CN118380302B - 一种故障检测电路、离子注入机散热系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种故障检测电路、离子注入机散热系统，应用于故障检测技术领域，该故障检测电路包括反向输入模块、反向抑制处理模块、信号输出模块，通过反向输入模块获取预设传感器输出的感应信号的波形反转后的第一处理信号，通过反向抑制处理模块对第一处理信号进行滤波、放大及反向波形抑制等预处理，得到第二处理信号，并从感应信号的反转波形信号中提取出有效波形信号，利用信号输出模块基于该第二处理信号判断风扇电机运转是否正常，若否，则输出预警信号。选用本申请提供的故障检测电路，可实现对离子注入机散热系统的性能进行检测，从而保障离子注入机散热系统正常地对离子注入机进行散热处理，进一步保障离子注入机的性能与寿命。

Description

一种故障检测电路、离子注入机散热系统

技术领域

本申请涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种故障检测电路、离子注入机散热系统。

背景技术

离子注入机是一种用于半导体制造过程中的精密设备，通过将特定元素的离子注入到半导体材料中，以改变该半导体材料的电学性质。其中，离子注入机的散热问题是一种重要的问题，由于离子注入过程中，离子束会产生大量的热量，若离子束产生的热量未及时散发除去，极容易导致离子注入机内部温度升高，从而影响离子注入机的性能以及寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种故障检测电路，用于对离子注入机散热系统的性能进行检测，以保障离子注入机散热系统正常地对离子注入机进行散热处理，此外，本申请实施例还提供了一种离子注入机散热系统，以实现对离子注入机使用过程中离子束产生的热量进行散热。

第一方面，本申请提供了一种故障检测电路，所述电路包括：

反向输入模块、反向抑制处理模块以及信号输出模块；

所述反向输入模块，用于对预设传感器输出的感应信号进行波形反转，得到第一处理信号；

所述反向抑制处理模块，用于对所述第一处理信号进行预处理，得到第二处理信号，所述预处理包括：滤波处理、放大处理以及反向波形抑制处理；

所述信号输出模块，用于基于所述第二处理信号确定与所述预设传感器相连的风扇电机是否正常，若不正常，输出预警信号。

结合第一方面，在第二种可能的实施例中，所述信号输出模块包括：

数字信号转换单元，用于基于所述第二处理信号，输出目标感应数字信号；

信号反馈单元，用于对各所述数字信号转换单元输出的目标感应数字信号进行串联，并根据串联后的目标感应数字信号，输出预警信号。

结合第一方面，在第三种可能的实施例中，所述反向抑制处理模块包括：

滤波单元，用于对所述第一处理信号进行滤波处理，得到第一预处理目标信号；

放大单元，用于按照预设放大倍数，对所述第一预处理目标信号进行放大处理，得到第二预处理目标信号；

反向抑制处理单元，用于利用预设的二极管对所述第二预处理目标信号进行反向波形抑制处理，得到所述第二处理信号。

结合第一方面，在第四种可能的实施例中，所述预设传感器的感应信号、风扇电源的供电信号接入至所述反向输入模块；其中，所述感应信号中的正信号、所述供电信号的负信号接入至所述反向输入模块的预设供电反馈线，所述感应信号中的负信号接入至所述反向输入模块的预设信号线，所述供电信号的正信号接入至所述反向输入模块的预设供电线。

