CN110597049B - 一种安全输出电路及控制、检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种安全输出电路及控制、检测方法，所述电路包括：双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器和功率输出器，其中，所述双通道逻辑控制单元，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；所述双通道控制命令发生器，与所述双通道系统总线连接，用于接收所述双通道系统总线输出的使能命令；基于所述使能命令，输出两路控制条件信号；所述磁耦合器，分别与所述双通道控制命令发生器和所述功率输出器连接，用于基于所述两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；所述功率输出器，用于基于所述脉冲驱动信号，输出功率驱动电压。如此，能够提高安全输出电路的安全性。

Description

一种安全输出电路及控制、检测方法

技术领域

本发明涉及安全控制技术领域，尤其涉及一种安全输出电路及控制、检测方法。

背景技术

对于轨道交通、核电等有功能安全要求的领域，往往需要安全控制系统达到SIL4(Safety Integrity Level 4，安全完整性等级4)这一安全等级的要求。在轨道交通、核电等有功能安全要求的领域中的安全控制系统中，一般都会设置有输出电路，例如看门狗电路、安全数字量输出电路等，而这些输出电路的运行状态常常会直接影响到安全控制系统的系统安全性。例如，看门狗电路一般用于对安全控制系统的整体运行情况进行监控，当检测到影响安全控制系统安全的状态，则需要立即触发关闭看门狗，以关断对外输出回路，而安全数字量输出电路则一般用于直接驱动安全控制系统中的被控对象，当安全控制系统未检测到系统级故障，但安全数字量输出电路或其上级驱动电路却发生故障时，则需要立即触发关断输出电路，以关断对外输出回路。

目前，对于诸如看门狗电路、安全数字量输出电路等输出电路来说，其设计思路基本是一致的，通常是由二取二的两通道逻辑电路结构和由不同元器件搭建的逻辑与门电路结构来实现。

但是，目前的输出电路实现方案存在以下缺陷：(1)一般单纯靠器件引脚输出的简单方波脉冲作为逻辑与门的使能信号，无法对该使能信号进行安全检查；(2)实现逻辑与门的电路结构复杂，元器件数量较多，故障率较高，过载能力较弱，安全性和可靠性较低；(3)实现方案中含有机械结构，如使用偏极继电器，响应速率较慢，无法及时关断输出电路，影响导向安全功能。可见，目前的输出电路的安全性较低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种安全输出电路及控制、检测方法，通过双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器和功率输出器来实现安全输出电路，能够提高安全输出电路的安全性，而且将该安全输出电路应用到安全控制系统中时，还能够提高安全控制系统的安全性。

本申请实施例主要提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种安全输出电路，所述电路包括：双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器和功率输出器，其中，所述双通道逻辑控制单元，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；所述双通道控制命令发生器，与所述双通道系统总线连接，用于接收所述双通道系统总线输出的使能命令；基于所述使能命令，输出两路控制条件信号；所述磁耦合器，分别与所述双通道控制命令发生器和所述功率输出器连接，用于基于所述两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；所述功率输出器，用于基于所述脉冲驱动信号，输出功率驱动电压。

第二方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于上述的安全输出电路；所述方法包括：所述双通道逻辑控制单元通过控制所述双通道系统总线的使能命令的输出，控制所述双通道控制命令发生器输出相应状态的控制条件信号，其中，所述控制条件信号包括两路，每一路控制条件信号的状态分别包括：有效或无效；当所述双通道逻辑控制单元控制所述双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号的状态均为有效时，所述磁耦合器输出有效的所述脉冲驱动信号。

第三方面，本申请实施例提供了一种检测方法，应用于上述的安全输出电路，其中，所述双通道逻辑控制单元，包括：回读检测单元；

所述方法包括：所述回读检测单元对所述安全输出电路中的输出信号进行回读检测，其中，所述输出信号包括：所述双通道控制命令发生器输出的所述两路控制条件信号、所述磁耦合器输出的所述脉冲驱动信号、所述功率输出器输出的所述功率驱动电压中的一种或多种；当所述回读检测单元检测到所述输出信号出现错误或异常时，所述回读检测单元向所述双通道逻辑控制单元发送用于关闭所述使能命令的输出的关闭命令；所述双通道逻辑控制单元响应于所述关闭命令，控制所述双通道系统总线关闭输出所述使能命令。

第四方面，本申请实施例提供了一种检测方法，应用于上述安全输出电路，其中，所述双通道逻辑控制单元，包括：回读检测单元；

所述方法包括：所述双通道逻辑控制单元通过控制所述双通道系统总线向所述双通道控制命令发生器发送主动故障检测命令，控制所述安全输出电路基于所述主动故障检测命令产生输出信号，其中，所述主动故障检测命令用于对安全输出电路进行故障检测，所述输出信号包括：所述双通道控制命令发生器输出的所述两路控制条件信号、所述磁耦合器输出的所述脉冲驱动信号、所述功率输出器输出的所述功率驱动电压中的一种或多种；所述回读检测单元对所述输出信号进行回读检测；当所述回读检测单元检测到所述输出信号正常时，所述回读检测单元向所述双通道逻辑控制单元发送用于指示所述安全输出电路发生故障的故障指示信息。

