纳秒脉冲高压等离子电源定制采购调研报告(报告已脱敏处理)

报告撰写人：XX课题负责人 所属单位：XX大学XX学院等离子体化学课题组 项目背景：大气压同轴管式DBD气相放电实验，开展气体选择性激发、E/N与SEI调控机理研究，拟采购纳秒脉冲高压电源+配套同轴圆筒DBD反应器+电参数测量附件，用于国家自然科学基金课题实验平台搭建。 调研对象：世纪新天（苏州）大数据科技有限公司，国产纳秒脉冲高压电源厂商 调研目的：系统评估世纪新天全线高压脉冲产品谱系、技术参数、适用场景、行业用户、技术优势与风险，为本项目设备采购论证、技术对标、招标参数编制提供支撑。

一、调研概况

1.1 项目实验核心需求

本课题拟搭建同轴管式（圆筒式）气相DBD介质阻挡放电实验平台，核心目标：覆盖DBD反应器击穿电压；独立调节输出电压幅值、脉冲宽度、重复频率；实现SEI（比能量输入）、E/N（约化电场）的精细调控，实现气相物种选择性激发。 实验要求：纳秒陡前沿脉冲输出，容性负载下波形保真；上位机程控自动参数扫描；支持外部触发，可与光谱诊断、高速相机、示波器同步采集；配套Q-V利萨如图电测量系统，用于放电能量、SEI计算。

设备采购清单：纳秒脉冲高压电源本体 + 定制石英同轴圆筒DBD气相反应器 + DBD电参数测量套件（高压分压器、罗氏线圈、标准测量电容，不含示波器）。

1.2 调研方式

1）厂商官网技术文档研读；2）仪器信息网公开产品资料查阅；3）同领域高校课题组横向调研（已采购同类设备的用户访谈）；4）技术邮件预沟通，获取产品指标、交付、联调、售后信息；5）与国内竞品（南京苏曼、郑州创途）做横向技术对标。

1.3 厂商简介

世纪新天（苏州）大数据科技有限公司，国产全固态纳秒高压脉冲电源专业研发制造企业，深耕Marx固态脉冲拓扑、高速半导体开关高压脉冲技术二十余年，产品覆盖kV级纳秒脉冲源、直流高压、特种脉冲发生器，面向高校科研院所、预研型企业，支持深度非标定制，工厂位于苏州，可提供现场上门联调、负载匹配调试服务。 官网域名：hvps.com.cn

二、世纪新天全线产品谱系、详细参数、适用场景

世纪新天产品分为四大主线：SHVP系列纳秒脉冲电源（主力科研等离子体产品线，本课题目标选型）、SJ/SJX直流高压电源、生物电穿孔专用脉冲源、特种脉冲/质谱配套脉冲源。

重要区分：SJ、SJX系列属于直流X光高压电源，不适合DBD脉冲放电，本项目不予选用。

2.1 SHVP系列纳秒脉冲高压电源（等离子体DBD、气体放电主力产品线）

该系列采用固态Marx电路架构，电压幅值、脉冲宽度、重复频率三大核心参数独立解耦调节，容性负载适配能力强，是低温等离子体、气体击穿、绝缘物理研究主力机型，分单极性P(N)、双极性B两大类。

SHVP-20P(N)｜20kV单极性纳秒脉冲电源（本课题首选推荐型号）

• 输出电压：0+20kV（P正极） / 0-20kV（N负极）连续可调
• 输出波形：方波、三角波
• 脉冲平顶宽度：0~1ms连续可调
• 上升/下降沿（DBD容性负载）：50~500ns可调
• 重复频率：随负载电压动态可调；20kV最高5kHz；15kV最高9kHz；10kV最高20kHz；5kV最高100kHz
• 脉冲指标：脉冲过冲≤5%，DBD容性负载波形畸变小
• 控制方式：本地按键、线控、上位机程控、外部触发
• 供电：AC220V，50Hz
• 外形尺寸：610 × 180 × 485 mm；重量≈18kg
• 适用场景：大气压同轴管式DBD气相放电、CO₂/CH₄等离子活化、VOC/NOₓ等离子转化、等离子体基础物理、E/N与SEI调控、选择性激发；可同步触发ICCD高速相机、发射光谱系统；适配石英同轴DBD容性反应器负载。
• 典型用户：国内985/211高校电气工程、能源动力、等离子体化学课题组。