结合第一方面的第二种可能的实施例，在第五种可能的实施例中，所述信号反馈单元，包括：

预设单片机，用于基于所述目标感应数字信号计算相连的风扇电机的旋转周期，并根据所述旋转周期确定所述风扇电机是否旋转正常，若不正常，则输出预警信号。

结合第一方面的第五种可能的实施例，在第六种可能的实施例中，所述信号反馈单元，还包括：

继电器，所述继电器与所述预设单片机的输出连接，其中，所述故障检测电路中的继电器数量与预设单片机的数量相同，且各所述继电器之间串联。

结合第一方面的第六种可能的实施例，在第七种可能的实施例中，所述继电器用于：若所述预设单片机输出预警信号，由第一控制状态切换为第二控制状态。

结合第一方面的第七种可能的实施例，在第八种可能的实施例中，所述第一控制状态为闭合状态，所述第二控制状态为断开状态。

结合第一方面的第五种可能的实施例，在第九种可能的实施例中，所述基于所述目标感应数字信号计算相连的风扇电机的旋转周期，包括：

根据所述风扇电机带动的叶片数量，将目标数量个目标上升沿信号触发时间之和确定为所述风扇电机的旋转周期，其中，所述目标数量与所述叶片数量相同，所述目标上升沿信号为所述目标感应数字信号的上升沿信号。

结合第一方面的第五种可能的实施例，在第十种可能的实施例中，所述根据所述旋转周期确定所述风扇电机是否旋转正常，包括：

根据所述旋转周期计算所述风扇电机的转速，若所述风扇电机的转速小于预设转速阈值，则确定所述风扇电机旋转不正常。

第二方面，本申请提供了一种离子注入机散热系统，所述离子注入机散热系统包括：

散热风扇、故障检测电路；所述散热风扇与所述故障检测电路同用同一组供电电源；

所述散热风扇，用于对离子注入机进行散热处理，所述预设传感器用于对所述散热风扇进行检测；所述故障检测电路用于对所述预设传感器输出的感应信号进行处理，并判断所述散热风扇是否正常，若不正常，输出预警信号；

所述故障检测电路为第一方面所述的故障检测电路。

结合第二方面，在第二种可能的实施例中，所述离子注入机散热系统还包括：

上位机，用于根据所述故障检测电路输出的预警信号进行预警。

本申请的有益效果：

本申请提供了一种故障检测电路、离子注入机散热系统，其中该故障检测电路包括：反向输入模块、反向抑制处理模块以及信号输出模块，通过该反向输入模块可获取预设传感器输出的感应信号的反转后的波形信号，即第一处理信号，然后再利用反向抑制处理模块对第一处理信号进行滤波、放大以及反向波形抑制等预处理，得到第二处理信号，进而从感应信号的反转波形信号中提取出有效波形信号，进一步利用信号输出模块基于该第二处理信号对风扇电机的运转是否正常进行判断，若不正常，则输出预警信号。

选用本申请提供的故障检测电路，可实现对离子注入机散热系统的性能进行检测，从而保障离子注入机散热系统正常地对离子注入机进行散热处理，进一步保障离子注入机的性能与寿命。

附图说明

在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本申请的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的故障检测电路的一种逻辑结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的霍尔传感器输出的波形的一种波形示意图；

图3示出了本申请实施例提供的反向输入模块的接入方法的一种示意图；

图4示出了本申请实施例提供的故障检测电路的另一种逻辑结构示意图；

图5a示出了本申请实施例提供的反向输入模块以及滤波单元的一种电路示意图；

图5b示出了本申请实施例提供的放大电路的一种电路示意图；

图5c示出了本申请实施例提供的反向波形抑制电路以及数字信号转换电路的一种电路示意图；

图5d示出了本申请实施例提供的预设单片机的一种电路示意图；

图5e示出了本申请实施例提供的继电器的一种电路示意图；

图6示出了本申请实施例提供的经本申请提供的故障检测电路进行波形转换处理后的目标感应数字信号的一种波形示意图；

图7示出了本申请实施例提供的确定风扇电机的旋转周期的一种处理示意图；

图8示出了本申请实施例提供的离子注入机散热系统的一种逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

如背景技术所描述的，离子注入机的散热问题是一个重要的问题，决定了离子注入机设备的性能与寿命。通常，离子注入机会配备有相应的散热系统，以确保离子注入机在正常的工作温度范围内运行。

常见的散热系统包括：水冷散热、风扇散热。其中，水冷散热用于将特定部件产生的热量传递到水中，通过水的循环来带走热量。风扇散热用于增加空气流动，加快热量散发。对于风扇散热的情形，由于离子注入机的散热效果取决于散热风扇是否工作正常，因此，现有技术中常对散热风扇的工作状态进行检测，以确保该散热风扇的正常运行。

