[提要] 霍爾器件是一種半導(dǎo)體的磁敏器件，用于測(cè)量磁場(chǎng)的有無，大小及方向。

　　隨著電動(dòng)自行車的飛速發(fā)展,HALL(霍爾)這個(gè)原本陌生的名詞被大家所熟悉,但是在實(shí)際使用中,它的存在也確實(shí)增加了無刷電機(jī)的故障率。更多時(shí)候行業(yè)的工程師們會(huì)去考究HALL器件的品質(zhì)和穩(wěn)定性，而忽略了一個(gè)重要的問題――HALL應(yīng)該怎么用?下面就我個(gè)人的理解發(fā)表一點(diǎn)我的觀點(diǎn)，僅工業(yè)內(nèi)人士參考:
　　首先簡(jiǎn)單介紹一下HALL：
　　霍爾器件是一種半導(dǎo)體的磁敏器件，用于測(cè)量磁場(chǎng)的有無，大小及方向。由于它對(duì)磁敏感，本身又有放大電路集成在內(nèi)部，因此輸出訊號(hào)較大，使用中不再加運(yùn)放放大，用起來非常方便。
　　從應(yīng)用來看，分成線性及開關(guān)兩類，開關(guān)應(yīng)用中又分為單極、雙極及鎖存三種工作模式。
　　其次來看看HALL怕什么：
　　1．在測(cè)試及焊接過程中的注意事項(xiàng)――防止靜電燒毀
　　靜電對(duì)半導(dǎo)體器件的毀壞作用，日益顯得突出，由于半導(dǎo)體器件是微功率器件，在集成電路中每一個(gè)晶體管的功率很小，耐壓有一定的要求。如果受靜電的沖擊，很容易損壞。
　　靜電在日常生活及實(shí)驗(yàn)室中處處存在。靜電是由于兩種或多種物品的摩擦而引起的，例如毛衣和尼龍衣服的摩擦，可以產(chǎn)生靜電放電。在黑暗處可以看到火花，聽到放電的聲音，有時(shí)切割材料，也是產(chǎn)生摩擦，引起靜電。靜電由摩擦產(chǎn)生，因此靜電勢(shì)的高低也是依據(jù)不同的物質(zhì)及摩擦的情況而定的。
　　按照靜電的大小，分為三類：
　　(1) 第一類是所用的元器件，對(duì)靜電放電最敏感，其靜電電壓在0-1000伏之間就會(huì)損壞器件。
　　(2) 第二類是所用的元器件，對(duì)靜電放電敏感，其靜電電壓為1000-4000伏之間，在這一電壓下，會(huì)損壞器件。
　　(3) 第三類是所用的元器件，對(duì)靜電放電不敏感，其靜電電壓高到 4000-15000伏，才損壞器件。
　　一般霍爾開關(guān)及線性電路是屬于第一類的器件，因此很容易受靜電的損壞。HALL器件在出廠時(shí)用金屬紙袋包裝，或是用去靜電的塑料袋包封，以防止靜電的損傷。但在運(yùn)輸過程中，由于摩擦，包裝表面也會(huì)產(chǎn)生靜電，為了防止靜電損壞器件，要求在啟封后，嚴(yán)格遵循下列程序：
　　(1) 對(duì)測(cè)試人員，最好穿無靜電的棉布衣服。如果穿毛衣或尼龍衣服，則會(huì)產(chǎn)生靜電。因此要求在手腕上或腳上帶一只金屬環(huán)。該環(huán)與地線相接，如果身上出現(xiàn)靜電，則能很快消除。
　　(2) 所用測(cè)試工具臺(tái)及其他金屬部分也應(yīng)接地。如果不采取措施而身上帶有高壓靜電，則：一種情況是霍爾器件處于與地絕緣的狀態(tài)。則在取霍爾器件時(shí)，霍爾器件與操作人員同電位，在測(cè)試時(shí)由于測(cè)試系統(tǒng)接地，會(huì)造成對(duì)地短路的情況。則在接觸霍爾器件時(shí)，即會(huì)通過霍爾器件對(duì)地放電而損壞器件。