本申请实施例提供的安全输出电路及控制、检测方法，主要由双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器、功率输出器四部分构成，其中，双通道逻辑控制单元，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；双通道控制命令发生器，与双通道系统总线连接，用于接收双通道系统总线输出的使能命令；基于使能命令，输出两路控制条件信号；磁耦合器，分别与双通道控制命令发生器和功率输出器连接，用于基于两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；功率输出器，用于基于脉冲驱动信号，输出功率驱动电压。如此，通过双通道逻辑控制单元控制双通道系统总线的使能命令的输出，并通过双通道控制命令发生器与系统总线关联，将双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号作为磁耦合器的使能信号，而不是单纯靠器件引脚输出的简单方波脉冲来作为逻辑与门的使能信号，能够对控制条件信号进行安全检查；而使用磁耦合器单一器件来实现逻辑与门电路结构，电路结构简洁，元器件数量较少，占用板卡面积较小，使用寿命较长，过载能力较强，故障率较低，安全性和可靠性相对较高；此外安全输出电路中不含有机械结构，能够提高响应速率，及时关断输出电路，在器件故障时不影响导向安全功能。这样，就提高了安全输出电路的安全性。从而，将该安全输出电路应用到安全控制系统中时，还能够提高安全控制系统的安全性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构、所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例中的安全输出电路的结构示意图一；

图2为本申请实施例中的安全输出电路的结构示意图二；

图3为本申请实施例中的磁耦合器的结构示意图；

图4A为本申请实施例中的负电压源的结构示意图一；

图4B为本申请实施例中的负电压源的结构示意图二；

图5为本申请实施例中的功率输出器的结构示意图；

图6为本申请实施例中的控制方法的流程示意图；

图7为本申请实施例中的检测方法的流程示意图一；

图8为本申请实施例中的检测方法的流程示意图二。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供了一种安全输出电路。在实际应用中，该安全输出电路可应用于轨道交通、核电等安全控制系统中，既可以作为系统级看门狗电路使用，也可作为安全数字量输出电路来使用。当然，还可以作为其它用途的输出电路来应用，这里，本申请实施例不做具体限定。

图1为本申请实施例中的安全输出电路的结构示意图一，参见图1所示，该安全输出电路可以包括：双通道逻辑控制单元100、双通道控制命令发生器101、磁耦合器102和功率输出器103；其中，

双通道逻辑控制单元100，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；

双通道控制命令发生器101，与双通道系统总线连接，用于接收双通道系统总线输出的使能命令；基于使能命令，输出两路控制条件信号；

磁耦合器102，分别与双通道控制命令发生器101和功率输出器103连接，用于基于两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；

功率输出器103，用于基于脉冲驱动信号，输出功率驱动电压。

这里，上述双通道逻辑控制单元可以包括：第一通道和第二通道；其中，双通道逻辑控制单元的第一通道与双通道系统总线的第一通道连接，用于控制双通道系统总线的第一通道的使能命令的输出；双通道逻辑控制单元的第二通道与双通道系统总线的第二通道连接，用于控制双通道系统总线的第二通道的使能命令的输出。

进一步地，上述双通道控制命令发生器可以包括：第一通道和第二通道，其中，双通道控制命令发生器的第一通道用于输出第一通道控制条件信号，双通道控制命令发生器的第二通道用于输出第二通道控制条件信号。那么，上述两路控制条件信号可以包括：由双通道控制命令发生器的第一通道所输出的第一通道控制条件信号和由双通道控制命令发生器的第二通道所输出的第二通道控制条件信号。

对应地，上述双通道系统总线可以包括：第一通道和第二通道，其中，双通道系统总线的第一通道可分别与双通道逻辑控制单元的第一通道和双通道控制命令发生器的第一通道连接，双通道系统总线的第二通道可分别与双通道逻辑控制单元的第二通道和双通道控制命令发生器的第二通道连接。在实际应用中，上述双通道系统总线可以为安全控制系统的数据总线。

在实际应用中，磁耦合器与功率输出器可以是直接连接的，也可以是间接连接的，如磁耦合器可以通过负电压源与功率输出器连接，这里，本申请实施例不做具体限定。

在实际应用中，为了提高安全输出电路的安全性，便于对控制条件信号进行频率范围、有效性等操作，双通道控制命令发生器的第一通道可以通过第一通道脉冲源和恒流源来实现，双通道控制命令发生器的第二通道可以通过第二通道脉冲源和PWM发生器来实现。

那么，在本申请其它实施例中，双通道控制命令发生器可以包括：第一通道脉冲源、第二通道脉冲源、恒流源和PWM发生器；其中，

第一通道脉冲源，用于输出第一通道脉冲序列；

第二通道脉冲源，用于输出第二通道脉冲序列；

恒流源，与第一通道脉冲源连接，用于接收第一通道脉冲源输出的第一通道脉冲序列；基于第一通道脉冲序列，输出额定电流的恒流控制信号，并将恒流控制信号作为第一通道控制条件信号发送至磁耦合器；

PWM发生器，与第二通道脉冲源连接，用于接收第二通道脉冲源输出的第二通道脉冲序列；基于第二通道脉冲序列，输出PWM信号，并将PWM信号作为第二通道控制条件信号发送至磁耦合器；

磁耦合器，分别与恒流源和PWM发生器连接，用于接收恒流源输出的恒流控制信号，并接收PWM发生器输出的PWM信号；基于恒流控制信号和PWM信号，输出脉冲驱动信号。

进一步地，上述磁耦合器可以包括：输入侧和输出侧。具体来说，磁耦合器的输入侧可以包括：直流控制端和交流控制端，直流控制端用于接收双通道控制命令发生器的第一通道所输出的第一通道控制条件信号，交流控制端用于接收双通道控制命令发生器的第二通道所输出的第二通道控制条件信号；磁耦合器的输出侧为一个驱动线圈，其中，驱动线圈用于当直流控制端所接收到的第一通道控制条件信号的状态为有效，且交流控制端所接收到的第二通道控制条件信号的状态为有效时，驱动线圈输出的脉冲驱动信号的状态为有效。

举例来说，当双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号是由恒流控制信号和PWM信号来实现时，磁耦合器的直流控制端用于接收恒流控制信号，磁耦合器的交流控制端用于接收PWM信号；磁耦合器的驱动线圈用于当直流控制端所接收到的恒流控制信号的状态为有效，且交流控制端所接收到的PWM信号的状态为有效时，驱动线圈输出有效的脉冲驱动信号。

