局部放电（PD）检测是验证高压电力电子器件绝缘结构可靠性的重要方法。虽然关于功率模块内部PD检测的研究很多，但测试方法和测试条件主要集中在传统的电检测方法和50 Hz工频电压，不满足功率模块的重复单极脉冲电压运行工况，并且传统方法很难解决工作条件下的电磁干扰（EMI）问题。本文提出了一种功率模块内部局部放电检测的新方法。该方法以光学理论为基础，设计了一种光纤传感（OFS）系统，并且针对输出信号进行了详细的数学理论推导。此外，提出了基于超声信号的局部放电起始电压（PDIV）信号处理方法。最后，该方法应用于一种功率模块，实验表明系统可以在不受EMI干扰的情况下成功捕获PD信号和PDIV，并且没有引入新的绝缘隐患。