IGBT功率模塊工作在多場耦合的環(huán)境中，封裝狀態(tài)參數(shù)受到多物理場控制。因此，對單個狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測難以反應(yīng)封裝的真實(shí)情況。同時SiC器件高頻和高壓特點(diǎn)對監(jiān)測采樣提出了更高的硬件要求。針對這些問題，一些新的監(jiān)測方案被提出，如多參數(shù)診斷監(jiān)測、主動監(jiān)測、非接觸式監(jiān)測和壓縮采樣時間監(jiān)測等。

1、多參數(shù)監(jiān)測

為解決單參數(shù)檢測無法提供準(zhǔn)確判定的問題，有文獻(xiàn)提出了多輸入單輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測方法，將功率模塊的輸入輸出電壓、電流、調(diào)制比、載波頻率作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入?yún)?shù)，將芯片表面溫度作為輸出。其利用遺傳算法對反向誤差傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，通過對比算法輸出和實(shí)測溫度來判定模塊是否故障。還有利用拖尾電流擬合系數(shù)、柵極漏電流擬合系數(shù)和Vceon進(jìn)行參數(shù)融合提取了IGBT功率模塊健康度，其中健康度越高表示IGBT功率模塊退化程度越低，反之越高。后實(shí)現(xiàn)對IGBT功率模塊壽命預(yù)測的誤差在5.7%以內(nèi)，該研究為IGBT功率模塊監(jiān)測判定標(biāo)準(zhǔn)提供了新的思路。還能利用標(biāo)準(zhǔn)化后的Vceon、米勒電壓Vgp和米勒電壓持續(xù)時間來建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對鍵合損傷程度進(jìn)行評估，對比單一參數(shù)評估，該方法的平均誤差僅為2.47%。這種多參數(shù)監(jiān)測方式的本質(zhì)是黑箱模型，缺乏解釋性，無法分析是封裝或者芯片的哪個部分出現(xiàn)失效，為壽命的精確預(yù)測帶來了困難。

2、主動監(jiān)測

傳統(tǒng)的監(jiān)測方式均是通過對封裝失效影響的參數(shù)進(jìn)行被動監(jiān)測，而主動監(jiān)測是指向IGBT功率模塊中注入信號進(jìn)行主動監(jiān)測的方式?？梢栽谛酒l(fā)射極和輸出端子之間并聯(lián)采樣電阻對鍵合線進(jìn)行檢測，但由于IGBT功率模塊中的大量鍵合線，這種方式不僅增加了模塊的復(fù)雜度而且增加了不穩(wěn)定性。另一種方法則是通過向被測線路注入掃頻信號，對反射信號進(jìn)行提取分析的時域反射法(TDＲ)和擴(kuò)展頻譜時域反射法(SSTDＲ)，它們被廣泛運(yùn)用在電纜網(wǎng)絡(luò)故障的檢測中。為防止正向信號和反射信號的疊加，隔離耦合器一般使用網(wǎng)絡(luò)變壓器來對兩個信號進(jìn)行分離。在IGBT功率模塊離線的情況下，向集射電極注入掃頻信號，通過分析反射信號與輸入信號幅值增益的均方根，發(fā)現(xiàn)在鍵合線部分失效情況下，增益變化較小，當(dāng)鍵合線完全失效時增益產(chǎn)生較大變化，并提出增益均方根達(dá)到可以判定鍵合線完全失效的標(biāo)準(zhǔn)。

3、非接觸監(jiān)測及壓縮采樣監(jiān)測

在現(xiàn)有的監(jiān)測方式中，均需要對IGBT功率模塊電路或者熱路進(jìn)行侵入，這會對模塊本身的參數(shù)監(jiān)測產(chǎn)生影響。為減輕這種測量影響，一些非侵入式的監(jiān)測方法被提出，如光學(xué)相干層析成像(OCT)、離子體抽取渡越時間(PETT)和熱渦流加熱監(jiān)測法。使用OCT系統(tǒng)對無有機(jī)硅凝膠的IGBT功率模塊內(nèi)部鍵合線進(jìn)行監(jiān)測，后續(xù)又對單個包含有機(jī)硅凝膠的鍵合線簡化模型進(jìn)行了監(jiān)測，并通過有限元仿真對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。PETT現(xiàn)象由日本富士機(jī)電公司率先發(fā)表，其表現(xiàn)為在IGBT功率模塊關(guān)斷拖尾階段，Vge出現(xiàn)射頻振蕩現(xiàn)象，其中，Vce為IGBT集射極的電壓。PETT的振蕩頻率取決于封裝的寄生電感和雜散電容，并給出了產(chǎn)生PETT振蕩的Vceon和Ic應(yīng)滿足的條件。PETT的參數(shù)與IGBT功率模塊所處溫度有關(guān)。PETT的產(chǎn)生會對IGBT功率模塊的電磁兼容產(chǎn)生影響，且目前的主要測量方式是通過羅氏線圈機(jī)型測量，因此就需要更合理的電磁兼容設(shè)計才可將其用于在線監(jiān)測。有人研究出利用熱渦流加熱鍵合線，采用熱紅外成像對鍵合線損傷進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在散熱階段，不同程度的鍵合損傷產(chǎn)生了溫度曲線，這種方式為模塊增加了新的熱負(fù)擔(dān)，不適合實(shí)際應(yīng)用。

對于IGBT功率模塊瞬態(tài)封裝狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測需要很高的采樣頻率，對硬件采集系統(tǒng)提出了很高的要求。