在实际应用中，磁耦合器的工作原理为：当双通道控制命令发生器输出至磁耦合器的直流控制端和磁耦合器的交流控制端的输出信号均有效时，输出侧驱动线圈输出有效。而当双通道控制命令发生器输出至磁耦合器的直流控制端的输出信号无效时，则磁耦合器进入高阻状态，从而，输出侧驱动线圈无输出；当双通道控制命令发生器输出至磁耦合器的交流控制端的输出信号无效时，则磁耦合器无功率驱动，从而，输出侧驱动线圈也无输出。

在实际应用中，上述两路控制条件信号、第一通道脉冲序列、第二通道脉冲序列、恒流控制信号、PWM信号、脉冲驱动信号、功率驱动电压等输出信号的状态分别包括：有效或无效。作为示例，可以将符合预定条件的第一通道脉冲序列、第二通道脉冲序列、恒流控制信号、PWM信号、脉冲驱动信号、功率驱动电压等输出信号视为有效。

举例来说，符合预设频率的第一通道脉冲序列为有效的第一通道脉冲序列、符合预设频率的第二通道脉冲序列为有效的第二通道脉冲序列、符合预设恒定电流值的恒流控制信号为有效的恒流控制信号、符合预设占空比的PWM信号为有效的PWM信号；符合预设频率或预设功率的脉冲驱动信息号为有效的脉冲驱动信号。当然，还可以为其它，这里，本申请实施例对此不做具体限定。

在实际应用中，由于安全输出电路中的输出信号的有效性和可控性会直接影响到电路安全性，其中，上述安全输出电路中的输出信号可以包括：双通道控制命令发生器所输出的两路控制条件信号、双通道控制命令发生器中的双通道脉冲源输出的所述两路脉冲序列、磁耦合器所输出的脉冲驱动信号、功率输出器所输出的功率驱动电压等。因此，为了确保安全控制系统的安全性，可以设置上述一种或多种输出信号具备回读校验功能。

那么，在本申请另一实施例中，可以设置双通道逻辑控制单元具有回读检测单元，当安全输出电路中的输出信号进入双通道逻辑控制单元中时，可以通过回读检测单元对安全输出电路中的输出信号进行回读检测，进而，当回读检测单元检测到安全输出电路中的上述一种或多种输出信号出现错误或异常时，回读检测单元就可以向双通道逻辑控制单元发送用于关闭使能命令的输出的关闭命令，从而，使得双通道逻辑控制单元响应于关闭命令，控制双通道系统总线关闭输出使能命令，以实现关闭安全输出电路所产生的各级输出信号。这样，就实现了安全输出电路中的输出信号支持回读校验功能，能够提高安全输出电路的安全性。

作为示例，可以设置上述两路控制条件信号、脉冲驱动信号以及功率驱动电压均具有回读校验功能，这样，通过设置每一级输出信号均支持回读校验功能，就可以使得上述安全输出电路具备多级回读校验型反应式故障安全逻辑。从而，可以实现大大提高安全输出电路的安全性。

在实际应用中，可以在双通道逻辑控制单元的第一通道中设置回读检测单元，以实现第一通道的回读校验，并在双通道逻辑控制单元的第二通道中设置回读检测单元，以实现第二通道的回读校验。

在本发明另一实施例中，为了更好地实现多级回读校验型反应式故障安全逻辑，并实现大大提高安全输出电路的安全性。在具体实施过程中，上述安全输出电路还可以包括：隔离器，其中，该隔离器分别与双通道控制命令发生器、磁耦合器和功率输出器连接，用于将双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号、磁耦合器输出的脉冲驱动信号以及功率输出器输出的功率驱动电压进行信号隔离。其中，隔离后的控制条件信号、隔离后的脉冲驱动信号和隔离后的功率驱动电压分别进入逻辑控制单元进行回读校验。

在实际应用中，为了更好地确保安全控制系统的安全性，使得安全控制系统能够达到SIL4这一安全等级，就需要实现更高层次的安全检查。这样，由于双通道控制命令发生器是与系统总线关联的，那么，就可以检查系统总线的安全完整性，以进一步确定是否需要及时触发关闭输出。

那么，在本发明的一种实施例中，双通道控制命令发生器，可以包括：检查单元和输出单元，当设置双通道控制命令发生器具有检查系统总线安全完整性的功能时，上述检查单元，用于基于两路控制条件信号，检查双通道系统总线的安全完整性；上述输出单元，用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为正常状态，输出两路控制条件信号。

进一步地，在本发明的另一实施例中，当设置双通道控制命令发生器具有检查系统总线安全完整性的功能时，为了及时关闭安全输出电路的输出，上述输出单元还可以包括：输出使能器。在实际应用中，该输出使能器可用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为异常状态，关闭输出两路控制条件信号；或者，可用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为正常状态，且使能命令为用于指示关闭输出的关闭命令，关闭输出两路控制条件信号。这样，通过输出单元根据双通道系统总线的安全完整性来控制双通道控制命令发生器的脉冲序列的输出，能够进一步提高安全输出电路的安全性，从而，能够更好地确保安全控制系统的安全性。

在相关技术中，在安全控制系统中，诸如看门狗电路、安全数字量输出电路等输出电路的内部电路会产生正电源，容易导致元器件故障，发生短路情况造成输出持续有效，无法关断输出的事故，从而使得安全控制系统的安全等级下降。那么，在实际应用中，为了避免出现无法关断输出的风险，就可以设置安全输出电路的内部各级输出的安全控制相关电源均使用负电源，这样，就可以避免使用正电源时发生短路情况下造成输出持续有效，无法关断事故，能够确保安全控制系统的安全等级。

