Stromversorgungen für Zugangssysteme Sicherheitsstandards für Anwendungen mit Publikumszugang

Anlagen und Systeme, die in direkten Kontakt mit Menschen kommen, müssen die EN60335 und EN61558 erfüllen. Stromversorgungen für diese Applikationen sollten der EN61558 entsprechen. In manchen Fällen kann es sogar interessant sein, ein für den Einsatz in der Medizintechnik (MOPP-Anwendungen) entwickeltes Gerät zu verwenden.

Unsere Welt ist heute voller elektronischer Diener. Zugangssysteme öffnen Türen im Büro, im Hotel oder im Supermarkt oder an sonstigen geheimnisvollen Orten, Verkaufsautomaten schenken uns in der Firmenkantine einen Cappuccino ein, ein elektronischer Wächter sorgt im Flughafen dafür, dass nur eingecheckte Passagiere an Bord gehen können, und eine Maschine verkauft uns im Bahnhof oder in der U-Bahn den passenden Fahrschein. All dies problemlos – aber es gilt die Vorschriften des Regelwerks der Sicherheitsstandards DIN EN 60335 und DIN EN 61558 zu beachten. 

Alle diese Geräte haben etwas gemeinsam: Sie arbeiten im Wesentlichen autonom, also ohne die Anwesenheit speziell geschulten Bedienpersonals. Und sie bieten ihre Dienstleistungen einer Vielzahl von Menschen an, die keinerlei besondere Schulung für den Umgang mit ihnen erhalten haben. Benutzer, die einfach einen Knopf drücken wollen, um das Gewünschte zu erhalten, ganz ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen beachten zu müssen.. Diese Sicherheit muss immer gewährleistet sein, auch wenn der Verkaufsautomat oder die Zugangskontrollschranke jeden Tag 24 Stunden unter Strom steht, und das Ganze Monat für Monat, das ganze Geräteleben lang. Was mancher nicht weiß, mit den Sicherheitsstandards DIN EN 60335 und DIN EN 61558 liegt ein Regelwerk zur Gestaltung dieser Geräten zum Einsatz mit Publikumskontakt vor, das einen sehr großen Teil eines schnell und stark wachsenden Anwendungsmarkts betrifft. Was bedeutet das für Entwickler elektrisch und elektronisch gesteuerte Anlagen?

Zertifizierung der Gesamtanlage notwendig
 
Alle diese Anlagen und Geräte verbindet ein gemeinsamer Aspekt. Als Anlagen mit Publikumszugang müssen sie den Normen EN60335 und EN 61558 entsprechen. Zwar heißt die EN60335 offiziell etwas vage »Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke«, doch die »ähnlichen Zwecke« umfassen ein breites Spektrum von Unter-Standards und spezifischen Regelungen. Sie stellt beispielsweise sicher, dass durch konstruktive Maßnahmen die Gefahr für den Benutzer minimiert wird, in Berührung mit Netzspannung führenden Teilen zu kommen. Damit die Anwendung von den jeweils zuständigen Organisationen, wie etwa TÜV, VDE oder vergleichbare Organisationen abgenommen wird, müssen auch die Stromversorgungen bestimmte Anforderungen erfüllen. 

Nicht nach EN60335 zu zertifizieren sind die Stromversorgungen, nur die Gesamt-Anlagen, in denen sie verbaut sind. Für die Stromversorgungen existieren eigene Normen, die den Einsatz und spätere Abnahme/Zertifizierung der Gesamtanlage vereinfachen.  Für Stromversorgungen relevant in diesem Zusammenhang, ist die EN 61558. Sie stellt ebenfalls eine Normenfamilie mit zahlreichen Unterstandards dar. Sie definiert die Sicherheit von Transformatoren, Drosseln, Netzgeräten und dergleichen für Versorgungsspannungen bis 1100 Volt. Neben vielerlei enthalten die Normen auch Vorgaben für den Schutzgrad der Stromversorgungsgeräte. Unerheblich ist dabei die Leistungsaufnahme des Geräts; die Norm gilt für alle Leistungsklassen. Konkret fordert die 61558 beispielsweise eine verstärkte Isolation des Netztransformators.

