br />
Schaffner bietet<br />
zum Beispiel kompakte Inlet EMV<br />
Filter mit passenden Kabelanschlüssen<br />
für den Netzanschluss<br />
von Medizingeräten.<br />
meditronic-journal 4/<strong>2017</strong><br />
Spezifizieren von<br />
Komponenten zur<br />
Erfüllung von IEC60601-1<br />
Mit der angewandten Produktzertifizierung<br />
der Schaffner-Produkte<br />
für den Medizinbereich,<br />
können die Anforderungen<br />
der Gesetzgebung in Europa und<br />
den USA erfüllt werden. Die entsprechenden<br />
Produktgenehmigungen<br />
nach IEC60939-3 (Harmonisierte<br />
Filternorm) beinhalten<br />
einen Teil, der die Kompatibilität<br />
hinsichtlich Abständen und anderen<br />
Produktspezifikationen bezüglich<br />
IEC60601-1 aufzeigt:<br />
„Die FN92XX Filter-Reihe (insbesondere<br />
die B-Typen) erfüllen<br />
die Anforderungen des Standards<br />
EN/IEC 60601-1 bezogen auf die<br />
Kriech- und Luftstrecken, Ableitstrom<br />
und Spannungsfestigkeit”<br />
Filter für den Medizinbereich<br />
müssen so gestaltet werden,<br />
dass das Endprodukt Ansprüche<br />
an MOPP und MOOP (Means of<br />
patient und means of operator protection)<br />
erfüllt. Der Unterschied<br />
besteht in der Distanz zum bzw.<br />
dem Anbringen am Patienten. Je<br />
nachdem müssen unterschiedliche<br />
Klassen erreicht werden. Hieraus<br />
ergeben sich unterschiedliche<br />
Distanzen für die Luft- und<br />
Kriechstrecken und Anforderungen<br />
an die Isolation (Basis- oder doppelte<br />
Isolation, etc.). Das entsprechende<br />
Schaffner Produktangebot<br />
erstreckt sich von der Anpassung<br />
der Isolation bis hin zu kompletten<br />
kundenspezifischen Realisierungen.<br />
Ableitstrom<br />
Die Definition des Ableitstromes<br />
für Medizinprodukte ist<br />
ein wichtiges Merkmal um die<br />
Patienten nicht zu gefährden.<br />
Wird der Patient, der sowieso<br />
schon durch seine Krankheit<br />
geschwächt ist, einem ungewollt<br />
hohen Ableitstrom ausgesetzt,<br />
stellt dieser ein sehr hohes Risiko<br />
für die Gesundheit des Patienten<br />
dar. Daher werden die zulässigen<br />
Ableitströme nach unterschiedlichen<br />
Einsatzzwecken<br />
gegliedert. Die niedrigste Stufe<br />
des erlaubten Ableitstromes ist<br />
die Klasse CF (Class C floating<br />
type connection suitable for «cardiac<br />
application»; Anwendung am<br />
Herzen). Hier darf das Limit von<br />
10 µA im normalen Betrieb und<br />
50 µA im Einzelfehlerfall nicht<br />
überschritten werden.<br />
In weniger kritischen Applikationen<br />
können EMV-Filter mit sehr<br />
kleinem Ableitstrom mit in die<br />
Filterevaluation einbezogen werden.<br />
Diese Filter haben dadurch<br />
eine höhere Performance im Vergleich<br />
zu Filtern ohne Cy.<br />
Performance-Level mit<br />
reduziertem Ableitstrom<br />
Schaffner offeriert Standardlösungen<br />
für unterschiedliche<br />
Ableitstrom-Anforderungen. Generell<br />
wird als Lösung für Applikationen<br />
im Medizin-Bereich die sog.<br />
B-Variante angeboten. Diese Varianten<br />
haben keine Kondensatoren<br />
gegen Erde und fügen so<br />
keine zusätzlichen Ableitströme<br />
in das System ein. Trotzdem<br />
muss beachtet werden, dass die<br />
Systeme im Ganzen die Anforderungen<br />
an den Ableitstrom erfüllen<br />
müssen und somit nicht nur<br />
das EMV-Filter zu betrachten ist<br />
(Bild 3, 4 und 5).<br />
Ohne einen Kondensator zur<br />
Erde wird die komplette Gleichtaktdämpfung<br />
durch die Filter-<br />
Spule bereitgestellt. Diese fungiert<br />
als hohe breitbandige Impedanz<br />
für Gleichtaktstörungen im System.<br />
Der Kondensator zur Erde würde<br />
hier einen zusätzlichen Rückpfad<br />
zur Störquelle im hohen Frequenzbereich<br />
darstellen. Aus diesem<br />
Grund sollten immer auch Filterdesigns<br />
mit kleinem Y-Kondensator<br />
in Betracht gezogen werden, um<br />
ein möglichst hohes Dämpfungsvermögen<br />
zu erreichen.<br />
Wird der Kondensator vollständig<br />
entfernt, ergibt sich ein tieferes<br />
Dämpfungsverhalten im Vergleich<br />
zum Standardfilter (Bild 6).<br />
Um den Effekt in gewissem Maße<br />
zu kompensieren wird auch eine<br />
EB-Variante angeboten. Bei dieser<br />
Filterart wird eine Spule im<br />
Erd leiter eingefügt. Zusätzlich<br />
zum Performance-Gewinn können<br />
EB-Filter auch helfen Transienten-Normen<br />
zu erfüllen bzw.<br />
entsprechende Tests zu bestehen<br />
(IEC/EN61000-4-4 Prüfund<br />
Messverfahren – Prüfung<br />
der Stör festigkeit gegen schnelle<br />
transiente elektrische Störgrößen/<br />
Burst). Filter ohne Erdleiterdros<br />
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