　　(3)測(cè)試時(shí)要求使用輸出低阻抗恒壓源，并要求由較高的負(fù)載能力，例如無負(fù)載時(shí)，電壓為5伏，接上霍爾器件后，仍然是5伏。 在測(cè)試系統(tǒng)中，要加保護(hù)電路，以吸收外電路及電源起伏時(shí)帶來的影響。前面說過靜電的產(chǎn)生是由于物體的摩擦，因此靜電電壓的高低是不確定的，所帶的電荷也是不確定的，這就意味著經(jīng)過靜電放電沖擊的霍爾器件不是每一只一定損壞掉。它們?cè)诮?jīng)過靜電放電后會(huì)有不同程度的損壞。但是這種不同程度的損壞，在今后的使用中，影響到它的壽命。有些嚴(yán)重?fù)p壞的，可能當(dāng)時(shí)就不能用，已經(jīng)失去邏輯作用。而輕微損傷的器件，在今后的使用中，會(huì)慢慢呈現(xiàn)出來。
　　2．在焊接過程中的管腳變形――停止機(jī)械損傷
　　應(yīng)該說這一點(diǎn)在整個(gè)電動(dòng)車電機(jī)行業(yè)是非常普遍的現(xiàn)象，做為電子類器件，可能沒有哪個(gè)器件能夠跟HALL一樣被直接的安裝在鐵芯上,用器件本身做固定本體，用器件管腳跟連接導(dǎo)線直接焊接，這樣的使用方法對(duì)器件本身就是非常嚴(yán)酷的損傷過程，HALL器件的管腳和內(nèi)部晶元的連接本來就是非常纖細(xì)的金屬絲，如果管腳被機(jī)械變形，那么同樣會(huì)對(duì)器件造成軟損傷，其表現(xiàn)狀況和前面提到的靜電損傷是一樣的，也是不可測(cè)的。目前我公司已與日本AKE公司合作成功開發(fā)出帶管腳保護(hù)功能的保護(hù)套來從根本上杜絕此事件。
　　3.電機(jī)檢測(cè)和客戶檢測(cè)過程――防止二次損傷
　　二次損傷主要來自電機(jī)廠家出廠檢測(cè)和整車廠家進(jìn)料檢測(cè)，其中最主要的二次損傷點(diǎn)有:二次靜電損傷和誤接觸損傷,而這里的根本原因應(yīng)該出在大家的標(biāo)準(zhǔn)插件使用不合適，HALL的5根引出線用接插件全部是獨(dú)立且暴露狀態(tài)。非常容易導(dǎo)致接觸外界靜電導(dǎo)致?lián)p傷；也同樣很容易發(fā)生某個(gè)插件接觸電源電壓造成擊穿損傷。對(duì)于這一點(diǎn)來說,比較好的解決方法就是改變接插件方式，采用集成線束的排針方式，徹底隔離二次損傷。目前我公司已經(jīng)與綠源集團(tuán)共同開發(fā)此插件標(biāo)準(zhǔn)。
　　4．選擇器件時(shí)候應(yīng)該注意的事項(xiàng)――不一致性損傷
　　由于目前行業(yè)技術(shù)和測(cè)試設(shè)備的限制,現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)尚沒有哪一家可以真正的對(duì)HALL做全方面的檢測(cè)，大家常用的檢測(cè)方法一般都是上機(jī)做實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn),況且都是取樣測(cè)試，那么就很難真正驗(yàn)證出HALL的隱藏參數(shù)：觸發(fā)點(diǎn)的一致性?？梢詼y(cè)試到的大多都只是：能否正常工作,能否在高溫度下工作,能否具備置換通用性等。而在長(zhǎng)期使用中,一致性恰好是很關(guān)鍵的參數(shù)，同樣目前國內(nèi)器件與國外器件的本質(zhì)區(qū)別也在于產(chǎn)品的一致性，大家在使用的時(shí)候都是3顆為一組來使用。你目前所可以做到的控制器件的常用方法就是控制渠道，通過正規(guī)的渠道，獲取正規(guī)的產(chǎn)品,除此以外目前尚沒有更好的解決辦法。
