世纪新天 SJ6002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

SJ6002系列是世纪新天在SJ6000基础上升级的紧凑型可编程高压直流电源，主打小电流高精度、低噪声，覆盖02kV / 05kV / 0~10kV档位，支持正极性P、负极性N机型，电压电流全量程连续可调。采用小型化高频逆变+精密倍压拓扑，恒压CV/恒流CC自动切换；内置智能缓升压、电弧检测、全硬件保护；支持面板调节+RS485 MODBUS远程程控。整机体积更小，适合桌面小型实验腔体、微静电纺丝、薄膜驻极、微探测器偏置、薄层绝缘老化测试等实验室精密科研场景，是小型稳态高压实验国产化优选方案。

关键词：SJ6002；紧凑型高压直流电源；可编程高压源；微静电纺丝；薄膜驻极；薄层绝缘耐压；微型探测器偏置电源

目录

1. 概述
2. 应用场景与行业痛点
3. SJ6002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

SJ6002系列为台式紧凑型可编程高压直流稳压稳流电源，分为正极性（P）、负极性（N），电压档位：2kV、5kV、10kV；输出0至额定电压连续可调，支持恒压CV、恒流CC平滑自动切换。输入AC220V市电，内置EMI滤波与高压隔离回路；面板旋转编码器支持粗调/精调，OLED屏实时显示参数，具备参数记忆、多组预设、可编程缓升压功能。 标配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OVP过压、OCP过流、短路、过热、电弧检测保护；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，适合长时间小电流稳态高压加载实验。

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。SJ6002相比SJ6000，体积更小、噪声更低，适配小型腔体、微量样品精密实验。

2. 应用场景与行业痛点

2.1 典型应用场景

微静电纺丝、微量静电雾化；超薄PVDF薄膜驻极与压电薄膜极化；薄层高分子绝缘材料直流耐压、电老化测试；微型气体探测器、小型光电倍增管偏置供电；微间隙稳态电晕、小型静电透镜电场实验；高校材料物理小型高压教学实验。

2.2 当前行业痛点

1. 进口小型精密高压直流电源采购成本高，交付周期长，维修困难；
2. 普通国产高压源体积大，纹波与噪声偏高，微量样品实验电场不稳定；
3. 缺少可编程缓升压，上电冲击极易击穿超薄薄膜、薄层介质样品；
4. 电弧保护响应慢，薄层样品击穿拉弧时容易损毁电源内部高压组件；
5. 简易高压源缺少标准数字程控接口，无法接入自动化扫描实验系统。

3. SJ6002系列产品介绍

✅ 核心特点

• 紧凑型小型机箱，桌面占用空间小；档位：2kV/5kV/10kV，正/负极性可选，0~额定电压连续可调；
• 恒压/恒流自动平滑切换，高精度闭环反馈，低温漂；
• 低纹波低噪声设计，标准版本纹波≤0.08%Vp-p，适配薄层、高阻微量样品；
• 可编程缓升压软启动，可自定义升压斜率，抑制上电高压冲击，保护超薄样品；
• 本地面板：编码器粗/精调节，OLED显示电压、电流、CV/CC模式、故障代码，支持多组参数预设、断电记忆；
• 标配RS485 MODBUS通信，支持上位机程控、实验数据自动记录；
• 全套硬件保护：OVP过压、OCP过流、短路保护、过热OTP、电弧快速检测保护；
• 全隔离高压回路，静音温控调速风扇，适合长时间实验室连续稳态运行；
• 高压输出采用屏蔽高压线缆+小型高压接线端子，适配小型腔体夹具。

4. 核心技术架构

4.1 小型高频隔离逆变+精密倍压整流拓扑

AC市电经过EMI滤波后转换为高频交流，小型高压隔离升压+多级精密低噪声倍压整流，输出连续直流高压；高压采样回路采用高稳定低温漂精密分压电阻，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；负载阻抗变化时，恒压、恒流模式平滑切换，无电压电流跳变，适配高阻薄膜、微量样品变阻负载。

