静电纺丝技术因其能够直接制备纳米至微米尺度的连续纤维，在组织工程、柔性电子、微纳光学器件及传感器制造等领域展现出巨大潜力。传统的静电纺丝属于“远场”模式，喷头与接收板距离较远（十厘米至数十厘米），射流在空气中经历剧烈的鞭动不稳定性拉伸，最终形成无序或弱取向的纤维毡。然而，对于需要精确定位、图案化直写或制备高度有序微纳结构的应用，远场模式的随机性成为致命缺陷。近场静电纺丝技术应运而生，它将喷头与接收板的距离缩短至毫米甚至亚毫米量级（通常为500微米至5毫米），极大地抑制了射流的鞭动不稳定性和弯曲不稳定性，使得带电射流能够以近乎直线的轨迹从喷头沉积到接收板特定位置，实现类似“写字”或“打印”的直写功能，为制造微电路、生物支架图案、微透镜阵列等提供了革命性手段。

近场直写的精度控制，是一个多物理场耦合的复杂问题，涉及流体动力学、电场力学和固化动力学的精细平衡。其中，静电场作为驱动射流产生、拉伸并引导其定向沉积的核心力源，其控制精度直接决定了直写的分辨率、稳定性和可靠性。传统的单极性高压电源（对喷头施加正或负高压，接收板接地）在远场模式下尚可，但在近场直写中暴露出明显局限性：电场分布相对固定，对射流初始段的调控能力不足，难以应对基底表面电荷积累、环境湿度变化等干扰，限制了直写精度的进一步提升。因此，“双极性高压微调控电源”成为了突破这一瓶颈的关键技术方向。

双极性高压，并非指同时输出正负高压，而是指系统具备独立控制喷头电位和接收板（或特定辅助电极）电位的能力，从而能够灵活构建多种电场构型。在一个典型的近场直写双极性高压系统中，至少包含两路独立可调的高压输出通道：一路连接纺丝喷头（通常为金属毛细管），另一路连接接收基底或靠近基底的调控电极。两路输出的极性、幅值均可独立精密设定。例如，可以实现“喷头正高压+接收板负偏压”、“喷头负高压+接收板正偏压”、“喷头正高压+接收板零电位（接地）但附加聚焦电极负偏压”等多种模式。

这种双极性独立控制带来的“微调控”能力是多方面的。首先，也是最直接的，是射流沉积点的精确微调。在直写过程中，由于针头与基底距离极近，机械定位的任何微小偏差、基底表面不平整或电荷分布不均，都可能导致沉积点偏移预期位置。通过微调接收板偏压的幅值甚至局部区域的电位，可以在不移动机械平台的情况下，利用电场力对下落的射流进行“微牵引”或“微偏转”，实现实时在线的位置补偿，将沉积点“拉回”目标位置，这类似于一个电场驱动的实时闭环反馈定位系统。

其次，是射流初始形态与稳定性的优化。近场直写的射流从泰勒锥尖部到接触基底的距离极短，射流的初始加速度和直径对最终沉积的纤维直径和形貌影响巨大。通过独立调节喷头电压和接收板电压，可以精细控制喷头与接收板之间的电位差（即驱动电场强度）和电场的空间梯度。例如，适当降低喷头电压同时提高接收板负偏压的绝对值，可以在保持总驱动场强不变的情况下，改变电场线的分布形态，可能更有利于形成一个稳定、纤细的初始射流，从而获得更细、更均匀的直写纤维。

第三，是抑制电荷积累效应。在近场直写中，特别是使用绝缘基底（如玻璃、硅片、聚合物薄膜）时，持续沉积的带电纤维会在基底表面累积电荷，改变局部电场，严重时甚至会排斥后续射流，导致直写无法继续或图案畸变。双极性电源提供了主动电荷管理的可能。一种策略是采用脉冲直流模式，在射流喷射的间隙，短暂切换接收板偏压的极性或施加一个交流成分，以中和基底表面积累的电荷。另一种更精细的方法，是在基底附近设置多个独立寻址的微电极阵列，在直写不同位置时动态调整局部电位，实时抵消电荷影响，维持电场均匀。

实现这样一套双极性高压微调控电源，技术要求极高。两路高压输出（可能高达正负30kV）需要具有极高的分辨率（伏特级甚至更精细）和稳定性，纹波必须极低，因为任何电压波动都会直接转化为射流的抖动。两路输出之间必须有良好的隔离，防止相互串扰。控制响应速度要快，以适应可能的实时闭环调控需求。电源本身需要具备多种工作模式（连续、脉冲、任意波形输出）以适应不同的直写策略。此外，系统通常需要与高精度运动平台、视觉定位系统以及溶液供给系统协同工作，因此需要丰富的数字接口（如以太网、USB）和同步触发功能，以便集成到统一的自动化控制软件中。

静电纺丝近场直写双极性高压微调控电源，将静电场从一个固定的、粗放的驱动源，转变为一个灵活的、可实时编程的“微操纵手”。它通过电场构型的精细化设计，实现了对射流从产生到沉积全过程的增强控制，显著提升了近场直写的精度、重复性和复杂图案成形能力。这不仅是高压电源技术在微纳制造领域向着智能化、柔性化方向演进的重要标志，也为基于电纺直写的下一代增材制造技术突破分辨率与可靠性瓶颈提供了核心动力。