　　5．大功率電機(jī)使用應(yīng)注意的――溫度防護(hù)
由于行業(yè)的特殊性，大家在設(shè)計(jì)HALL位置的時(shí)候通常會(huì)直接在定子上開槽來安放HALL器件。那么由此而來的對(duì)設(shè)計(jì)溫度的控制和對(duì)器件溫度的選擇就變的很關(guān)鍵了。通常來說電機(jī)的設(shè)計(jì)溫度都會(huì)B級(jí)絕緣下選擇，一般在130度為臨界點(diǎn)，那么對(duì)HALL的選擇也會(huì)集中選擇125度的耐溫點(diǎn)。不過在實(shí)際使用過程中,由于HALL是直接固定在定子上,而繞組也恰好在定子上,就是說HALL實(shí)際是在發(fā)熱源上,一般電機(jī)在連續(xù)爬坡的情況下比較容易使繞組出現(xiàn)短時(shí)間大溫升――超過130度,而此熱量會(huì)直接傳遞到HALL,造成HALL信號(hào)飄逸，甚至HALL晶元部分損傷，導(dǎo)致工作失靈。所以一般來說,除非使用隔離保護(hù)套,否則在設(shè)計(jì)功率容量大的電機(jī)時(shí)候，應(yīng)該選擇更高耐溫等級(jí)的器件，當(dāng)然設(shè)計(jì)成本需要考慮。目前我公司采用的是與日本AKE公司合作開發(fā)的具有溫度隔離和管腳保護(hù)雙重功能的保護(hù)套結(jié)構(gòu)。

　　最后來看看行業(yè)常用的保護(hù)方法與其有效性：
　　1．直接固定法
　　這種方式曾經(jīng)是行業(yè)里通用方式，但是它確實(shí)是最不合理的方式，現(xiàn)在很多規(guī)范化的企業(yè)都已經(jīng)改變做法，只有很少的小企業(yè)還在使用,因?yàn)樯厦娓緵]有什么保護(hù)方式，所以不多闡述。

　　2．這是目前的主流方式，它因?yàn)槭鞘褂昧穗娐钒?比較好的保護(hù)了器件焊接時(shí)候的機(jī)械損傷，和人為的靜電損傷。但是它的缺陷就是仍舊無法保證管腳不被扭變形，于是就有了另外的保護(hù)方式。

　　3．這里比第二中方法主要是增加了一個(gè)帶三孔的保護(hù)套,主要是想保護(hù)管腳根部的機(jī)械變形，這是對(duì)器件機(jī)械損傷的根源。此方法有一定的作用,但是由于保護(hù)套跟器件是分離的,所以依舊無法保護(hù)管腳的整體變形，同時(shí)此兩中方法都沒有辦法做到溫度隔離。
　　4．帶HALL保護(hù)套+HALL板
這里給出的是一個(gè)完整的解決方案，它把HALL和保護(hù)套融合在一起,并在HALL引腳處延長(zhǎng)2毫米引孔，把管腳部分做了整體有效保護(hù),根除了機(jī)械損傷的可能性。由于塑料件是熱的不良導(dǎo)體，同時(shí)有效的隔離了由于溫度差異造成的熱傳遞，有效保護(hù)HALL不受高溫度沖擊。此方案應(yīng)該說是目前比較合理的方法。我公司已經(jīng)在開始批量使用，并收到良好效果。
    再順便說一下關(guān)于進(jìn)水的防護(hù),這應(yīng)該是比較簡(jiǎn)單的事情，一般企業(yè)都會(huì)采取涂密封膠的方式來做,也收到了比較好的效果,可以說是目前最簡(jiǎn)單有效的防護(hù)方法。