那么，在本发明另一实施例中，为了保证在器件短路模式下不至于输出持续有效无法关断，就可以在安全输出电路中使用负电压源，使得磁耦合器通过负电压源与功率输出器连接。在具体实施过程中，该安全输出电路还可以包括：分别与磁耦合器和功率输出器连接的负电压源，其中，磁耦合器，通过负电压源与功率输出器连接；负电压源，用于接收磁耦合器输出的脉冲驱动信号；基于脉冲驱动信号，输出负电压控制信号；功率输出器，用于基于负电压控制信号，输出功率驱动电压。

在实际应用中，上述负电压源可以使用脉冲驱动型电荷泵来实现。

在相关技术中，通常的看门狗电路、安全数字量输出电路往往会存在输出功率较低导致无法驱动大功率负载的问题，例如在相关技术中的看门狗电路或安全数字量输出电路的输出功率基本是在2W左右。因此，在实际应用中，为了提高输出功率，上述功率输出器可以由可控稳压型隔离电源来实现，例如功率输出器可以由反激式隔离型开关电源实现。这样，本申请实施例所提供的安全输出电路的输出功率可达10W以上，效率达70％以上，能够驱动较大功率负载。

由上述内容可知，本申请实施例提供的安全输出电路，采用模块化设计思想，由双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器、功率输出器四大部分构成，其中，双通道逻辑控制单元，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；双通道控制命令发生器，与双通道系统总线连接，用于接收双通道系统总线输出的使能命令；基于使能命令，输出两路控制条件信号；磁耦合器，分别与双通道控制命令发生器和功率输出器连接，用于基于两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；功率输出器，用于基于脉冲驱动信号，输出功率驱动电压。如此，通过双通道逻辑控制单元控制双通道系统总线的使能命令的输出，并通过双通道控制命令发生器与系统总线关联，将双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号作为磁耦合器的使能信号，而不是单纯靠器件引脚输出的简单方波脉冲来作为逻辑与门的使能信号，能够对输出的控制条件信号进行安全检查；而使用磁耦合器单一器件来实现逻辑与门电路结构，电路结构简洁，元器件数量较少，占用板卡面积较小，使用寿命较长，过载能力较强，故障率较低，安全性和可靠性相对较高；此外实现方案中不含有机械结构，能够提高响应速率，及时关断输出电路，在器件故障时不影响导向安全功能。这样，就提高了安全输出电路的安全性，从而，将该安全输出电路应用到安全控制系统中时，能够提高安全控制系统的安全性。

基于前述实施例，本申请实施例提供一种安全输出电路。图2为本申请实施例中的安全输出电路的结构示意图二，参见图2所示，该安全输出电路可以包括：双通道逻辑控制单元200、双通道控制命令发生器201、磁耦合器202、功率输出器203、负电压源204和隔离器205；其中，双通道逻辑控制单元200与双通道系统总线连接，双通道控制命令发生器201与双通道系统总线连接，磁耦合器202与双通道控制命令发生器201连接，功率输出器203通过负电压源与磁耦合器202连接，隔离器205分别与磁耦合器202和功率输出器203连接。

仍然参见图2所示，下面分别对安全输出电路的各个部分进行详细介绍。

第一，双通道逻辑控制单元200可以包括：双通道逻辑控制单元的第一通道2001、双通道逻辑控制单元的第二通道2002和回读检测单元2003。

其中，双通道逻辑控制单元的第一通道2001与双通道系统总线的第一通道连接，用于控制双通道系统总线的第一通道的使能命令的输出；双通道逻辑控制单元的第二通道2002与双通道系统总线的第二通道连接，用于控制双通道系统总线的第二通道的使能命令的输出；回读检测单元2003，用于对安全输出电路中的各级输出信号进行回读检测。

此外，为了检测系统总线安全完整性，双通道控制命令发生器可以包括：检查单元和输出单元，其中，检查单元，用于基于两路控制条件信号，检查双通道系统总线的安全完整性；输出单元，用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为正常状态，输出两路控制条件信号。而且，输出单元还包括：输出使能器，其中，输出使能器，用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为异常状态，关闭输出两路控制条件信号；或者，用于当检查单元检查到双通道系统总线的安全完整性为正常状态，且使能命令为用于指示关闭输出的关闭命令，关闭输出两路控制条件信号。

第二，双通道控制命令发生器201具体可以包括：第一通道脉冲源2011、第二通道脉冲源2012、恒流源2013和PWM发生器2014。

这里，第一通道脉冲源2011和恒流源2013可以实现双通道控制命令发生器的第一通道；第二通道脉冲源2012和PWM发生器2014可以实现双通道控制命令发生器的第二通道。

具体来说，第一通道脉冲源2011与双通道系统总线的第一通道连接。第一通道脉冲源2011，用于接收双通道系统总线的第一通道输出的使能命令；基于双通道系统总线的第一通道输出的使能命令，输出第一通道脉冲序列。

第二通道脉冲源2012与双通道系统总线的第二通道连接。第二通道脉冲源2012，用于接收双通道系统总线的第二通道输出的使能命令；基于双通道系统总线的第二通道输出的使能命令，输出第二通道脉冲序列。

恒流源2013与第一通道脉冲源2011连接。恒流源2013用于接收第一通道脉冲源2011输出的第一通道脉冲序列；基于第一通道脉冲序列，输出额定电流的恒流控制信号。

PWM发生器2014与第二通道脉冲源2012连接。PWM发生器2014，用于接收第二通道脉冲源2012输出的第二通道脉冲序列；基于第二通道脉冲序列，输出PWM信号。

第三、磁耦合器202可以包括：输入侧和输出侧。

输入侧可以包括：直流控制端2021和交流控制端2022，其中，直流控制端2021用于接收恒流源2013输出的恒流控制信号，交流控制端2022用于接收PWM发生器2014输出的PWM信号。