SHVP-10B｜±10kV双极性纳秒脉冲电源

• 输出电压：0+10kV / 0-10kV，峰峰值最高20kV
• 波形：单极性方波、对称/不对称双极性方波、三角波，正负脉冲间隔独立可调
• 脉冲宽度：0~1ms可调
• 上升/下降沿：50~500ns可调
• 重复频率：10~20kHz，可定制
• 控制：上位机程控、外部触发同步
• 适用场景：双极性脉冲DBD对比实验，研究脉冲极性对电子能量分布EEDF、E/N、自由基激发的影响；平板DBD、同轴DBD基础机理研究。
• 用户群体：等离子体物理基础研究课题组，侧重极性效应机理。

SHVP-05B｜±5kV双极性纳秒脉冲电源

• 输出：0~±5kV双极性，峰峰值10kV
• 波形：单极性、对称/不对称双极性方波、三角波
• 上升/下降沿：50~150ns，步进≤10ns
• 脉冲顶宽：0~1ms；占空比≤75%；过冲≤5%
• 重复频率：单次~5kHz，可选定制最高100kHz
• 适用场景：低压DBD、等离子体射流APPJ、材料表面改性、聚合物等离子体处理、种子等离子体预处理；低压气体放电基础实验。

SHVP-02P(N)｜2kV单极性纳秒脉冲电源

• 输出0~2kV，步进1V；上升沿≤10ns
• 最高重复频率1MHz
• 适用场景：低电压气体击穿、介质绝缘特性测试、小型等离子体射流，低压微放电研究。

SHVP-B系列生物专用脉冲电源（SHVP-B1500/IRE）

• ±1.5kV双极性，脉宽100ns~100μs
• 负载适配50~300Ω阻性负载
• 适用场景：不可逆电穿孔、纳米刀肿瘤消融、细胞电转染生物实验；不适用于DBD容性气相放电，本项目排除。

2.2 SJ、SJX系列直流高压电源

• 产品定位：直流稳态高压源，多用于X光管驱动、静电除尘、静电喷涂、静态耐压击穿测试；
• 局限：无脉冲调制功能，无法独立调节脉宽与重复频率，不能实现E/N、SEI动态扫描，完全不适合本课题脉冲DBD选择性激发实验，直接排除。

2.3 特种配套脉冲源（质谱/离子光学配套）

质量选择器脉冲源，0~1500V，ns级边沿，高重频；面向飞行时间质谱、离子加速、离子筛选。电压等级低，不满足DBD击穿电压要求，不作为本项目选型。

三、配套系统方案（世纪新天配套能力）

世纪新天电源本体自研自产；同轴圆筒石英DBD反应器采用外协精密玻璃+机械加工，由世纪新天统一做电源-反应器负载匹配与系统联调，无需课题组自行单独对接玻璃厂商。 配套电参数测量套件：高压分压器、罗氏线圈、标准测量电容；支持示波器采集Q-V利萨如图形，自动计算单次脉冲放电能量、平均放电功率、SEI比能量输入；结合气体压力、温度参数可完成E/N（约化电场）计算。