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；实时监测输出端电弧放电，一旦检测到拉弧，微秒级切断高压并锁存故障，保护超薄样品与电源。

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、超温发生时，快速切断高压输出，保护电源与被测薄层样品。

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. SJ6002系列紧凑型高压直流电源主机
2. 高压屏蔽输出线缆
3. 小型样品夹具/微型反应腔体（微纺丝喷头、薄膜极化夹具、薄层样品台）
4. 高压分压器（选配，外部高精度电压监测）
5. 电脑（上位机程控，选配）
6. 可选：微电流采集模块、数据记录仪、安全防护挡板、高压门联锁

6.2 连接原理简述

主机AC220V供电，确认可靠接地；预先设置电压上限、电流保护限值与升压速率；高压输出线缆连接至小型样品腔体/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；薄层样品击穿、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

连续稳定低噪声直流高压，纹波小、长时间温漂低；高阻薄膜负载下保持稳定恒压；薄层样品击穿时迅速限流关断高压；支持数十小时长时间稳态保压。

7.2 典型实验案例

• 微静电纺丝、微量静电雾化，稳定低噪声电场输出；
• PVDF超薄驻极薄膜、压电薄膜小型高压极化；
• 薄层高分子绝缘薄膜直流击穿、长时间电老化测试；
• 微型气体探测器、小型电离室高压偏置供电；
• 微间隙稳态电晕放电、微型静电透镜电场搭建；
• 高校材料、物理专业小型高压教学实验平台搭建。

8. 控制、接口与上位机软件

1. 本地控制面板：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：专用小型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参数扫描，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. 仪器安全：示波器、采集仪器可靠接地；高压探头耐压匹配档位；信号线与高压电缆分开走线，降低噪声耦合。
10. 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

SJ6002系列紧凑型可编程高压直流电源凭借低纹波、低噪声、小型化、可编程缓升压的特点，广泛用于高校、科研院所、新材料企业小型稳态高压精密实验，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. 微静电与纳米材料制备 微静电纺丝、微量静电雾化、粉体微静电分散基础实验；为微量样品提供低噪声、长时间稳定直流电场。

2. 薄膜电介质极化研究 超薄PVDF驻极薄膜、压电薄膜高压极化；铁电薄层材料极化特性研究，支持恒压长时间保压，防止薄样品上电冲击击穿。

3. 薄层绝缘材料直流耐压与老化测试 超薄高分子薄膜、涂层、薄层复合材料的纳秒瞬态耐压、直流击穿、长期电老化实验；评估薄层介质稳态高压电场下漏电流与失效机理。

4. 微型探测器与真空器件偏置供电 微型气体探测器、小型电离室、微型静电透镜稳态高压偏置供电；小型真空腔体内部静电场构建。

5. 微放电物理基础研究 微间隙稳态电晕放电、微型静电吸附、微量气体净化机理预研实验。

6. 高校小型高压教学实验室 电气工程、材料、物理专业桌面小型高压实验平台，自动化记录伏安特性曲线，适合本科生、研究生创新科研实验。

11. 产品选型与定制扩展服务

11.1 标准型号选型

SJ6002-2-P/N：02kV，正/负极性 SJ6002-5-P/N：05kV，正/负极性 SJ6002-10-P/N：0~10kV，正/负极性

11.2 非标定制

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

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；协助搭建微静电纺丝、薄膜极化、薄层耐压整套小型实验系统方案。

12. 总结

SJ6002系列是世纪新天紧凑型可编程高精度连续高压直流电源，电压档位覆盖2~10kV，支持正/负极性输出，恒压恒流自动切换，低纹波低噪声，可编程缓升压，标配RS485程控与多重高压安全保护。面向微静电纺丝、薄膜极化、薄层绝缘测试、微型探测器偏置等精密小型稳态高压科研场景；对比SJ6000系列，整机体积更小，噪声更低，专门针对微量、超薄样品实验优化。国产化替代进口小型精密高压直流源，降低实验室采购成本，为材料、物理、探测器方向小型精密高压实验提供稳定可靠平台。

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 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