输出侧可以为一个驱动线圈2023，其中，当直流控制端2021所接收到的恒流控制信号为有效的，且交流控制端2022所接收到的PWM信号为有效的时，驱动线圈2023用于输出有效的脉冲驱动信号；当直流控制端2021所接收到的恒流控制信号为无效的，或者交流控制端2022所接收到的PWM信号为无效的时，驱动线圈2023用于关闭输出脉冲驱动信号，即驱动线圈2023无输出。

第四、负电压源204分别与磁耦合器202和功率输出器203连接。

其中，负电压源204用于接收磁耦合器202输出的脉冲驱动信号；基于脉冲驱动信号，输出负功率驱动电压。

第五、功率输出器203通过负电压源204与磁耦合器202连接。

其中，功率输出器203用于接收负电压源204输出的负功率驱动电压；基于负功率驱动电压，输出功率驱动电压。

最后，为了提高安全输出电路的安全性，可以设置上述安全输出电路具备多级回读校验型反应式故障安全逻辑。具体来说，可以设置当所述双通道控制命令发生器201输出的所述两路控制条件信号、所述磁耦合器202输出的所述脉冲驱动信号和所述功率输出器203输出的所述功率驱动电压均具有回读校验功能时，此时，隔离器205可以分别与双通道控制命令发生器201、磁耦合器202和功率输出器203连接。

其中，隔离器205用于将双通道控制命令发生器201输出的所述两路控制条件信号、磁耦合器202输出的脉冲驱动信号与功率输出器203输出的功率驱动电压进行信号隔离，其中，隔离后的两路控制信号、隔离后的脉冲驱动信号和隔离后的功率驱动电压分别进入双通道逻辑控制单元200，通过回读检测单元2003来进行回读检测，以实现分别支持回读校验功能。进而，当回读检测单元2003检测到上述一种或多种输出信号出现错误或异常时，回读检测单元2003就可以向双通道逻辑控制单元200发送用于关闭使能命令的输出的关闭命令，从而，使得双通道逻辑控制单元200响应于关闭命令，控制双通道系统总线关闭输出使能命令。这样，就实现了上述安全输出电路的各级输出信号均支持回读校验功能。

在实际应用中，各输出级的回读校验功能，是软硬件结合实现的，其中硬件提供回读检测所需的信号值，软件对信号值进行正确性判断，当回读到的值出现错误、异常等情况，软件主动关闭使能命令，此为实现安全输出、监控总线完整性、监控软件安全运行(安全看门狗)的辅助控制方法。

在实际应用中，上述功率输出器可以由反激式隔离型开关电源实现。

下面以具体实例对磁耦合器、负电压源、功率输出器的工作原理进行详细说明。

首先，参见图3所示，以磁耦合器由三绕组变压器来实现为例，磁耦合器输出脉冲驱动信号的工作原理可以为：磁耦合器的输入侧中的直流控制端为可以由直流控制线圈N1实现，磁耦合器的输入侧中的交流控制端可以由交流控制线圈N2实现，输出侧可以由驱动线圈N3实现。若关闭双通道控制命令发生器的第一通道输出至线圈N1的第一通道控制条件信号，则磁耦合器进入高阻状态，驱动线圈N3无输出；若关闭双通道控制命令发生器的第二通道输出至线圈N2的第二通道控制条件信号，磁耦合器无功率驱动，驱动线圈N3也无输出，以此原理实现“与”逻辑。那么，当线圈N1通入双通道控制命令发生器的第一通道输出的额定电流的第一通道控制条件信号后，磁芯达到饱和状态，此时线圈N2通入双通道控制命令发生器的第二通道输出的第二通道控制条件信号，就可以在线圈N3得到一定功率放大后的同频率信号，即可以得到可以输出至功率输出器的脉冲驱动信号。

N1、N2两个控制线圈的输入控制条件信号是由双通道逻辑控制单元通过系统总线两通道软件周期性发送特定使能命令而来，任一通道软件因故障停发，或发错命令都将导致输出关闭，这是实现安全输出、监控总线完整性、监控软件安全运行(安全看门狗)的控制方法。

其次，参见图4A或图4B所示，负电压源输出负功率驱动电压的工作原理可以为：在负电压源接收到磁耦合器输出的脉冲驱动信号后，负电压源可以通过高可靠性薄膜电容C1作为能量传递和翻转器件，将脉冲驱动信号进行翻转，经后级电容C2平滑滤波后输出小功率的直流负功率驱动电压。

最后，参见图5所示，以功率输出器由反激式受控隔离开关电源来实现为例，功率输出器输出功率驱动电压的工作原理为：以功率变压器作为能量传递及隔离器件，将前级输出的脉冲驱动信号(如磁耦合器输出的脉冲驱动信号或负电压源输出的负功率驱动电压)作为驱动源，控制开关管驱动变压器初级回路导通-关断，在变压器输出侧输出电功率，经LC平滑滤波得到隔离的直流功率驱动电压。这样，就可以输出该功率驱动电压。

由上述内容可知，本申请实施例所提供的安全输出电路，采用模块化设计思想，由双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器、功率输出器三大部分构成，可以实现以下有益效果：

(1)任何一级输出信号均支持回读校验功能，实现了反应式故障安全逻辑；

(2)通过双通道控制命令发生器和磁耦合器结合来实现逻辑“与”型脉冲驱动信号，实现二取二组合式故障安全设计逻辑；

(3)使用磁耦合器单一器件来实现逻辑与门电路结构，电路结构简洁，元器件数量较少，占用板卡面积较小，使用寿命增长，过载能力较强，故障率较低，安全性和可靠性相对较高；

(4)通过双通道控制命令发生器与系统总线关联，将双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号作为磁耦合器的使能信号，并非单纯靠器件引脚输出的简单方波脉冲来作为逻辑与门的使能信号，能够对控制条件信号进行安全检查；

