世纪新天 SJ6000系列高压直流电源 技术白皮书

版本：V1.0 发布单位：世纪新天（苏州）大数据科技有限公司 日期：2026年09月

摘要

SJ6000系列是世纪新天自主研发的可编程高精度连续高压直流电源，覆盖多档位电压规格（06kV / 010kV / 020kV / 030kV），支持正极性、负极性两种机型，输出电压、电流全量程连续可调。采用高频逆变+倍压整流拓扑，具备低纹波、高稳定度、恒压/恒流自动切换双模式；配备缓起升压、多重硬件安全保护，支持本地旋钮调节与RS485远程程控。适合静电场实验、静电纺丝、压电陶瓷极化、静电除尘、材料耐压老化、探测器偏置供电等科研与小型工艺场景，可替代进口高压直流源。

关键词：SJ6000；高压直流电源；可编程高压源；静电纺丝；压电极化；绝缘耐压测试；探测器偏置电源

目录

1. 概述
2. 应用场景与行业痛点
3. SJ6000系列产品介绍
4. 核心技术架构
5. 详细技术规格参数
6. 典型系统搭建方案
7. 典型输出特性与实验案例
8. 控制、接口与上位机软件
9. 安全规范与使用注意事项
10. 应用领域
11. 产品选型与定制扩展服务
12. 总结 附录A：术语与缩略词 附录B：企业信息

1. 概述

SJ6000系列为台式可编程高压直流稳压稳流电源，分为正极性（P）、负极性（N），多电压档位可选，输出0至额定电压连续可调，支持恒压CV、恒流CC自动切换。输入AC220V市电，内置EMI滤波与高压隔离回路；面板带旋转编码器，支持粗调/精调，具备参数记忆、预设调用、缓升压功能。 支持RS485 MODBUS-RTU通信协议，电脑上位机远程设定电压、电流限值，实时回读输出电压、电流、设备状态与故障代码。内置过压、过流、短路、过热、电弧保护；高压输出软启动，抑制上电冲击。适合长时间稳态高压加载实验，区别于SHVP脉冲系列，SJ6000输出连续直流高压，非脉冲输出。

说明：本系列为连续直流高压输出，不可输出脉冲波形；如需纳秒脉冲高压，请选用SHVP系列脉冲电源。

2. 应用场景与行业痛点

2.1 典型应用场景

静电纺丝纳米纤维制备；压电陶瓷/驻极体极化工艺；固体绝缘材料直流耐压、老化测试；气体探测器、光电倍增管直流偏置供电；静电吸附、静电喷涂、小型静电除尘实验；离子迁移管、静电透镜电场研究。

2.2 当前行业痛点

1. 进口高精度高压直流电源价格高昂，交付周期长，维修周期久；
2. 简易国产高压源纹波大、温漂高，长时间运行电压漂移明显，不适合精密极化、静电纺丝；
3. 缺少软启动，上电瞬间高压冲击容易击穿样品；
4. 保护机制简单，样品击穿拉弧时易损坏内部高压回路；
5. 部分设备无标准数字通信接口，难以接入上位机自动化测试系统。

3. SJ6000系列产品介绍

✅ 核心特点

• 多规格覆盖：6kV/10kV/20kV/30kV，正/负极性可选，0~额定电压连续可调；
• 恒压/恒流自动切换，高精度闭环反馈，低电压温漂；
• 低纹波设计，标准版本纹波≤0.1%Vp-p，可选超低纹波定制；
• 缓升压软启动，可自定义升压速率，避免高压冲击损坏样品；
• 本地面板：编码器粗/精调节，OLED显示电压、电流、模式、故障代码，支持参数记忆与预设；
• 标配RS485 MODBUS通信，支持上位机程控、数据自动记录；
• 全套硬件保护：过压保护OVP、过流保护OCP、短路保护、过热OTP、电弧检测保护；
• 全隔离高压回路，强制风冷，工业级器件，支持长时间连续稳态运行；
• 台式一体化结构，台面放置，高压输出采用高压屏蔽线缆+高压接线端子。