由于散热风扇通常使用的是直流电机，可通过测量散热风扇的转速确定散热风扇的运行状况，常见的确定散热风扇的转速的方法有：

方法1：使用光电传感器测速。其中，光电测速传感器具有准确、快速、受环境因素影响小的优点，但是测速码盘及激光对射传感器的安装需要较大的体积以及较为精准的安装位置，且测速码盘对风扇的转速有一定的影响。

方法2：使用测速发电机测速。其中，测速发电机转速检测法不需要进行复杂的信号识别。但是，方法2实现时需要较大的转速才能产生电流信号，且发电机的安装较为不便。

方法3：使用编码器测速。其中，测速编码器测速精准，集成度高。但是，一般集成式编码器都是与特殊的电机适配的，编码器较多的输出端口可以保证信号的精准和稳定。并且，对于较大的机台，过多过长的连接线将会影响机台的布线和维护，且较长的信号线长度容易产生信号的波动和干扰，需要对每台风扇编码器的连接线进行单独对接和信号识别，对于散热风扇较多的离子注入机机台来说方法3并不适用。

有鉴于此，本申请提供了一种故障检测电路、离子注入机散热系统，其中，该离子注入机散热系统中包含该故障检测电路，通过该故障检测电路对离子散热系统中的散热风扇的运行状态进行检测，以保障该离子散热系统的正常工作，进一步保障离子注入机的性能与寿命。

第一方面，本申请提供的故障检测电路可如图1所示，包括如下几个部分：

反向输入模块11、反向抑制处理模块12、信号输出模块13。

反向输入模块11，用于对预设传感器输出的感应信号进行波形反转，得到第一处理信号；

反向抑制处理模块12，用于对所述第一处理信号进行预处理，得到第二处理信号，所述预处理包括：滤波处理、放大处理以及反向波形抑制处理；

信号输出模块13，用于基于所述第二处理信号确定与所述预设传感器相连的风扇电机是否正常，若不正常，输出预警信号。

其中，该预设传感器用于对风扇的转动进行检测，作为一种实施方式，该预设传感器可以是磁场传感器，具体的，该磁场传感器可以是霍尔传感器。其中，霍尔传感器可以是安装于风扇旁，霍尔传感器的探针与风扇叶片之间的距离保持在风扇转动至探针位置处时，探针能够与风扇叶片接触。

在此实施方式中，可通过传感器的探针与风扇叶片接触对风扇转动进行检测。具体预设传感器的探针与风扇叶片接触，当风扇电机带动风扇叶片转动，该探针会划过风扇叶片。此时，探针与叶片接触时探针感测到的电压信号，与探针未与叶片接触时探针感测到的电压信号会不同，从而可根据探针感测到的电压信号变化对风扇转动情况进行监测。进一步通过此原理，可借助霍尔传感器对风扇转动情况进行探测，并基于探测结果实时输出感应信号。选用本申请实施例，只需将各个预设传感器设置于风扇叶片旁，且探针能够与风扇叶片接触即可，对安装位置精度要求不高，且预设传感器的体积可以灵活选择，如此可克服前述方法1~方法3存在的安装不便的问题。

在本申请实施例中，散热风扇数量与预设传感器的数量为1:1关系，即每一个预设传感器仅对一个散热风扇进行检测。本申请提供的故障检测电路与预设传感器的数量也为1:1关系，即每一个预设传感器的输出端均接有一个本申请提供的故障检测电路。

在本申请实施例中，预设传感器可以是任意输出传感信号的负半周期的信号质量比正半周期的信号质量好的传感器，以上述预设传感器为霍尔传感器为例，通过采用霍尔传感器对一个风扇的直流电机的转动进行识别，进一步利用本申请提供的故障检测电路对该霍尔传感器获取的感应信号进行处理，并输出感应波形。