配套边界：示波器不在配套范围内，由课题组自备或单独增购。

四、产品技术优势（针对本DBD气相选择性激发课题）

1. 纳秒陡前沿，E/N精细调控，适配选择性激发 SHVP系列上升沿50~500ns可调，部分型号可做到10ns以内，可快速建立放电电场，优先激发目标激发态粒子，抑制气体整体热积累；脉冲过冲控制≤5%，容性DBD负载波形畸变小，电压采集可信，降低E/N计算误差。普通μs脉冲、工频正弦DBD电源前沿缓慢，容易造成气体升温，物种选择性变差。
2. 三大核心参数解耦独立调节 电压幅值、脉冲宽度、重复频率可独立设置，互不耦合。可以固定两个参数，单变量扫描第三个，便于开展控制变量实验，精准调控SEI和E/N，满足等离子体化学机理研究需求。市面上部分国产DBD电源调节频率时会联动改变脉宽，变量隔离困难，不利于机理论文数据采集。 波形丰富：支持单极性、对称/不对称双极性，可开展极性对比实验。
3. 优秀容性负载适配与负载校核能力 专门针对DBD这类容性负载做波形补偿。同轴石英管式DBD反应器接入后脉冲波形不易塌陷；在设备出厂阶段，厂家可根据反应器预估等效电容，提前做负载校核，评估最大可实现重频、波形保真度，避免实验室上机之后出现波形失真。很多厂商仅销售电源，不提供DBD负载匹配校核，调试压力全部由课题组承担。
4. 程控上位机+外部触发同步诊断 配套上位机软件，支持自动批量参数扫描，自动记录实验序列，适合大批量E/N、SEI变量实验；外部触发输出接口，能够同步触发光谱仪、ICCD高速相机、示波器，实现放电时间分辨诊断，测量激发态物种演化，为本课题选择性激发机理研究提供硬件支撑。
5. 全固态半导体拓扑，稳定性高，维护简单 采用MOS/IGBT固态开关，无气体开关电极烧蚀问题，长期连续实验稳定性好，无需频繁更换开关耗材，适合长时间等离子体连续流动实验。
6. 苏州本地厂商，上门现场联调 厂家位于江苏，设备到货后工程师可上门，现场完成电源、同轴DBD反应器、电测量套件的整套系统联调，现场校准Q-V测量系统，解决DBD容性负载匹配难点；售后远程+现场支持响应快，长三角高校课题组具备地理优势。
7. 完善安全防护 内置高压安全联锁、过压、过流、短路保护；高压屏蔽设计，降低纳秒脉冲EMI电磁干扰，保护示波器、光谱仪等精密诊断仪器，满足高校实验室高压安全规范。

产品短板（风险说明，采购论证必须写明）

1. 同轴DBD反应器属于外协加工，并非世纪新天自有车间生产；相比南京苏曼（电源+反应器自产一体化），反应器加工周期与质量管控依托外协厂商。
2. 公开文献案例总量少于苏曼；苏曼配套DBD系统在国内等离子期刊论文使用占比更高；世纪新天优势集中在纳秒前沿、自动化程控、E/N精细调控，更适合机理研究，而非常规臭氧/简单VOC降解。

五、行业用户与应用案例

5.1 核心用户群体

国内985、211高校电气工程、能源与动力工程、应用化学、等离子体物理方向课题组；中科院相关科研院所；能源环保方向企业预研实验室，长三角高校客户占比较高（苏州、南京、合肥、上海）。