4. 核心技术架构

4.1 高频隔离逆变+精密倍压整流拓扑

工频AC经EMI滤波后转为高频交流，通过高压隔离升压、多级精密倍压整流，输出连续直流高压；高压采样回路采用高稳定精密分压电阻，实现输出闭环稳压稳流。

4.2 CV/CC双模式闭环控制

FPGA+高精度ADC实时采集输出电压、电流；负载变化时自动在恒压、恒流模式平滑切换，无跳变，适合高阻、变阻类样品。

4.3 缓起升压与电弧监测单元

可编程升压斜率，限制电压上升速率；实时监测输出端电弧放电，一旦检测拉弧，快速切断高压并锁存故障。

4.4 多重保护硬件回路

独立硬件保护通道，不依赖软件；过压、过流、短路、超温发生时，微秒级切断高压输出，保护电源与被测样品。

4.5 光电隔离通信接口

RS485通信回路与高压侧光电隔离，防止高压串入工控电脑、采集设备，保障测控系统安全。

5. 详细技术规格参数

备注：不同电压/电流档位外形尺寸、功率不同，选型请确认额定电流。本设备输出连续直流高压，非脉冲电源，仅用于科研实验，严禁直接对人体施加高压。

6. 典型系统搭建方案

6.1 整套系统组成

1. SJ6000系列高压直流电源主机
2. 高压屏蔽输出线缆
3. 样品夹具/反应腔体（静电纺丝喷头、极化夹具、绝缘样品台等）
4. 高压分压器（如需外部高精度电压监测，选配）
5. 电脑（上位机程控，选配）
6. 可选：电流采集模块、数据记录仪、安全防护挡板、高压联锁开关

6.2 连接原理简述

主机AC220V供电，确认可靠接地；设置电压上限、电流保护限值与升压速率；高压输出线缆连接至样品腔体/夹具；开启高压使能，电源按设定斜率缓慢升压。电源实时监测输出电压、电流；发生击穿、拉弧、短路时，立刻关断高压并报警。上位机通过RS485读取实时数据，自动记录长时间稳态实验曲线。

7. 典型输出特性与实验案例

7.1 典型输出特性

连续稳定直流高压，纹波低，长时间工作温漂小；高阻负载下保持稳定恒压；样品击穿时迅速限流、关断高压；支持长时间几十小时连续稳态加载。

7.2 典型实验案例

• 静电纺丝制备纳米纤维，长时间稳定电场输出；
• 压电陶瓷、驻极体材料高压极化；
• 高分子绝缘材料直流耐压、长时间电老化测试；
• 气体探测器、光电倍增管高压偏置供电；
• 静电透镜、离子迁移管静电场搭建；
• 小型静电吸附、静电喷涂机理研究。

8. 控制、接口与上位机软件

1. 本地面板：电源总开关、高压使能开关；旋转编码器，粗/精调电压电流；OLED屏实时显示输出电压、电流、CV/CC工作状态、故障代码；支持多组参数预设、断电记忆。
2. 通信接口：RS485端子，光电隔离，MODBUS-RTU协议。
3. 高压输出：专用高压屏蔽电缆输出端子。
4. 配套上位机软件：电脑端远程设置电压、电流保护阈值，启动/停止高压；实时采集、存储电压电流曲线，支持自动化脚本批量实验，导出实验数据。