(5)内部各级输出的安全控制相关电源均为负电源，能够避免发生短路情况下造成输出持续有效无法关断的事故，降低元器件故障时安全等级下降的风险；

(6)功率输出器采用反激式隔离型开关电源实现，输出功率可达10W以上，效率达70％以上，能够驱动更大功率的负载；

(7)未使用偏极继电器，不含有机械结构，能够加快响应速率，及时关断输出电路；

(8)经失效模式分析，上述安全输出电路内任何器件故障都不影响导向安全功能。

如此，能够大大提高安全输出电路的安全性，进而将该安全输出电路应用于安全控制系统中时，能够大大提高该安全控制系统的安全等级。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种控制方法。应用于上述一个或多个实施例中的安全输出电路。

图6为本申请实施例中的控制方法的流程示意图，参见图6所示，该控制方法可以包括：

S601：双通道逻辑控制单元通过控制双通道系统总线的使能命令的输出，控制双通道控制命令发生器输出相应状态的控制条件信号；

这里，双通道控制命令发生器输出的控制条件信号包括两路，其中，每一路控制条件信号的状态分别包括：有效或无效。

具体来说，双通道逻辑控制单元通过控制双通道系统总线的使能命令的输出，分别控制双通道控制命令发生器输出的每一路控制条件信号是否有效。

S602：当双通道逻辑控制单元控制双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号的状态均为有效时，磁耦合器输出有效的脉冲驱动信号。

在本申请其它实施例中，两路控制条件信号可以是指恒流控制信号和PWM信号，那么，在具体实施过程中，上述S601可以包括以下步骤6011～6012：

步骤6011：双通道逻辑控制单元中的第一通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第一通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器中的恒流源输出相应状态的恒流控制信号；

这里，恒流控制信号的状态包括：有效或无效；

具体来说，双通道逻辑控制单元中的第一通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第一通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器中的恒流源输出的恒流控制信号是否有效。

步骤6012：双通道逻辑控制单元中的第二通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第二通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器中的脉冲宽度调制PWM发生器输出相应状态的PWM信号。

这里，PWM信号的状态包括：有效或无效

具体来说，双通道逻辑控制单元中的第二通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第二通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器中的脉冲宽度调制PWM发生器输出的PWM信号是否有效。

在具体实施过程中，上述步骤6011可以包括：双通道逻辑控制单元中的第一通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第一通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器的第一通道脉冲源输出相应状态的第一通道脉冲序列，其中，第一通道脉冲序列的状态包括：有效或无效；第一通道逻辑控制单元通过控制双通道控制命令发生器的第一通道输出有效或无效的第一通道脉冲序列，控制双通道控制命令发生器中的恒流源输出相应状态的恒流控制信号，其中，恒流控制信号的状态包括：有效或无效。

在具体实施过程中，上述步骤6012可以包括：双通道逻辑控制单元中的第二通道逻辑控制单元通过控制系统总线的第二通道周期性地发送使能命令，控制双通道控制命令发生器的第二通道脉冲源输出相应状态的第二通道脉冲序列，其中，第二通道脉冲序列的状态包括：有效或无效；第二通道逻辑控制单元通过控制双通道控制命令发生器的第二通道输出有效或无效的第二通道脉冲序列，控制双通道控制命令发生器中的PWM发生器输出相应状态的PWM信号，其中，PWM信号的状态包括：有效或无效。

在本申请另一实施例中，上述S602可以包括：当磁耦合器的输入侧中的直流控制端所接收到的恒流控制信号的状态为有效，且磁耦合器的输入侧中的交流控制端所接收到的PWM信号的状态为有效时，磁耦合器的输出侧中的驱动线圈输出有效的脉冲驱动信号。

在实际应用中，上述第一通道脉冲序列、第二通道脉冲序列、恒流控制信号、PWM信号、脉冲驱动信号等信号的状态分别包括：有效或无效。作为示例，可以将符合预定条件的第一通道脉冲序列、第二通道脉冲序列、恒流控制信号、PWM信号、脉冲驱动信号等视为有效。

举例来说，可以将符合预设频率的第一通道脉冲序列视视为有效的第一通道脉冲序列；可以将符合预设频率的第二通道脉冲序列视为有效的第二通道脉冲序列；可以将符合预设恒定电流值的恒流控制信号视为有效的恒流控制信号；可以将符合预设占空比的PWM信号视为有效的PWM信号；可以将符合预设频率或预设功率的脉冲驱动信息号视为有效的脉冲驱动信号。当然，还可以为其它，本申请实施例对此不做具体限定。

由上述内容可知，本申请实施例所提供的控制方法，通过双通道逻辑控制单元通过控制双通道系统总线的使能命令的输出，控制双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号是否有效；当双通道逻辑控制单元控制双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号均为有效的时，磁耦合器才输出有效的脉冲驱动信号。这样，当双通道系统总线异常导致使能命令错误或者双通道逻辑控制单元关闭使能命令的输出时，就可以及时关闭双通道控制命令发生器的输出，使得双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号无效，从而，能够及时关闭磁耦合器的输出，进而使得整个安全输出电路关断输出。如此，能够提高安全输出电路的安全性。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种检测方法。应用于上述一个或多个实施例中的安全输出电路。其中，双通道逻辑控制单元具有回读检测单元。

图7为本申请实施例中的检测方法的流程示意图一，参见图7所示，该检测方法可以包括：

S701：回读检测单元对安全输出电路中的输出信号进行回读检测；

其中，安全输出电路中的输出信号可以包括：双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号、磁耦合器输出的脉冲驱动信号、功率输出器输出的功率驱动电压中的一种或多种。当然，还可以包括其它，如双通道脉冲源输出的两路脉冲序列。这里，本申请实施例不做具体限定。