作为一种示例，该感应波形可如图2所示。可以看出，该感应波形中存在部分杂波，波形质量较差，且幅值较小，远低于一般逻辑电压检测标准。此外，该感应波形的形状不规则，很难采用普通基于规律的电平脉冲信号进行检测的方式进行检测。并且，传统的波形转化方式是将波形转化为模拟量，然后通过模拟电压的幅值判断电压值的大小，但是由于霍尔传感器获得的感应电压的正负波形都会随着转速变化而变化，无法通过转化模拟量的方式对散热风扇的转速进行判断。

基于此，为了确保霍尔传感器输出的感应波形能够被正确识别和进一步的处理，可通过本申请提供的故障检测电路对该霍尔传感器输出的感应信号进行处理，将该感应信号转换为对散热风扇转速计算有利的信号。具体的，在一些实施方式中，将该霍尔传感器的输出端与本申请实施例提供的故障检测电路的反向输入模块连接。根据如图2所示的波形可以看出，霍尔传感器输出的感应波形中，负半周期波形（小于0V电压部分波形）的信号电压幅值相较正半周期波形（大于0V电压部分波形）幅值更大，质量更好。因此，本申请实施例中，优先基于感应信号的负半周期的电压信号进行处理。但是，如何从感应信号中去掉正半周期的电压信号，获取负半周期的电压信号成为待解决的技术难题。

在本申请实施例中，通过将反向输入模块11与预设传感器的感应信号、风扇电源的供电信号连接。现有技术中，通常在输入模块使用时，感应信号与风扇电源的供电信号的连接方式通常是：供电信号中的正信号与输入模块的预设供电线相连接，感应信号中的负信号与供电信号中的负信号接入输入模块的预设供电反馈线，然后感应信号中的正信号与输入模块的信号线相连接，如此可利用信号线获取感应信号中的正信号。

但是，由于霍尔传感器感应波形存在的特殊性，现有常用的连接方式会导致信号线输入的信号可用价值较低。因此，在本申请实施例中，可将预设传感器的感应信号、风扇电源的供电信号接入至反向输入模块11，具体按照如图3所示（也可如图5a中的虚线框1中所示）连接方式进行连接，从上至下具体为：

供电信号的正信号（即图中的供电信号(+)）接入至反向输入模块11的预设供电线。

感应信号中的正信号（即图中的感应信号(+)）、供电信号的负信号（即图中的供电信号(-)）接入至反向输入模块11的预设供电反馈线。

感应信号中的负信号（即图中的感应信号(-)）接入至反向输入模块11的预设信号线。

由于感应信号（+）与供电信号（-）接入了同一个预设供电反馈线，该预设供电反馈线后的电路是以供电信号电压的负端电平作为参考电平，此时记做0负，如此，感应信号的负半周期相较于参考电平（即供电电压负端电平）而言，就实现了信号翻转，变成了正半周期的信号。

在一些实施例中，可如图4所示，反向抑制处理模块12包括：

滤波单元121、放大单元122、反向抑制处理单元123。其中：

滤波单元121，用于对所述第一处理信号进行滤波处理，得到第一预处理目标信号；

放大单元122，用于按照预设放大倍数，对所述第一预处理目标信号进行放大处理，得到第二预处理目标信号；

反向抑制处理单元123，用于利用预设的二极管对所述第二预处理目标信号进行反向波形抑制处理，得到所述第二处理信号。

具体的，该滤波单元121可以是滤波器，该滤波器可通过电容实现。示例性的，该滤波单元可如图5a中虚线框2所示，由电容C1与电阻R1组成。该滤波器对霍尔传感器输出的感应波形进行滤波处理，以滤除感应波形中包含的杂波，从而获得尖峰平缓、毛刺较少的第一预处理目标信号。其中，滤波器执行滤波处理的具体原理可参考其他滤波器的滤波原理，本申请不做赘述，另外，本申请涉及的各类元器件，比如滤波器、继电器、二极管等等，各类元器件的型号、尺寸以及电学参数可根据实际需求灵活选择，本申请也不做严格限定。

