提高馬達效率跟縮減整個系統的外觀尺寸，是馬達應用發展的兩個大方向，因此，在馬達控制跟馬達驅動領域，都有值得關注的新技術趨勢出現。
為提高馬達應用的效能，馬達的驅動跟控制都必須與時俱進。在控制方面，磁場導向控制(Field Oriented Control, FOC)是當前效率最好的馬達控制方式，它可讓馬達不論在何種負載狀態下，都能有最佳化的扭力輸出，進而獲得更高效率。
除了效率更好之外，FOC的動態反應能力也優於傳統的馬達控制技術，能實現非常精準的變速控制，且其扭力漣波(Ripple)也更低，可讓馬達在啟動、運轉和停止時保持一致且穩定的轉動。
由於FOC的優勢非常全面，目前新一代的馬達控制，大多傾向於使用FOC技術。但FOC也有其缺點，例如其複雜度較高，開發人員必須花費大量時間撰寫控制程式，導致FOC馬達控制系統的開發難度跟開發成本，比傳統的馬達控制系統要高。
挑戰之所在，就是商機之所在。為協助客戶降低FOC馬達控制的開發成本，MCU晶片業者紛紛針對FOC提出對應的解決方案，而且每家廠商的作法各有不同特色。
至於在驅動部分，由於有越來越多微型化產品跟應用出現，馬達驅動的微型化成為一個不可避免的趨勢，更多客製化需求也隨之出現。
ADI以硬體實現FOC控制
安馳科技技術應用工程部專案技術應用工程副理許政仁(圖1)指出，馬達應用的發展趨勢一直在朝向「更小型化」、「更聰明」與「更高效率」這三個方向發展。為實現這三個目標，馬達控制技術一直在進步，但在此同時，馬達控制的技術複雜度也在不斷增加。
以目前業界最流行的FOC控制為例，這種控制技術可以為馬達應用帶來許多好處，但若要實現FOC控制，開發人員不僅要熟悉馬達本身的特性，還必須據此撰寫大量的控制程式碼。連帶的，執行FOC程式的MCU，效能也不能太低。這些都會墊高FOC控制系統的開發成本。
因此，做為亞德諾(ADI)的代理商，安馳在台灣市場持續為其推廣不須撰寫程式，直接透過硬體支援FOC的解決方案。以三相直流無刷馬達應用為例，亞德諾的方案是直接在伺服控制器中，用硬體實現FOC控制。開發者只需透過亞德諾的開發工具，在圖形使用者介面裡調整參數，就能針對其所選定的馬達，實現FOC控制。也因為FOC是在伺服控制器裡執行，所以不會占用主控MCU的運算資源，讓開發者在選擇MCU時，能有更多彈性。
除了FOC之外，針對馬達應用，亞德諾也提供結合了MEMS感測器與AI的OtoSense馬達狀態監控解決方案。眾所周知，在馬達老化的過程中，會逐漸出現噪音、震動等異常現象，工作效率也會逐漸降低。因此，將MEMS感測器所收集到的大數據，利用AI工具進行進一步分析，除了可以監控馬達的健康狀態，避免無預警故障停機，同時也可以對馬達進行更及時的維修保養，讓馬達的運作效率時時保持在最佳狀態。
東芝：以更低成本獲得接近FOC的效益
東芝電子半導體應用工程師王申(圖2)則指出，馬達是一個帶有電感的元件，因此輸入馬達的電流跟感應電壓之間，會有一定的延遲存在。而這個延遲所造成的相位差，會產生剎車扭力，不只會讓馬達旋轉不流暢，還會拖累馬達運作的效率。
因此，馬達控制系統的開發者，會使用一種名為超前角(Lead Angle)的技巧來補償電流與感應電壓之間的延遲，從而解決這個問題。但如果是要讓馬達在不同的轉速條件下，都能有最好的工作效率，開發人員必須根據馬達轉速不斷調整超前角，而不是維持固定的超前角。這就是FOC程式開發困難，而且會耗用大量MCU運算資源的原因。
但這個問題其實有更輕鬆的解法。如果將霍爾感測器獲得的電流相位訊號跟輸入電流的相位訊號作對比，就可以實現閉環控制，讓硬體自動調整超前角，從而讓馬達在不同轉速下，都有最好的效率。只要做到這一點，馬達控制的開發者，不一定非得使用FOC技術不可。
東芝獨家開發的智慧相位控制技術，就是從這個概念出發，讓馬達控制器可以用更少的資源、更簡單的程式碼，得到接近FOC技術的效率。
