世纪新天 SJ2025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

SJ2025系列为经济型19英寸标准机架式数字化高压直流电源，定位SJ2200之下，覆盖1kV100kV，功率区间500W1kW，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。采用高频逆变+倍压整流拓扑，恒压CV/恒流CC自动平滑切换；具备线性缓升压、电弧保护、安全互锁功能，支持面板多圈电位器本地调节与0~10V外部模拟量远程控制，可选RS485数字通信。适合常规耐压测试、静电纺丝、静电驻极、高压电容充电、普通离子源配套等科研与常规装备集成场景，是国产化高性价比机架高压直流方案。

关键词：SJ2025；经济型机架高压直流电源；19英寸机柜；HIPOT耐压测试；静电驻极；高压电容充电；离子源供电

目录

1. 概述
2. 应用场景与行业痛点
3. SJ2025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

SJ2025系列是世纪新天经济型19英寸机架安装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，额定功率500W1kW，0至额定电压连续可调，支持恒压CV、恒流CC自动切换。机箱为2U/3U标准19英寸机架，输入AC220V市电；前面板配备数字电压电流显示+多圈精密电位器，实现电压、电流限值设定，支持线性平稳缓升压。 控制方式支持：本地面板电位器调节、0~10V外部模拟量远程控制，可选配RS485 MODBUS-RTU数字程控；标配外部安全互锁接口。内置OVP过压、OCP过流、短路、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，主打高性价比，适合常规实验、长期连续稳态加载。

说明：SJ2025为经济型机架款，对比SJ2200/SJ2202，简化部分数字化功能，成本更低；台式机型选用SJ6000/SJ6002；纳秒脉冲高压选用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

HIPOT高压耐压测试、常规绝缘老化试验；静电纺丝、静电驻极；高压电容恒压充电；小型离子源、静电透镜供电；高校常规高压科研实验；成套基础静电装备配套。

2.2 当前行业痛点

1. 进口机架高压电源价格高昂，很多常规实验室预算有限；
2. 简易国产高压源缺少机架结构，无法集成机柜，缺少安全互锁；
3. 缺少缓升压，上电冲击容易击穿普通绝缘试样；
4. 缺少电弧检测，样品击穿拉弧容易损坏电源；
5. 基础实验不需要全数字化高端配置，高端机型成本冗余。

3. SJ2025系列产品介绍

✅ 核心特点

• 标准19英寸机架机箱（2U/3U），电压覆盖1kV100kV，功率500W1kW，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，闭环稳压稳流，稳定可靠；
• 线性可编程缓升压，输出电压平稳上升，降低容性试样上电冲击；
• 双控制模式：面板多圈电位器本地调节 + 0~10V外部模拟量远程控制，可选RS485数字程控；
• 前面板数字显示电压、电流，高压指示灯、故障告警指示灯；
• 全套硬件保护：OVP过压、OCP过流、短路保护、电弧检测保护；
• 标配外部安全互锁接口，适配实验腔体安全防护；
• 屏蔽机箱，低EMI，温控风冷散热，适合实验室机柜长时间连续运行；
• 后置高压输出端子，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 高频隔离逆变+精密倍压整流拓扑

市电EMI滤波后进入高频逆变单元，隔离升压后多级倍压整流输出直流高压；高压采样采用精密高压分压电阻，实现恒压/恒流闭环控制。

4.2 模拟+数字混合闭环控制单元

硬件闭环实现CV/CC自动切换，负载阻抗变化时输出平稳；实时监测输出电弧放电，触发保护并锁存故障告警。

4.3 线性缓升压单元

硬件斜坡升压电路，平缓建立高压，适配电容类负载，抑制上电冲击，保护绝缘试样。

4.4 多重硬件保护回路

硬件独立保护通道，不依赖软件；过压、过流、短路、电弧故障时快速切断高压。

4.5 光电隔离外部控制与安全互锁

模拟量控制、外部安全互锁做光电隔离，高压侧与外部控制系统隔离，防止高压串入外部控制设备。

5. 详细技术规格参数

备注：不同电压档位机箱高度、输出电流不同，选型确认额定功率。本设备输出连续直流高压，非脉冲电源，仅用于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. SJ2025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：绝缘样品夹具、静电纺丝腔体、高压电容、小型离子源
4. 选配：高压分压器、微电流采集模块
5. PLC/模拟量控制器（远程控制，选配）
6. 选配：外部安全门互锁、声光高压报警