在本申请实施例中，该故障检测电路还可包括：电压转换模块，该电压转换模块由第一电压转换单元以及第二电压转换单元组成，其中，第一电压转换单元用于将供电电源电压转换为继电器的供电端所支持输入的供电电压，示例性的，若整个离子注入机故障检测电路的供电电源（该供电电源与散热风扇的供电电源为同一个电源）电压为24V，继电器的供电端仅支持输入15V的电压，则可通过该第一电压转换单元将24V的电压转换为15V 的电压，然后输出至继电器的输入端。其中，该第一电压转换单元可由如图5a中虚线框3所示的电压转换器U2实现。

其中，第二电压转换单元用于将该15V的电压转换为滤波单元、放大单元、反向抑制处理单元的工作电压，该工作电压为5V，即该第二电压转换单元用于将15V的电压转换为5V的工作电压。然后将该工作电压输入至滤波单元、放大单元以及反向抑制处理单元的输入端，用于对滤波单元、放大单元以及反向抑制处理单元供电。其中，该第二电压转换单元可由如图5a中的虚线框4中所示的电压转换电路实现。

在本申请实施例中，放大单元122是具备信号放大功能的电路，具体的可如图5b中的虚线框5所示，放大单元122与滤波单元121相连，用于按照预设放大倍数，对滤波单元滤波处理得到的第一预处理目标信号进行放大。该预设放大倍数取决于预设传感器的输出信号电压幅值与数字信号转换单元最小支持处理的电信号峰值之间的比例关系。示例性的，若预设传感器的输出信号为0.2V，但是数字信号转换单元的最小支持处理峰值为2V的电信号，此时需要将输出信号放大10倍，则放大单元的放大倍数应该为10。

作为一种实施方式，预设放大倍数可通过调整运算放大器输入的分压电阻实现。作为一种优选的实施方式，该运算放大器可以是LM393运算放大器，其中，LM393运算放大器的外围电路中，输出波形的放大倍数由分压电阻R4与分压电阻R5的阻值决定。若想达到预设放大倍数为10，需要将输入的分压电阻R4与分压电阻R5的比例调整为1:10。如此，可获取第二预处理目标信号，该第二预处理目标信号的电压幅值为该第一预处理目标信号的电压幅值的预设放大倍数倍。

由于预设传感器的感应信号在反向输入模块进行了波形反转（可以理解为将如图2所示的波形沿着电压0V线进行了一次镜面翻转），此时第一处理信号或者第一预处理目标信号的波形均与预设传感器的感应信号正负相反。此时原感应信号的正信号被翻转至了负半周期，该负半周期的信号无需参与风扇转速计算过程中，因此在本申请实施例中，反向抑制处理单元核心是用于抑制掉输入的第二预处理目标信号中的负半周期的信号，即抑制掉原感应信号的正半周期的信号。

具体的，通过将第一预处理目标信号经过一个二极管，借助二极管正向导通、反向截止的特性，第一预处理目标信号中的负半周期信号无法通过该二极管抵达至后续的数字信号转换单元，从而实现了对第二预处理目标信号进行反向波形抑制处理的效果，进一步得到第二处理信号，该第二处理信号为第二预处理目标信号中的正半周期部分的信号，可更为精准地表现预设感应器的感应结果。具体的，作为一种示例，可通过如图5c的虚线框6对第二预处理目标信号进行反向波形抑制处理，具体借助虚线框6中的肖特基二极管U9实现。

预设传感器的感应信号经反向输入模块11进行波形反转，又经过反向抑制处理模块12的反向波形抑制处理得到了第二处理信号，接下来将该第二处理信号传入至信号输出模块13，由该信号输出模块13继续进行处理。在一些实施例中，可如图4所示，信号输出模块13包括：

