世纪新天 SJ2200系列机架式直流高压电源 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

SJ2200系列为19英寸标准机架式数字化高压直流电源，适配机柜集成、自动化测试平台、成套真空装备，电压规格覆盖1kV100kV，支持正极性P、负极性N机型，输出电压电流全量程连续可调。采用高频软开关逆变+精密倍压拓扑，恒压CV/恒流CC自动平滑切换；具备纳秒级电弧保护响应、可编程缓升压；同时支持本地面板、010V模拟量、RS485 MODBUS三种控制方式，可选网口TCP通信。适合真空设备、离子源、静电除尘、线缆耐压老化、成套科研平台集成等场景，是工业及自动化实验系统国产化高压直流优选方案。

关键词：SJ2200；机架式高压直流电源；19英寸机柜；自动化高压源；离子源供电；线缆耐压；电弧快速保护

目录

1. 概述
2. 应用场景与行业痛点
3. SJ2200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

SJ2200系列是世纪新天开发的标准19英寸机架安装型高压直流稳压稳流电源，分为正极性（P）、负极性（N），电压档位1kV100kV可选，0至额定电压连续可调，支持恒压CV、恒流CC自动切换。整机为2U/3U/4U机架机箱，适配标准工业机柜，输入AC220V，大功率型号可选三相AC380V。前面板彩色LCD+旋转编码器，支持参数预设、断电记忆、可编程缓升压；具备纳秒级电弧检测保护。 控制方式三合一：本地面板调节、010V外部模拟量远程控制、RS485 MODBUS-RTU数字程控，可扩展网口TCP。内置OVP过压、OCP过流、短路、过热、电弧保护；高压软启动抑制上电冲击。本系列输出连续直流高压，非脉冲输出，适合长时间连续运行、自动化成套系统集成。

说明：SJ2200为机架集成型，区别于SJ6000/SJ6002台式机型，主打机柜安装、自动化平台、成套设备配套；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

真空离子源、电子枪稳态偏置供电；电缆、套管、绝缘材料长时间直流耐压老化测试；工业小型静电除尘、静电喷涂成套设备；静电加速器、离子迁移谱成套仪器；自动化高压测试平台集成；高校大型真空实验机柜系统。

2.2 当前行业痛点

1. 进口机架高压电源价格昂贵，供货周期长，维修备件难获取；
2. 普通国产高压源保护响应慢，样品击穿拉弧容易烧毁功率器件，不适合自动化无人值守测试；
3. 缺少多控制模式，很多机型仅支持面板操作，无法接入PLC、自动化上位机；
4. 台式电源无法装入标准机柜，整套测试平台布线杂乱，系统集成难度高；
5. 上电无软启动，冲击高压击穿电缆、绝缘试样，造成实验报废。

3. SJ2200系列产品介绍

✅ 核心特点

• 标准19英寸机架机箱（2U/3U/4U可选），电压覆盖1kV100kV，正/负极性可选，0额定电压连续可调；
• CV/CC双模式自动平滑切换，高稳定闭环控制，长时间运行温漂低；
• 纳秒级电弧检测保护，一旦拉弧快速切断高压，适合长时间老化、无人值守自动化测试；
• 三合一控制：本地面板+0~10V模拟量+RS485 MODBUS，可扩展网口TCP；
• 可编程缓升压软启动，自定义升压斜率，抑制上电冲击，保护电缆、绝缘试样；
• 前面板LCD显示屏+编码器，多组参数预设、断电记忆、高压使能钥匙开关；
• 全套硬件保护：OVP过压、OCP过流、短路保护、过热OTP、电弧快速保护；
• 空气自然对流散热，低EMI屏蔽机箱，适合机柜密闭环境长时间连续工作；
• 高压输出后置接线，高压屏蔽线缆输出，便于机柜内部布线集成。

4. 核心技术架构

4.1 高频软开关逆变+精密高压倍压拓扑

市电经EMI滤波、PFC校正，采用ZVS软开关逆变，降低开关损耗与电磁干扰；多级精密低温漂倍压整流输出直流高压；高压采样采用高精度高压分压电阻，实现CV/CC闭环稳压稳流。

4.2 FPGA数字化闭环控制单元

FPGA+高速ADC实时采集电压、电流；负载阻抗大范围变化时，恒压/恒流平滑切换，无跳变；实时监测电弧放电信号，纳秒级响应切断高压。

4.3 可编程缓升压与电弧监测单元

可自定义升压速率，缓慢建立高压；实时采集输出端放电信号，识别电弧并立即闭锁高压，同时锁存故障代码，方便自动化系统记录故障。

4.4 多重独立硬件保护回路

保护通道硬件独立，不依赖软件；过压、过流、短路、超温、电弧故障时快速切断高压，保护电源与被测样品。

4.5 光电隔离程控与联锁接口

模拟量、RS485通信、外部安全门联锁均做光电隔离，高压侧与控制系统隔离，防止高压串入PLC、工控机，保障整套自动化系统安全。

5. 详细技术规格参数

备注：不同电压、功率档位机箱高度、尺寸不同，选型确认额定电流与机柜深度。本设备输出连续直流高压，非脉冲电源，仅用于工业设备集成与科研实验，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. SJ2200机架式直流高压电源（安装于19英寸标准机柜）
2. 后置高压屏蔽输出线缆
3. 负载装置：真空腔体/离子源/电缆样品夹具/静电腔体
4. 选配：高压分压器、高精度微电流采集模块
5. 工控机/PLC（自动化控制，选配）
6. 选配：外部安全门联锁、声光高压报警、数据记录仪

