優化工業電機控制系統的設計將能直接提升能效，進而大大降低全球電力消耗總量。事實上，據國際能源署 (IEA) 估計，電機驅動系統的耗電量占全球電力消耗的 40% 以上。
國際能源署的另一項估計表明，若電機驅動系統的能效提高 10-15%，全球總用電量可減少 5%。由此可見，工業領域在降低能耗方面有著巨大的潛力。
工業電機的重要性
為了提高能效和可重複性，工業生產越來越廣泛地採用自動化技術，電機幾乎遍及每個領域，額定功率從幾瓦到幾十千瓦不等。
工業領域所使用的電機往往尺寸較大、功率很高，消耗的電力也非常多。電機常應用在泵、風扇和工業驅動器等設備，此外也有很多其他使用場景。
機器人應用也完全依賴電機來移動機器人的“手臂”，以及驅動自動導引車 (AGV)、送貨機器人等移動機器人的輪子。在物料搬運中，室內外的起重機和傳送帶都會用到電機。
電機驅動的絞車不僅用於工業領域，也用於海洋、農業和汽車領域。在樓宇自動化中，電機用途也很廣，能夠驅動電梯和自動走道，控制打開和關閉門窗。
以上用例只是冰山一角，我們還正努力減少污染，許多目前使用小型內燃機的應用很快也將由電機驅動。
功率模塊在高效設計中的作用
單速電機連接到電源（通常是交流電源）就能運行，但變速電機需要某種形式的電子速度控制系統才能運行。這類系統一般包括轉換器、制動器和三相逆變器，其中會利用矽 MOSFET、SiC MOSFET、IGBT 或 GaN HEMT 等器件來設計開關。
正常運行期間，逆變器為電機供電，使電機加速；而在減速時（尤其是在高慣性負載下），制動部分和外部電阻會耗散再生能量。
設計電機控制電路時，設計人員需要實現能效、可靠性、穩健性、緊湊尺寸和散熱性能等目標。在大多數情況下，需要仔細權衡才得出差強人意的方案。
雖然僅使用分立器件也能完成設計，但帶有電機控制器電路的預配置模塊化方案有很多優勢。
智能功率模塊 (IPM) 是將功率因數校正器件集成到緊湊封裝中的一體化技術。安森美 (onsemi) IPM 包含所有必需的無源器件、柵極驅動器、功率開關和功率二極體。這些器件可以靈活排列，針對不同的應用實現不同的拓撲。
IPM 包含柵極驅動器，而功率集成模塊 (PIM) 則不包含。在高功率應用中，柵極驅動器可能會引入噪聲，將其單獨安裝在主 PCB 上可以有效避免這個問題。
為了提升高頻電機應用的能效，設計人員常常採用碳化矽 (SiC) 技術。SiC 的電子遷移率更高、本徵載流子濃度更低且熱導率更高。SiC MOSFET 的電流密度更高且開關損耗更低，支持高溫操作，並能夠在更高頻率下運行，進而有助於提高電機運行能效、降低散熱需求，縮小無源器件的尺寸，讓整個方案更加緊湊。
安森美方案
考慮到不同應用的性能和成本目標各不相同，安森美提供基於 IGBT 和 SiC 技術的廣泛 IPM 和 PIM 產品組合。如果需要更高的能效、更小的尺寸和/或更高的頻率，那麼 SiC 是更優選。如果更注重控制簡單性和/或成本有限，那麼 IGBT 將是理想方案。新型 1200 V 場截止 7 (FS7) IGBT 兼具性能穩健、功率密度高和導通損耗低等特性。例如，FGY100T120RWD 採用 TO-247 分立封裝，可傳導 100 A 電流，Vce(sat) 低至 1.4 V，飽和電壓比市場上同類產品更低。
安森美的 IPM 適用於幾瓦到 15 千瓦的應用，而 PIM 系列適用於幾百瓦到 50 千瓦以上的設計。
SiC 作為一種新興技術，其單個器件的成本可能略高於矽器件，但從整個系統的角度來看，前者在無源器件、散熱性能等方面的優勢能夠顯著抵消所增加的成本。此外，安森美還提供豐富全面的 SiC 輔助電路器件選擇，可幫助客戶快速完成設計。
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