数字信号转换单元131、信号反馈单元132，其中，信号反馈单元132又包括：预设单片机132-1、继电器132-2。其中：

数字信号转换单元131，用于基于所述第二处理信号，输出目标感应数字信号；

信号反馈单元132，用于对各所述数字信号转换单元输出的目标感应数字信号进行串联，并根据串联后的目标感应数字信号，输出预警信号。

在本申请实施例中，数字信号转换单元可以是任意具备数字信号转换的电子元件或者电子元件模块。作为一种优选的实施方式，该数字信号转换单元可以是电压比较器，可通过该电压比较器设置的采样电压阈值，对第二处理信号进行数字信号转换，进而实现将不规则的信号转换为标准的TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑电平）信号。

其中，采样电压阈值可根据实际情况进行灵活设置，比如根据选用的霍尔传感器输出信号波形的幅值结合放大器的比例进行灵活设置，本申请不做严格限定。

其中，该数字信号转换单元可如图5c中虚线框7所示，由电压比较器的核心元件U5对第二处理信号进行数字信号转换。作为一种优选的设置，该采样电压阈值可设置为2V。此时，第二处理信号中高于2V的部分将会转变为5V的TTL信号，低于2V部分会被转换为0V的电压信号，进一步得到如图6所示的目标感应数字信号。

然后，在一些实施例中，将该目标感应信号输入至预设单片机132-1中，由该预设单片机132-1基于目标感应信号计算出风扇电机的旋转周期，并由该预设单片机132-1根据计算得到的旋转周期确定风扇电机是否旋转正常，若不正常，则输出预警信号。其中，预设单片机为可支持数字信号计算的处理元器件，其型号、大小、尺寸以及安装方式本申请不做严格限定，按照实际需求灵活设置即可。

其中，作为一种实施方式，所述基于所述目标感应数字信号计算相连的风扇电机的旋转周期，包括：

根据所述风扇电机带动的叶片数量，将目标数量个目标上升沿信号触发时间之和确定为所述风扇电机的旋转周期，其中，所述目标数量与所述叶片数量相同，所述目标上升沿信号为所述目标感应数字信号的上升沿信号。

在本申请实施例中，预设传感器为上述通过探针与叶片接触进行探测的霍尔传感器，结合上述霍尔传感器的探测原理可知，霍尔传感器检测到的上升沿的数量与叶片数量之间呈一比一的关系。基于此，风扇电机旋转一个旋转周期，霍尔传感器检测到的上升沿的数量即等于风扇电机带动的叶片数量。示例性的，可如图7所示，假设风扇电机带动3个叶片旋转，则霍尔传感器检测到3个上升沿触发后的时间之和（即T1+T2+T3）正好对应一个风扇电机旋转了一次。因此，目标感应数字信号3个上升沿信号触发时间之和即对应风扇电机的一个旋转周期（对应图中的T_circle）。

如此，可快速根据风扇电机带动的叶片数量，从目标感应数字信号中确定出风扇电机的旋转周期，有效提高了风扇电机旋转故障检测的检测效率。

其中，作为一种实施方式，所述根据所述旋转周期确定所述风扇电机是否旋转正常，包括：

根据所述旋转周期计算所述风扇电机的转速，若所述风扇电机的转速小于预设转速阈值，则确定所述风扇电机旋转不正常。

在上述可根据风扇电机叶片数量，结合目标感应数字信号确定出风扇电机的旋转周期的基础上，可通过转速与旋转周期之间的转换关系（w=2π/T，w为转速，T为旋转周期），快速计算出风扇电机的转速，进一步通过计算得到的风扇电机的转速与预设的转速阈值之间的差异，判断风扇电机是否运行正常。示例性的，若风扇电机的转速小于预设转速阈值，则表明风扇旋转慢于实际需求，会导致散热效果较差，基于此可确定所述风扇电机旋转不正常，然后单片机输出预警信号。

在一些实施中，信号反馈模块中还包括继电器，继电器用于与所述预设单片机的输出连接，其中，所述故障检测电路中的继电器数量与预设单片机的数量相同，且各所述继电器之间串联。