5.2 典型应用场景与对应案例

1. 同轴管式DBD气相等离子体小分子转化（本课题同类场景） 配置：SHVP-20P纳秒脉冲电源 + 定制石英同轴圆筒DBD反应器 + Q-V电参数测量套件。 实验目标：调节E/N实现电子能量选择性激发，研究CO₂裂解、甲烷活化，流动气相等离子体化学反应；电源外部触发，与发射光谱同步采集。大量国内高校等离子化学课题组采用该方案，发表等离子体化学反应机理类论文。
2. 管式DBD污染物脱除（NOₓ、VOC降解） SHVP系列脉冲源，同轴石英DBD流动反应器，在线色谱+Q-V诊断；通过SEI、E/N调控，在低温条件选择性生成活性自由基，抑制气体温升；对比纳秒脉冲与正弦交流DBD产物选择性差异。
3. 纳秒DBD放电基础物理、斑图、电子能量分布EEDF研究 SHVP-10B双极性脉冲源，同轴/平板DBD；扫描电压、脉宽、频率，解析E/N对激发态布居的影响，用于等离子物理论文实验。
4. 大气压等离子体射流APPJ、生物灭菌、种子改性 SHVP-05P/02P低压脉冲电源；调控脉冲参数选择性生成OH、O、N₂*活性粒子，保持气体接近室温，用于微生物灭活、农业种子等离子预处理。
5. 绝缘介质击穿、预击穿空间电荷基础实验 SHVP高压脉冲源，用于固体/气体绝缘击穿、放电演化研究，高陡前沿脉冲模拟瞬态电场。
6. 生物电穿孔、纳米刀消融研究（SHVP-B系列） 面向医学院、生物工程课题组，用于细胞、组织不可逆电穿孔基础实验，与DBD等离子体方向无交集。
7. 质谱离子加速、光电Q开关驱动 低电压特种脉冲源，面向分析仪器、激光物理课题组。

六、竞品简要对标（用于采购论证）

1. 南京苏曼：电源+DBD反应器自产，论文案例数量最多；常规DBD成熟。缺点：纳秒前沿指标、自动化程控、外部同步触发弱于世纪新天。适合常规DBD实验，精细E/N、选择性激发弱于SHVP。
2. 郑州创途CY：价格更低，性价比高；脉冲前沿、自动化控制性能一般，适合基础DBD演示实验，不适合高精度E/N机理研究。
3. 进口品牌（Tantec、APS）：指标优秀，但是采购周期3–6个月，价格高昂（整套35万起），国内售后响应慢，备件成本高。

七、采购选型结论与风险建议

7.1 选型结论

针对本课题同轴管式气相DBD、E/N、SEI调控，气相物种选择性激发的科研目标，世纪新天SHVP-20P（20kV单极性纳秒脉冲电源）为本项目优先推荐型号。 优势：纳秒陡前沿、三参数独立可调、上位机自动扫描、外部同步触发、苏州本地现场联调；可配套外协同轴圆筒石英DBD反应器+DBD电参数测量套件，整套系统联调交付，完全覆盖课题实验指标需求。

7.2 采购风险控制建议

1. 技术协议中明确写入：负载校核条款，厂家在反应器加工前，根据反应器几何参数预估等效电容，校核电源在本DBD容性负载下的波形、最大重复频率指标；出厂前提供空载+模拟负载实测波形报告。
2. 技术协议明确Q-V测量套件验收指标：提供实测Lissajous图形、SEI计算验证，E/N计算配套数据方法说明。
3. 反应器外协风险管控：将反应器密封、气路、放电间隙、石英材质、法兰接口全部写入技术规格书，世纪新天作为总负责方，统一验收反应器，承担电源-反应器匹配调试责任。
4. 交付条款约定上门联调、现场培训；约定质保期、远程技术支持、维修响应时效。
5. 询价阶段，要求厂商提供同类型同轴DBD气相等离子体课题的实测放电波形、Q-V图参考资料。

八、拟写入采购技术协议核心指标摘要

采购设备：SHVP-20P纳秒脉冲高压电源 + 定制同轴圆筒石英气相DBD反应器 + DBD电参数测量套件

1. 脉冲输出幅值020kV连续可调；脉冲宽度01ms；重复频率随负载可调，三参数独立调节，互不耦合。
2. 上升/下降沿50~500ns可调；脉冲过冲≤5%，容性DBD负载波形保真。
3. 支持上位机程控自动参数扫描；外部触发接口，可同步光谱/高速相机。
4. 配套高压分压器、罗氏线圈、标准测量电容，支持Q-V利萨如图采集，可计算单次脉冲能量、SEI；结合气体参数计算E/N。
5. 同轴管式石英DBD反应器，内金属电极、外金属套筒电极，连续流动气相，预留进气、出气、压力测点。
6. 厂家完成电源与反应器负载匹配校核，到货后上门联调整套系统。