电机驱动器是洗衣机、洗碗机、干衣机、冰箱、空调系统等家用电器的组成部分。近几年对家电电机驱动器的要求发生了很大的变化。推动这些变化的因素包括安全和环境友好要求、性能要求，以及制造成本。其中一个关键要求是实现高效率，这决定了需要使用采用先进的控制算法的高能效电机进行电机控制和家电控制。性能要求涵盖了可变的电机转速操作，并要求具有高动量和广泛的转速范围。与简单的换相控制相比，低噪声要求更倾向于正弦驱动。单相异步电机和通用电机正在被三相电机(交流感应电机、无刷直流电机以及最主要的永磁同步电机(PMSM))取代，因为三相电机能够满足上述要求。通常需要对交流感应电机或永磁同步电机进行矢量控制。矢量控制提供卓越的动态性能，可以在低速情况下利用完整的电机转矩功能，在广泛的速率范围内在每个工作点高效地控制电机，并能够单独控制电机转矩和通量。最重要的是，对统一输入功率因数的需求要求采用功率因数校正(PFC)电路。
电机驱动器的技术解决方案通常接近技术极限，在很大程度上由成本推动。电机的大小和材料成本进行了优化，通常会产生非线性电机参数，会随着电机温度和电流而变化。电子硬件尽可能保持简单;设计人员通常不会使用昂贵、精准的模拟元件，而实施专用软件算法。位置或速度传感器相当昂贵，因此开发人员侧重于实现无传感器的操作，采用先进的数学估算方法，根据外加电压计算电机速度和位置，生成电流和电机参数。因此，电机控制不再是一种简单的算法，而成为一个复杂的系统，需要带有专用外设的高性能微控制器和先进的电机控制算法。
一些家电包含一个以上的电机。洗衣机就是一个例子，它有一个水泵和主驱动器，空调则包括压缩机和风扇。过去，这些电机由单独的电子电路驱动。然而，为了实现最低的成本，出现了使用一个单一微控制器并行控制两个电机的驱动器，从而最大限度地减少昂贵电子元件的数量。
通过推出集高性能、专用外设和低成本于一身的专用微控制器，将能够同时实现高效率、高性能和低廉的成本。飞思卡尔提供了完整的数字信号控制器(DSC)系列，能够满足先进的电机控制应用的要求。DSC系列提供了用于数字电源转换、电机控制以及其他需要高速率和高分辨率控制环路功能的应用的优化解决方案。DSC系列结合了数字信号处理器(DSP)的处理能力和微控制器功能以及一组灵活的外设，实现了经济高效的解决方案。DSC系列最先推出基于16位56800E内核的32MHz MC56F80xx器件，主要针对复杂驱动器，如针对泵、风扇、压缩机的无传感器矢量控制;接着推出了60MHz DSC，针对无传感器洗衣机等要求苛刻的应用，最新推出的是基于32位56800EX内核的100MHz 56F84xx DSC，它专用于数字功率转换和无传感器双电机控制。
100MHz 32位MC56F84xx是市场上速度最快的数字信号处理微控制器，提供卓越的精度、传感和控制，用于最高效的数字功率电源转换和先进的电机控制应用。100MHz / 100MIPS 32位56800EX内核提供高级电源和电机控制应用所需的数学功能。单周期数学运算、分数运算支持和平行移动提高了性能，推动实现更紧凑、更快的控制环路。MC56F84xx包含专用于实时应用的先进的高速、高精度外设。具有312微微秒分辨率的高分辨率脉宽调制(eFlexPWM)模块支持更高的交换频率，能够降低成本，提高效率。另一个PWM模块支持实施双电机控制。两个12位高速模数转换器(ADC)提供高达300ns/3.33Msps的采样频率，减少了输入值的抖动，从而提高了系统的准确性。具有内置温度传感器和带隙的16位SAR ADC用于一般的应用测量。4个模拟比较器具有集成的6位数模转换器(DAC)，可加快系统事件识别，能够在紧急情况下停止PWM输出。多功能定时器允许单独定时和生成PWM信号，可编程延迟模块(PDB)用于实现与PWM脉冲同步的硬件ADC触发，最终实现电机电流重建。正交解码器模块对常用于工业电机控制驱动器的正交编码器位置信号进行解码。64KB到288KB的闪存提供了主要数字功率和电机控制应用所需的可扩展性。直接存储器存取(DMA)控制器减少了内核中断，提高了性能。飞思卡尔FlexMemory EEPROM提供了一个高速暂存存储器(scratch pad)，用于存储校准和停机值。内存保护功能能够限制用户代码访问重要的内存位置和为监控人员预留的外设，从而提高了系统安全性。5V容错I/O提供了设计灵活性和系统成本节省。包括QSCI、QSPI、I2C/SMBus和FlexCAN在内的丰富的通信外设允许与主从系统进行各种连接。模块间交叉开关是一种独特的外设，提供片上外设之间的通用连接：这些外设包括ADC、12位DAC、比较器、QuadTimers、eFlexPWM、PDB、EWM、正交解码器、特定I/O引脚。
图1 MC56F84xx框图
具有功率因数校正的无传感器双正弦矢量控制是56F84xx的目标应用之一。该应用常见于洗衣机中，洗衣机有一个DSC控制泵和主驱动器，或者也常见于室外空调，其中有一个DSC控制风扇和压缩机。
此类系统的应用需求如下所示：
•对永磁同步电机进行双重控制
•同时对两个电机进行正弦矢量控制(也称为磁场定向控制-FOC)
•无传感器电机位置估算
•高启动转矩，宽转速范围
•8-16kHz的PWM频率
•使用分流电阻的三相电流传感(在某些情况下，可首选直流总线上的单一分流传感)，直流总线电压传感
•输入功率因数校正(取决于地区和总功率)
•硬件和软件故障保护
•与主从系统的连接
•满足IEC60730电器安全标准
该解决方案的概念如图2所示。一个单一的DSC控制整个系统–两个电机、PFC，提供了连接，还提供了电器自身的应用控制。电源硬件包括共用直流总线电路的两个逆变器、PFC电子元件、电流和电压传感以及辅助电源。
图2 由MC56F84xx驱动的PFC的双电机控制
如上所述，在目前的电器中，高级电机控制算法通常基于矢量控制技术-参见图3。使用矢量控制算法，交流感应电机和PM同步电机的控制流程类似于单独使用的直流电机的控制。在特殊的参考坐标系中，定子电流可以分为由转矩生成的电流和由磁场生成的电流。这些电流通过直流值表示，可以单独进行控制。
