在当今工业领域，安全关键型应用的可靠性和安全性至关重要。高性能电压监控器凭借其集成的安全功能，为提高系统性能、满足 IEC 61508 功能安全标准提供了有效的解决方案，进而帮助系统符合该标准。
功能安全标准概述
各行各业的安全关键型应用通常都需遵守功能安全标准。IEC 61508 标准作为电气 / 电子 / 可编程电子安全相关系统功能安全标准，是众多行业特定标准的基础，如过程工业的 IEC 61511、机械工业的 IEC 62061、核电工业的 IEC 61513 等。
虽然特定行业标准优先于 IEC 61508，但通常要求使用 SRS 中的组件证明符合功能安全标准。可通过按特定行业标准开发组件、使用 “经使用验证” 参数、遵循基本安全标准 IEC 61508 或采取额外架构缓解措施来实现。
安全仪表系统（SIS）
IEC 61508 的 E/E/PE SRS 在不同行业有不同称呼，本文统称 “SIS”。典型 SIS 包含至少一个安全仪表功能（SIF），SIF 由输入子系统、逻辑解算器子系统和终元件子系统组成，用于在需求发生时将受控设备（EUC）置于安全状态。
监控电路在 SIS 中作用显著，可在输入子系统检测异常、在逻辑解算器子系统监测电源或其他微控制器功能和信号故障，或作为 SIF 使系统进入安全状态。
高性能监控电路实现工业功能安全合规性
可通过安全完整性等级（SIL）量化 IEC 61508 合规性。每个 SIF 有 SIL 评级，IEC 61508 规定了 SIL 1 到 SIL 4 四个级别，SIL 4 可靠。通常先进行危险分析和风险评估，确定所需 SIL 等级。
定量可靠性要求：IEC 61508 针对 SIF 的目标故障测量规定了相应 SIL。影响随机硬件故障平均概率的因素众多，监控电路可作为诊断措施，检测危险故障，降低未检测到的危险故障概率。
架构约束：IEC 61508 对 SIS 的稳健性和结构有要求。架构约束需考虑元件复杂性和类型，分为 A 类和 B 类元件。SFF 衡量元件倾向于安全状态失败的指标，HFT 为 N 意味着 N + 1 是可能导致安全功能丧失的故障数。诊断覆盖率用于评估 SIS 诊断措施揭示危险故障的表现，与 SFF 相关。监控电路可检测多种故障模式，提高 SIF 的 SIL 等级。
系统安全完整性：系统安全完整性要求本质上是定性的，需检查硬件和软件的设计、生产和测试程序。SIL 越高，检查越严格，需组件制造商提供更多文件。IEC 61508 规定了消除 SIS 安全生命周期各阶段系统故障的技术和措施。良好的质量管理体系（QMS）对系统安全完整性至关重要，拥有 ISO 9001:2015 质量管理体系可加快过程。
使用集成解决方案改进功能安全设计
为设计符合功能安全要求的系统，需考虑诸多要求。使用具有集成安全功能的元件可简化系统级实施，提高系统可靠性和诊断覆盖率。例如，ADI 的 MAX42500 将多种安全功能集成在一个封装中，为安全关键电路提供足够的诊断覆盖率，满足多种措施要求。
此外，符合或获得 IEC 61508 的元件可提供必要的安全文档支持。虽可使用非合规产品提高系统诊断覆盖率和稳健性，但系统设计人员需获取必要的安全文件以满足功能安全合规性要求。