作为一种实施方式，继电器用于：若所述预设单片机输出预警信号，由第一控制状态切换为第二控制状态。作为一种示例，该第一控制状态为闭合状态，第二控制状态为断开状态。

作为一种实施方式，预设单片机输出端与继电器之间通过一个三极管进行连接，可如图5d所示，预设单片机为图5d中的虚线框8中的器件模块U3，继电器为图5e中虚线框9中的器件模块U11。二者之间通过三极管连接，在预设单片机输出预警信号时，继电器的状态会由常闭状态切换为断开状态，实现状态变化。

在本申请实施例中，为各单片机的输出端设置一个继电器，具体可设置一个常闭状态的电磁继电器，且各个继电器串联。如此，一旦其中一个继电器在接收到预设单片机输出的预警信号后，会由常闭状态断开，一个继电器断开，则会导致整个信号反馈模块13无信号输出，进一步，可基于该无信号输出的结果确定风扇电机存在故障。如此，可实现高灵敏度地对风扇电机的运行状态进行检测。

在一些实施例中，该继电器的输出端可以与预警灯或者预警音响连接，一旦继电器由第一控制状态切换至第二控制状态，则预警灯或者预警音响通电，可通过灯光闪烁或者音响播放声音提醒当前风扇转动出现异常。

在一些实施例中，该继电器的输出端与上位机相连接，其中，上位机的接入端如图5e中虚线框10所示，上位机可通过接收继电器发出的电信号（即对应图5e中的上位机信号+以及上位机信号-），或者根据继电器的状态切换，确定风扇电机是否异常，若异常，则在上位机的交互界面上发出预警显示，比如高亮显示，或者发出告警声音，以提醒操作人员风扇电机存在异常，以便操作人员进一步采取维护措施。

第二方面，本申请提供了一种离子注入机散热系统，如图8所示，该离子注入机散热系统包括：

散热风扇81、预设传感器82、故障检测电路83以及上位机84。

散热风扇81与故障检测电路同用同一组供电电源。

散热风扇81，用于对离子注入机进行散热处理，预设传感器82用于对所述散热风扇进行检测；故障检测电路83用于对预设传感器82输出的感应信号进行处理，并判断散热风扇81是否正常，若不正常，输出预警信号。

其中，该故障检测电路83为第一方面所描述的故障检测电路，结合预设传感器82可实现对散热风扇81的功能进行检测，具体的检测原理参考第一方面的说明内容，此处不再赘述。

在一些实施例中，该散热风扇为散热风扇组，由若干个散热风扇组成。作为一种优选的实施方式，该散热风扇组中包括9台散热风扇。

该散热风扇组安装位置为离子注入机的机台的顶部，用于通过风能增加空气流动，带走离子束产生的热量，改善离子注入机内部的热量过热问题。作为一种实施方式，该散热风扇组并联，通过多个风扇电源进行供电，作为一种优选的实施方式，各风扇电源可以是24V的直流电压，每个风扇电源可为3台散热风扇供电。各散热风扇的工作功率可以为55W，风扇转速由模拟电压控制，电压越高，风扇转速越高。其中，若模拟电压输入为10V，风扇转速可最大达到2950RPM（Revolutions Per Minute，转/分）。

作为一种实施方式，该散热风扇由风扇驱动信号驱动运行，具体的，作为一种示例，可通过一个模拟量输出电路生成该风扇驱动信号驱动散热风扇运行，该模拟量输出电路可输出0V~10V的风扇驱动模拟量电压，从而控制风扇的转速由0RPM至2590RPM。

在本申请实施例中，每一个散热风扇后接入一个故障检测电路，由各自对应的故障检测电路对自身的功能进行检测。在本申请实施例中，故障检测电路中的信号反馈单元可通过连锁线以及识别端口，将各个风扇的故障检测电路后的继电器串联起来，以实现对接收到检测信号进行信号串联。如此，一旦其中一个检测信号显示风扇功能异常，则信号反馈电路可确定存在散热风扇异常，然后输出对应的告警信号。

作为一种实施方式，该由继电器串联产生的电路可称为一种硬件联锁电路。将该故障检测电路与各个继电器之间采用集成式板卡进行设计，以实现上述的基于故障检测电路输出的检测信号确定是否输出告警信号。