S702：当回读检测单元检测到输出信号出现错误或异常时，回读检测单元向双通道逻辑控制单元发送用于关闭使能命令的输出的关闭命令；

S703：双通道逻辑控制单元响应于关闭命令，控制双通道系统总线关闭输出使能命令。

由上述内容可知，本申请实施例所提供的检测方法，在双通道逻辑控制单元中设置回读检测单元，在双通道控制命令发生器、磁耦合器、功率输出器中的一个或多个所输出的输出信号进入双通道逻辑控制单元，可以通过回读检测单元对各级输出信号进行回读检测，而当回读检测单元检测到各级输出信号出现错误或异常时，就可以向双通道逻辑控制单元发送用于关闭使能命令的输出的关闭命令，使得双通道逻辑控制单元控制双通道系统总线关闭输出使能命令。这样，通过在安全输出电路中的输出信号出现错误或异常时及时关闭使能命令的输出，就可以及时关闭双通道控制命令发生器、磁耦合器以及功率输出器的输出，实现整个安全输出电路关断输出。如此，能够提高安全输出电路的安全性。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种检测方法。应用于上述一个或多个实施例中的安全输出电路。其中，双通道逻辑控制单元具有回读检测单元。

图8为本申请实施例中的检测方法的流程示意图二，参见图8所示，该检测方法可以包括：

S801：双通道逻辑控制单元通过控制双通道系统总线向双通道控制命令发生器发送主动故障检测命令，控制安全输出电路基于主动故障检测命令产生输出信号；

其中，主动故障检测命令用于对安全输出电路进行故障检测。

这里，安全输出电路基于主动故障检测命令产生的输出信号可以包括：双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号、磁耦合器输出的脉冲驱动信号、功率输出器输出的功率驱动电压中的一种或多种。当然，还可以为其它，这里，本申请实施例不做具体限定。

在实际应用中，双通道逻辑控制单元可以对双通道系统总线的双通道或任一单通道进行如下操作：控制双通道系统总线中断使能命令的输出、控制双通道系统总线改变使能命令的发送周期、控制双通道系统总线发送错误的使能命令中的一种或多种，来实现控制双通道控制命令发生器向双通道控制命令发生器发送主动故障检测命令。以便触发回读检测单元主动对各级输出信号进行回读检测来实现主动对安全输出电路进行故障检测。

S802：回读检测单元对安全输出电路中的输出信号进行回读检测；

在实际应用中，回读检测单元可以通过对安全输出电路在主动故障检测命令下的输出信号进行回读检测，来检测安全输出电路在主动故障检测命令下是否能够输出正常的各级输出信号，来实现对安全输出电路进行故障检测。

S803：当回读检测单元检测到输出信号正常时，回读检测单元向双通道逻辑控制单元发送用于指示安全输出电路发生故障的故障指示信息。

在实际应用中，在主动故障检测命令下，如果回读检测单元检测到安全输出电路的能够输出正常的各级输出信号，那么，回读检测单元就可以确定该安全输出电路发生了故障，此时，回读检测单元就可以向双通道逻辑控制单元发送用于指示安全输出电路发生故障的故障指示信息。此外，双通道逻辑控制单元还可以向上级控制系统发送自身故障指示信息。

由上述内容可知，本申请实施例所提供的检测方法，在双通道逻辑控制单元中设置回读检测单元，以使双通道控制命令发生器、磁耦合器、功率输出器中的一个或多个所输出的输出信号支持回读校验功能，在需要对安全输出电路进行故障检测时，双通道逻辑控制单元可以通过控制双通道系统总线向双通道控制命令发生器主动故障检测命令，以便控制安全输出电路基于主动故障检测命令产生各级输出信号，接下来，回读检测单元就会对安全输出电路的各级输出信号进行回读检测，当回读检测单元检测到各级输出信号在主动故障检测命令下仍然正常时，就可以确定安全输出电路发生故障，此时，就可以向双通道逻辑控制单元发送用于指示安全输出电路发生故障的故障指示信息。这样，通过检测安全输出电路在主动故障检测命令下能否输出正常的输出信号来对安全输出电路进行故障检测。如此，能够提高安全输出电路的安全性。

这里需要指出的是：以上方法实施例的描述，与上述电路实施例的描述是类似的，具有同电路实施例相似的有益效果。对于本申请方法实施例中未披露的技术细节，请参照本申请电路实施例的描述而理解。

在本申请实施例中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、“‘口’字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种安全输出电路，其特征在于，所述电路包括：双通道逻辑控制单元、双通道控制命令发生器、磁耦合器和功率输出器，其中，

所述双通道逻辑控制单元，与双通道系统总线连接，用于控制双通道系统总线的使能命令的输出；

所述双通道控制命令发生器，与所述双通道系统总线连接，用于接收所述双通道系统总线输出的使能命令；基于所述使能命令，输出两路控制条件信号；

所述磁耦合器，分别与所述双通道控制命令发生器和所述功率输出器连接，用于基于所述两路控制条件信号，输出一路脉冲驱动信号；

所述功率输出器，用于基于所述脉冲驱动信号，输出功率驱动电压；

所述双通道控制命令发生器，包括：第一通道脉冲源、第二通道脉冲源、恒流源和脉冲宽度调制PWM发生器，其中，

所述第一通道脉冲源，用于输出第一通道脉冲序列；

所述第二通道脉冲源，用于输出第二通道脉冲序列；

所述恒流源，与所述第一通道脉冲源连接，用于接收所述第一通道脉冲源输出的所述第一通道脉冲序列；基于所述第一通道脉冲序列，输出恒流控制信号，并将所述恒流控制信号作为第一通道控制条件信号发送至所述磁耦合器；

所述PWM发生器，与所述第二通道脉冲源连接，用于接收所述第二通道脉冲源输出的第二通道脉冲序列；基于所述第二通道脉冲序列，输出PWM信号，并将所述PWM信号作为第二通道控制条件信号发送至所述磁耦合器；