Darüber hinaus verlangt die EN 60335 eine doppelte Schutzimpedanz zwischen Primär- und Sekundärkreis, das bedeutet, der Y-Kondensator ist doppelt, aus zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren, auszuführen. Als Y-Kondensatoren werden bekanntlich solche Kapazitäten bezeichnet, die zum Zweck der Funkentstörung geschaltet werden. Wird diese Kapazität durch zwei in Reihe geschaltete Einzelkondensatoren implementiert, so erhöht dies die Durchschlagfestigkeit. Mit der Verfügbarkeit von Netzteilen, welche den genannten Normen genügen, muss sich der Geräteentwickler nicht mehr um solche Details kümmern. Natürlich kann der Entwickler theoretisch auch ein beliebiges Netzteil eindesignen, das hinsichtlich seiner Leistungswerte und mechanischen Parameter seinen Vorgaben entspricht, und seine Applikation durch zusätzliche Modifikationen an die Vorgaben der EN 60335 und 61558 anpassen. Aber diese Strategie stößt an gewisse Grenzen: Zwar lässt sich in den meisten Fällen Platz für einen zweiten Y-Kondensator finden. Der Austausch eines »normalen« Transformators gegen einen solchen mit der vorgeschriebenen verstärkten Isolation jedoch dürfte in aller Regel wegen des erhöhten Platzbedarfs nicht möglich sein. 

Handelt es sich hier um eine Expertendiskussion, die nur wenige Fachleute interessiert? Keineswegs. Denn wie eingangs beschrieben, dürfte ein sehr großer Kreis industrieller und kommerzieller Anwendungen von diesen Vorschriften betroffen sein. Das geht schon aus der Formulierung der Norm »Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch...« hervor. Entsprechend groß ist das betroffene Segment innerhalb des Gesamtmarktes für Stromversorgungsmodule. Durch die zunehmende Vernetzung der Geräte im Sinne der Integration in das »Internet of Things« dürfte dieses Marktsegment weiter wachsen lassen.  Bestehen bei einem Gerätehersteller Zweifel hinsichtlich der Anforderungen an die Stromversorgung seiner Produkte, so sollte er sich von einem Fachunternehmen beraten lassen. Emtron besitzt hier als Spezialdistributor für alle Bereiche der Elektronik-Stromversorgung das erforderliche Expertenwissen, für eine kompetente Beratung. Auf Kundenwunsch wird auch geprüft, ob die angeführten Modifikation erforderlich und wirtschaftlich durchführbar sind oder ob es sich empfiehlt, gleich zu einem Netzteil zu greifen, welches von vorneherein mit Blick auf die Einhaltung der EN 60335 und 61558 konstruiert ist. Beispiele hierfür sind die Geräteserien HLG in den Ausführungen für 40 und 60 Watt oder die Familie RSP 75-150W. Beide Gerätefamilien stammen aus dem Hause Mean Well und sind bei Emtron erhältlich. Ihr modernes Schaltungsdesign und die damit einhergehenden hohen Wirkungsgrade, sowie ihre niedrigen Leerlauf-Energieaufnahme prädestinieren diese Geräte für den Dauer-Einsatz etwa in Vending-Automaten, oder in Zugangskontrollen. 

Übrigens erfüllen größtenteils auch die medizinischen Netzteile, die für MOPP-Anwendungen (Means of Patient Protection) entwickelt wurden, die Vorgaben der Normen EN 60335. Dabei handelt es sich um solche Geräte, deren bestimmungsgemäßer Gebrauch den direkten Kontakt zum Patienten einschließt. Für diese Anwendung vorgesehene Netzteile lassen sich daher auch in solchen Geräten einsetzen, bei deren Konstruktion die EN 60335 und 61558 einzuhalten sind. Je nach Anwendungsfall kann es sogar unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten günstiger sein, ein »medizinisches« Stromversorgungsteil ein zu designen als ein Standardnetzteil plus Anpassungsmodifikation.

 

Der Autor
Stefan Bergstein ist Vertriebsingenieur bei Emtron Electronic.