6.2 连接原理简述

电源上架固定，接入AC220V并可靠接地；通过面板电位器或者外部0~10V信号设置电压、电流保护限值；高压线缆连接试样或腔体。开启高压，电源按设定斜率缓慢升压。电源实时监测输出，一旦检测电弧、击穿短路，立刻切断高压并触发故障告警，安全互锁回路可联动腔体舱门，舱门打开自动切断高压。

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，输出线性平稳上升；长时间稳态保压性能稳定；样品击穿电弧触发快速保护；适配高阻绝缘样品、容性高压电容、静电类负载。

7.2 典型实验案例

• HIPOT耐压、高分子绝缘材料常规直流耐压与老化测试；
• 静电纺丝、驻极薄膜制备实验；
• 高压电容恒压充电、老化试验；
• 小型离子源、简易静电透镜稳态电场供电；
• 高校材料、物理专业常规高压实验平台。

8. 控制、接口与上位机软件

1. 前面板：电源总开关、高压使能；数字显示屏，多圈精密电位器调节电压/电流；高压指示灯、故障告警灯。
2. 后置接口：0~10V模拟量端子、外部安全互锁、故障继电器输出；可选RS485数字通信。
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（选配）：选配RS485版本可电脑远程设置、启停高压，采集存储电压电流数据，导出实验记录。

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，建议双人值守。
3. 环境防护：机柜与实验区域保持干燥无凝露；腔体配套防护罩、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，高压接地棒充分释放残压；佩戴绝缘手套，单手操作。容性负载残压维持时间更长，务必多次放电。
5. 开机前检查：高压电缆无破损；试样、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、安全互锁正常，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、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、电容会储存电荷，断电长时间保留残压。
8. 故障处理：电弧、短路告警，设备自动切断高压；禁止直接复位强行升压，排查负载绝缘与线路问题后再重启。
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

SJ2025系列经济型机架可编程高压直流电源，依托19英寸机架结构、线性缓升压、电弧保护与安全互锁，面向常规耐压测试、静电工艺、基础真空配套，适合高校、科研院所、常规装备厂商，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. HIPOT绝缘耐压与老化测试 电缆、高分子薄膜、绝缘器件常规直流击穿、电老化测试，电弧保护保护试样与电源，适合批量基础耐压试验。

2. 静电材料制备实验 静电纺丝、PVDF驻极薄膜、静电雾化基础实验，平稳高压输出，满足常规材料制备电场需求。

3. 高压电容充电与老化实验 薄膜高压电容恒压充电、静置老化，缓升压抑制充电冲击。

4. 小型离子源与简易静电光学系统 小型离子源、简易静电透镜稳态高压偏置供电，集成进机柜实验平台。

5. 高校基础科研教学平台 材料、物理专业基础高压实验，高性价比机架方案，便于实验室机柜集成。

11. 产品选型与定制扩展服务

11.1 标准型号选型

SJ2025-1-P/N：01kV，正/负极性 SJ2025-5-P/N：05kV，正/负极性 SJ2025-10-P/N：010kV，正/负极性 SJ2025-20-P/N：020kV，正/负极性 SJ2025-30-P/N：030kV，正/负极性 SJ2025-50-P/N：050kV，正/负极性 SJ2025-100-P/N：0~100kV，正/负极性

11.2 非标定制

RS485通信加装、更大输出电流、定制机箱接口、特殊安全联锁逻辑。

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；协助搭建常规耐压、静电纺丝、小型离子源整套实验方案。

12. 总结

SJ2025系列是世纪新天经济型19英寸机架式高压直流电源，电压覆盖1kV100kV，功率500W1kW，正负极性可选，恒压恒流自动切换，线性缓升压，电弧保护+外部安全互锁，支持模拟量远程控制。定位为SJ2200系列的经济型版本，以高性价比满足常规耐压测试、静电实验、基础离子源配套需求，减少高端机型冗余成本。国产化经济型机架高压方案，适合预算有限的高校实验室、常规测试平台。

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 MODBUS-RTU：工业串行通信协议 HIPOT：高压耐压测试 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、SJ2025/SJ2200/SJ2202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