所述磁耦合器，分别与所述恒流源和所述PWM发生器连接，用于接收所述恒流控制信号和所述PWM信号；基于所述恒流控制信号和所述PWM信号，输出所述脉冲驱动信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述双通道控制命令发生器，包括：检查单元和输出单元，其中，

所述检查单元，用于基于所述两路控制条件信号，检查所述双通道系统总线的安全完整性；

所述输出单元，用于当所述检查单元检查到所述双通道系统总线的安全完整性为正常状态，输出所述两路控制条件信号。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输出单元还包括：输出使能器，其中，

所述输出使能器，用于当所述检查单元检查到所述双通道系统总线的安全完整性为异常状态，关闭输出所述两路控制条件信号；或者，用于当所述检查单元检查到所述双通道系统总线的安全完整性为正常状态，且所述使能命令为用于指示关闭输出的关闭命令，关闭输出所述两路控制条件信号。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述磁耦合器包括：输入侧和输出侧，其中，

所述输入侧包括：直流控制端和交流控制端，其中，所述直流控制端用于接收所述恒流控制信号，所述交流控制端用于接收所述PWM信号；

所述输出侧为一个驱动线圈，其中，所述驱动线圈用于当所述直流控制端所接收到的所述恒流控制信号的状态为有效，且所述交流控制端所接收到的所述PWM信号的状态为有效时，所述驱动线圈输出有效的所述脉冲驱动信号。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：负电压源，其中，

所述负电压源分别与所述磁耦合器和所述功率输出器连接；

所述负电压源，用于接收所述磁耦合器输出的所述脉冲驱动信号；基于所述脉冲驱动信号，输出负电压控制信号；

所述功率输出器，用于基于所述负电压控制信号，输出所述功率驱动电压。

6.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的安全输出电路；

所述方法包括：

所述双通道逻辑控制单元通过控制所述双通道系统总线的使能命令的输出，控制所述双通道控制命令发生器输出相应状态的控制条件信号，其中，所述控制条件信号包括两路，每一路控制条件信号的状态分别包括：有效或无效；

当所述双通道逻辑控制单元控制所述双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号的状态均为有效时，所述磁耦合器输出有效的所述脉冲驱动信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制条件信号包括：恒流控制信号和脉冲宽度调制PWM信号，其中，所述恒流控制信号的状态包括：有效或无效，所述PWM信号的状态包括：有效或无效；

所述双通道逻辑控制单元通过控制所述双通道系统总线的使能命令的输出，控制所述双通道控制命令发生器输出相应状态的控制条件信号，包括：

所述双通道逻辑控制单元中的第一通道逻辑控制单元通过控制所述系统总线的第一通道周期性地发送所述使能命令，控制所述双通道控制命令发生器的第一通道脉冲源输出相应状态的第一通道脉冲序列，其中，所述第一通道脉冲序列的状态包括：有效或无效；

所述第一通道逻辑控制单元通过控制所述双通道控制命令发生器的第一通道脉冲源输出有效或无效的第一通道脉冲序列，控制所述双通道控制命令发生器中的恒流源输出相应状态的所述恒流控制信号；

所述双通道逻辑控制单元中的第二通道逻辑控制单元通过控制所述系统总线的第二通道周期性地发送所述使能命令，控制所述双通道控制命令发生器的第二通道脉冲源输出相应状态的第二通道脉冲序列，其中，所述第二通道脉冲序列的状态包括：有效或无效；

所述第二通道逻辑控制单元通过控制所述双通道控制命令发生器的第二通道脉冲源输出有效或无效的第二通道脉冲序列，控制所述双通道控制命令发生器中的PWM发生器输出相应状态的所述PWM信号，其中，所述PWM信号的状态包括：有效或无效。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述当所述双通道逻辑控制单元控制所述双通道控制命令发生器输出的两路控制条件信号的状态均为有效时，所述磁耦合器输出有效的所述脉冲驱动信号，包括：

当所述磁耦合器的输入侧中的直流控制端所接收到的所述恒流控制信号的状态为有效，且所述磁耦合器的输入侧中的交流控制端所接收到的所述PWM信号的状态为有效时，所述磁耦合器的输出侧中的驱动线圈输出有效的所述脉冲驱动信号。

9.一种检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的安全输出电路，其中，所述双通道逻辑控制单元，包括：回读检测单元；

所述方法包括：

所述回读检测单元对所述安全输出电路中的输出信号进行回读检测，其中，所述输出信号包括：所述双通道控制命令发生器输出的所述两路控制条件信号、所述磁耦合器输出的所述脉冲驱动信号、所述功率输出器输出的所述功率驱动电压中的一种或多种；

当所述回读检测单元检测到所述输出信号出现错误或异常时，所述回读检测单元向所述双通道逻辑控制单元发送用于关闭所述使能命令的输出的关闭命令；

所述双通道逻辑控制单元响应于所述关闭命令，控制所述双通道系统总线关闭输出所述使能命令。

10.一种检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的安全输出电路，其中，所述双通道逻辑控制单元，包括：回读检测单元；

所述方法包括：

所述双通道逻辑控制单元通过控制所述双通道系统总线向所述双通道控制命令发生器发送主动故障检测命令，控制所述安全输出电路基于所述主动故障检测命令产生输出信号，其中，所述主动故障检测命令用于对安全输出电路进行故障检测，所述输出信号包括：所述双通道控制命令发生器输出的所述两路控制条件信号、所述磁耦合器输出的所述脉冲驱动信号、所述功率输出器输出的所述功率驱动电压中的一种或多种；

所述回读检测单元对所述输出信号进行回读检测；

当所述回读检测单元检测到所述输出信号正常时，所述回读检测单元向所述双通道逻辑控制单元发送用于指示所述安全输出电路发生故障的故障指示信息。

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