9. 安全规范与使用注意事项

⚠️ 本设备输出千伏级连续高压，严禁人体接触高压输出端，严格遵守高压实验室安全操作规程。

1. 可靠接地：设备保护地端子必须单独可靠接地，接地电阻≤4Ω；接地不良禁止开机。
2. 人员资质：操作人员必须经过高压安全专项培训，单人禁止独立开展高压实验，建议双人值守。
3. 环境防护：实验区域保持干燥，无凝露；台面铺设高压绝缘垫，设置高压警示标识，加装有机玻璃防护挡板。
4. 操作防护：接线、更换样品、检修回路时，先关闭高压使能，断电，使用高压接地棒对输出线缆、样品充分放电；佩戴绝缘手套，单手操作。
5. 开机前检查：高压电缆无破损、龟裂；夹具、腔体绝缘完好；预先设置OVP/OCP保护限值，低压预测试。
6. 操作流程：确认接线无误，人员撤离高压危险区，再开启高压使能；缓慢升压。运行期间禁止触碰高压端子、样品腔体。
7. 停机放电流程：将电压归零 → 关闭高压使能 → 设备断电 → 使用高压接地棒多次放电；确认无残压后方可接触样品与高压端子。高压电容、线缆会储存大量电荷，断电后长时间保留残压。
8. 故障处理：出现电弧、短路、过热告警，设备自动切断高压；禁止直接复位强行升压，排查样品绝缘、线路问题后再重启。
9. 设备维护：非厂家人员禁止开盖，内部存在储能高压电容，私自开盖有触电风险并失去质保。

10. 应用领域

SJ6000系列可编程高压直流电源凭借高稳定、低纹波、CV/CC双模式、程控通信、完备安全保护的特点，广泛用于高校、科研院所、新材料企业稳态高压相关实验与小型工艺，设备仅用于科研与实验室工艺，严禁直接对人体施加高压。

1. 静电纳米材料制备 静电纺丝纳米纤维制备，提供长时间稳定直流电场；静电雾化、静电喷涂、粉体静电分散基础实验。

2. 电介质材料极化工艺 压电陶瓷、PVDF驻极体薄膜高压极化；铁电材料极化特性研究，可设置恒压长时间保压。

3. 绝缘材料直流耐压与老化测试 高分子薄膜、复合材料、油浸介质的直流击穿、长期电老化实验；评估材料在稳态高压电场下漏电流特性。

4. 探测器与真空器件偏置供电 气体探测器、电离室、光电倍增管、静电透镜、离子迁移管稳态高压偏置供电；真空腔体内部静电场构建。

5. 环境与静电物理基础研究 小型静电除尘、电晕放电稳态电场实验；静电吸附、静电分离基础机理研究。

6. 教学实验室平台 电气工程、物理、材料专业高压直流实验平台，可自动化记录伏安特性曲线，适合研究生科研与教学演示。

11. 产品选型与定制扩展服务

11.1 标准型号选型

SJ6000-6-P/N：06kV，正/负极性 SJ6000-10-P/N：010kV，正/负极性 SJ6000-20-P/N：020kV，正/负极性 SJ6000-30-P/N：030kV，正/负极性

11.2 非标定制

更大输出电流、超低纹波版本、外部安全门联锁、模拟量0-10V控制、隔离信号输出、机架式19英寸机箱定制。

11.3 配套服务

出厂高压校验、现场安装调试、高压安全培训、质保维护；协助搭建静电纺丝、极化、耐压测试整套实验系统方案。

12. 总结

SJ6000系列是世纪新天台式可编程高精度连续高压直流电源，多电压档位覆盖6~30kV，支持正/负极性输出，恒压恒流自动切换，低纹波高稳定，标配RS485程控与多重高压安全保护。面向静电纺丝、压电极化、材料直流耐压、探测器偏置等稳态高压科研场景；区别于SHVP脉冲电源，SJ6000输出连续直流，适合长时间保压实验。国产化替代进口高压直流源，大幅降低实验室采购成本，为材料、物理、环境、探测器方向提供稳定可靠的高压直流实验平台。

附录A：术语与缩略词

CV：恒压模式 CC：恒流模式 OVP：过压保护 OCP：过流保护 OTP：过热保护 MODBUS-RTU：工业串行通信协议 kV：千伏

附录B：企业信息

世纪新天（苏州）大数据科技有限公司 自主品牌：世纪新天 主营：SHVP系列高压脉冲电源、SJ6000系列高压直流电源、SHVM嵌入式高压脉冲模块 应用方向：等离子体激励、激光电光驱动、质谱仪器、半导体可靠性测试、生物医学脉冲实验、强电磁效应科研装备、静电材料制备、绝缘高压测试