永磁同步（PMSM）在要求苛刻的电机控制应用中，在效率，响应性和生命周期成本方面具有显着优势。与传统的刷式电机不同，PMSM是电子换向电机（ECM），需要高集成度，能够执行复杂的磁场定向控制（FOC）算法，并提供实现最大扭矩所需的精确电机控制信号。
通过利用合适的电机控制软件库，工程师可以使用包括飞思卡尔半导体，技术，恩智浦半导体，意法半导体和等领先MCU供应商的专用版本，更轻松地利用FOC PMSM的优势。 》在PMSM中，在多个定子绕组中连续产生的磁场使永磁转子旋转。通过在每个定子绕组产生的磁场和转子中的永磁体之间保持90°相位，电子换向控制逻辑可以在电动机中实现最大扭矩。 FOC，也称为矢量控制，通过在低速下提供高扭矩并快速响应动态变化的负载（例如洗衣机中的负载），提供了一种保持定子和转子之间最佳相位关系的方法。
FOC方法
FOC通过正弦波连续换向PMSM，以提供高扭矩，扭矩波动小。因此，FOC驱动的PMSM运行时机械振荡减少，优于梯形甚至正弦波驱动的无刷直流（BL）电机，从而使设备更安静。此外，由于使用永久磁铁，FOC驱动的PMSM非常高效，随着能源成本持续攀升，它们越来越具有吸引力 - 根据美国能源部的数据，厨房和洗衣设备约占家庭用电量的三分之一消费。同时，用于确定转子位置的无传感器方法的可用性进一步降低了部件和生命周期成本。这为PMSM应用在更苛刻的压缩机和泵设计中打开了大门，例如家用，商用和汽车应用，其中不易使用。
FOC实施需要大量的处理需求，需要结合芯片特定的固件架构。电机控制专用软件库，相应的强大处理能力和适当的集成外设功能（见图1）。通常，所需的片上外设功能包括多通道脉冲宽度调制信号输出，具有死区时间以避免电机控制功率级中的直通电流，高速，高分辨率模数（ADC）具有精确触发功能，可在最小的MCU负载下精确测量三相电流，并可在发生机械故障时快速关闭电机故障处理。
图1：在此代表中用于面向磁场的控制架构的固件栈，片上外设补充了由器件MCU执行的软件程序。
单个MCU产品通过专为更广泛的应用要求和更高性能而设计的专用功能增强了这些基本电机控制功能。例如，飞思卡尔的Cortex-M4 K10 Kinetis MCU提供专用的信号处理功能，如桶形移位器以及并行化功能，如单周期，单指令/多数据（SIMD）和单周期乘法器累加器（MAC） ）。 Microchip的dsPIC33F 16位电机控制系列通过其片上40-M数字信号控制器内核实现了所需的性能。恩智浦LPC17xx和LPC32x0分别将专用电机控制PWM与ARM32位Cortex-M3和16/32位9内核相结合。在每种情况下，MCU供应商都将专用的片上硬件与专用软件库相结合，以满足电机控制要求，例如基于FOC的设计。
FOC算法
FOC算法通过采用三相电机提供PMSM优势通过一系列变换发出信号，这些变换旨在将定子测量的三相时变电机电流转换为更简单的两相，时不变，以转子为中心的参考，可以更容易地进行操作（参见图2） 。结果