6.2 连接原理简述

电源上架固定于标准机柜，接入供电并可靠接地；预先设置OVP/OCP保护阈值、升压速率；高压线缆连接至负载；可选择面板本地控制，或PLC/上位机通过RS485/0~10V远程控制。开启高压使能，电源按设定斜率缓慢升压。电源实时监测电压电流，一旦检测电弧、击穿短路，立刻闭锁高压并输出故障信号给自动化系统，上位机记录故障日志。

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、温漂小；支持长时间不间断保压，适合无人值守老化试验；负载击穿电弧出现时，纳秒级关断高压，降低样品与电源损坏风险；适配高阻、变阻、真空放电类负载。

7.2 典型实验案例

• 电缆、绝缘套管、复合材料直流耐压与长时间电老化自动化测试；
• 真空离子源、电子枪稳态高压偏置供电；
• 成套静电除尘、静电喷涂设备配套高压源；
• 离子迁移谱、静电透镜大型真空实验平台集成；
• 自动化高压测试系统，批量样品耐压扫描测试。

8. 控制、接口与上位机软件

1. 前面板：电源总开关、高压钥匙使能；彩色LCD屏，旋转编码器粗/精调电压电流；显示输出电压、电流、CV/CC模式、故障代码；支持多组参数预设、断电记忆。
2. 后置接口：RS485端子、0~10V模拟量输入、外部安全联锁、故障报警继电器输出；可选网口TCP。
3. 高压输出：后置专用高压屏蔽电缆端子。
4. 配套上位机软件：电脑远程设置电压电流保护阈值、启停高压；实时采集存储电压电流曲线，支持自动化脚本批量扫描，导出实验数据；可对接PLC开发自动化测试流程。

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/成套设备安全操作规程。

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；自动化系统建议双人值守，设置安全联锁。
3. 环境防护：机柜与实验区域保持干燥无凝露；高压腔体设置安全防护罩、高压警示标识。
4. 操作防护：接线、更换样品、检修回路时，关闭高压使能、整机断电，使用高压接地棒充分释放残压；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；负载绝缘完好；预先设置OVP/OCP保护限值，低压预测试。
6. 操作流程：确认接线、安全联锁正常，人员撤离高压危险区，再开启高压，缓慢升压；运行期间禁止触碰高压端子与负载腔体。
7. 停机放电流程：电压归零 → 关闭高压使能 → 设备断电 → 高压接地棒多次放电；确认无残压后方可接触样品。高压线缆、腔体电容会储存电荷，断电长时间保留残压。
8. 故障处理：电弧、短路、过热告警时，设备自动切断高压；禁止直接复位强行升压，排查负载绝缘、线路问题后再重启。
9. 设备维护：非厂家人员禁止开盖，内部储能高压电容带有残压，私自开盖有触电风险并失去质保。

10. 应用领域

SJ2200系列机架式可编程高压直流电源，凭借19英寸标准机架结构、纳秒级电弧保护、多模式远程程控，适合成套设备集成、自动化高压测试、真空装备，广泛用于科研院所、新材料企业、工业装备厂商。设备仅用于设备配套与科研实验，严禁直接对人体施加高压。

1. 绝缘材料与线缆耐压老化测试 电力电缆、套管、高分子绝缘材料直流击穿、长时间电老化自动化测试，支持批量样品无人值守试验，电弧快速保护保护试样与设备。

2. 真空设备与离子源供电 真空离子源、电子枪、静电透镜、离子迁移管稳态高压偏置；大型真空机柜系统集成配套高压电源。

3. 工业静电成套装备 小型静电除尘、静电喷涂、粉体静电分离成套设备内置高压源，适配工业机柜安装。

4. 自动化高压测试平台 集成至PLC自动化测试系统，远程程控、自动记录伏安特性，批量样品参数扫描实验。

5. 大型科研实验平台 高校、研究院成套真空实验机柜，多仪器集成，统一上位机测控。

11. 产品选型与定制扩展服务

11.1 标准型号选型

SJ2200-1-P/N：01kV，正/负极性 SJ2200-5-P/N：05kV，正/负极性 SJ2200-10-P/N：010kV，正/负极性 SJ2200-20-P/N：020kV，正/负极性 SJ2200-30-P/N：030kV，正/负极性 SJ2200-50-P/N：050kV，正/负极性 SJ2200-100-P/N：0~100kV，正/负极性

11.2 非标定制

更大输出电流、三相380V输入、超低纹波版本、网口TCP通信、多路独立通道、自定义联锁逻辑、定制机箱高度。

11.3 配套服务

出厂高压校验、机柜集成指导、现场调试、高压安全培训、质保维护；协助搭建自动化耐压测试、离子源真空整套系统方案。

12. 总结

SJ2200系列是世纪新天19英寸标准机架式数字化高压直流电源，电压覆盖1kV~100kV，正负极性可选，恒压恒流自动切换，搭载纳秒级电弧保护，支持面板、模拟量、RS485三种控制方式，适配机柜集成与自动化测试系统。对比SJ6000/SJ6002台式系列，SJ2200专为成套设备、自动化平台、大型真空机柜设计，支持长时间无人值守老化实验。国产化替代进口机架式高压直流源，大幅降低成套装备采购成本，为线缆检测、真空离子源、自动化高压测试提供稳定可靠平台。

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 ZVS：零电压软开关 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/SJ6002台式高压直流电源、SJ2200机架式直流高压电源、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、真空离子源成套装备