在一些实施例中，该上位机84用于根据故障检测电路输出的预警信号进行预警。在本申请实施例中，上位机84为上位机控制软件，该上位机控制软件的与该信号反馈电路相连接，具体的信号反馈单元的输出信号为该上位机控制软件的输入信号。上位机控制软件用于基于故障检测电路输出的信号，在自身的交互界面中进行显示。作为一种示例，若信号反馈单元输出故障告警信号，该上位机控制软件可基于接收到的故障告警信号在上位机软件系统的交互界面中高亮显示，以提醒操作人员可基于界面显示内容判断散热风扇是否异常。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

Claims (10)

1.一种故障检测电路，其特征在于，所述电路包括：

反向输入模块、反向抑制处理模块以及信号输出模块；

所述反向输入模块，用于对预设传感器输出的感应信号进行波形反转，得到第一处理信号；

所述反向抑制处理模块，用于对所述第一处理信号进行预处理，得到第二处理信号，所述预处理包括：滤波处理、放大处理以及反向波形抑制处理；

所述信号输出模块，用于基于所述第二处理信号确定与所述预设传感器相连的风扇电机是否正常，若不正常，输出预警信号；

所述预设传感器的感应信号、风扇电源的供电信号接入至所述反向输入模块；

其中，所述感应信号中的正信号、所述供电信号的负信号接入至所述反向输入模块的预设供电反馈线，所述感应信号中的负信号接入至所述反向输入模块的预设信号线，所述供电信号的正信号接入至所述反向输入模块的预设供电线。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号输出模块包括：

数字信号转换单元，用于基于所述第二处理信号，输出目标感应数字信号；

信号反馈单元，用于对各所述数字信号转换单元输出的目标感应数字信号进行串联，并根据串联后的目标感应数字信号，输出预警信号。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述反向抑制处理模块包括：

滤波单元，用于对所述第一处理信号进行滤波处理，得到第一预处理目标信号；

放大单元，用于按照预设放大倍数，对所述第一预处理目标信号进行放大处理，得到第二预处理目标信号；

反向抑制处理单元，用于利用预设的二极管对所述第二预处理目标信号进行反向波形抑制处理，得到所述第二处理信号。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号反馈单元，包括：

预设单片机，用于基于所述目标感应数字信号计算相连的风扇电机的旋转周期，并根据所述旋转周期确定所述风扇电机是否旋转正常，若不正常，则输出预警信号。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述信号反馈单元，还包括：

继电器，所述继电器与所述预设单片机的输出连接，其中，所述故障检测电路中的继电器数量与预设单片机的数量相同，且各所述继电器之间串联。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述继电器用于：若所述预设单片机输出预警信号，由第一控制状态切换为第二控制状态，其中，所述第一控制状态为闭合状态，所述第二控制状态为断开状态。

7.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述基于所述目标感应数字信号计算相连的风扇电机的旋转周期，包括：

根据所述风扇电机带动的叶片数量，将目标数量个目标上升沿信号触发时间之和确定为所述风扇电机的旋转周期，其中，所述目标数量与所述叶片数量相同，所述目标上升沿信号为所述目标感应数字信号的上升沿信号。

8.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述根据所述旋转周期确定所述风扇电机是否旋转正常，包括：

根据所述旋转周期计算所述风扇电机的转速，若所述风扇电机的转速小于预设转速阈值，则确定所述风扇电机旋转不正常。

9.一种离子注入机散热系统，其特征在于，所述离子注入机散热系统包括：

散热风扇、预设传感器、故障检测电路；所述散热风扇与所述故障检测电路同用同一组供电电源；

所述散热风扇，用于对离子注入机进行散热处理，所述预设传感器用于对所述散热风扇进行检测；所述故障检测电路用于对所述预设传感器输出的感应信号进行处理，并判断所述散热风扇是否正常，若不正常，输出预警信号；

所述故障检测电路为如权利要求1至权利要求8任一所述的故障检测电路。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述离子注入机散热系统还包括：

上位机，用于根据所述故障检测电路输出的预警信号进行预警。