DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 生命周期分析理论及量化分析 2.1. 生命周期分析理论 生命周期分析理论(Life Cycle Assessment: LCA)是一种评价一个产品系统生命周期整个阶段内对环境造成负荷影响的分析方法，被广泛应用于综合评价产品或产品系统环境效益，对产品从原材料采集、生产、使用直至废弃整个过程所产生的环境影响进行综合评价。其评价过程一般可以分为目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释四部分 [ 16 ]，具体评价流程如图1所示。 图1. LCA理论评价流程 基于LCA理论将厂拌热再生沥青混合料生产施工划分为旧路面铣刨、原材料生产、沥青混合料施工三个阶段，分别对各阶段的能耗及碳排放进行统计分析，评价过程如图2所示。 图2. 厂拌热再生沥青混合料环境效益评价过程 2.2. 基础数据 沥青混合料生产施工过程中消耗的能源主要包括电力、汽油、柴油、天然气等，为了便于统计分析，根据《中国能源统计年鉴》 [ 17 ] 将各种能源换算成标准煤能耗的净发热量，同时规定1 kg标准煤的净发热量为29.307 MJ，各能源折算系数及净发热量见表1。 Table 1 Statistics of net calorific value of each energy sourc 能源 折算系数 净发热量 电力 0.1229标准煤/(kw.h) 3.596 MJ/(kw.h) 汽油 1.4714标准煤/kg 43.070 MJ/kg 柴油 1.2194标准煤/L 42.652 MJ/kg 液化石油气 1.7143标准煤/kg 50.179 MJ/kg 燃料油(重油) 1.4286标准煤/kg 41.816 MJ/kg 表1. 各能源净发热量统计 沥青混合料生产施工过程中会排放CO 2 、CH 4 、N 2 O等温室气体，不同的温室气体对环境的影响不尽相同，计算过程中根据IPCC 2006数据库中的排放系数将各类温室气体通过特征因子转换为CO 2 当量进行统一分析，温室气体特征因子转换关系见表2。 Table 2 Conversion relationship of greenhouse gas characteristic factor 影响因子 特征因子单位 特征因子 CO 2 Kg等效CO 2 1 CH 4 25 N 2 O 298 表2. 温室气体特征因子转换关系 《中国能源统计年鉴》统计了各能源单位质量的温室气体排放系数，根据表2特征因子转换关系计算各能源的CO 2 当量，统计结果见表3。 Table 3 CO2 equivalent statistics of various energy source 能源类型 CO 2 排放系数 CH 4 排放系数 N 2 O排放系数 CO 2 当量 电力 0.899 2.75 × 10 −3 1.41 × 10 −5 0.972 汽油 3.1605 1.2796 × 10 −4 2.5591 × 10 −5 3.171 柴油 2.9848 1.2921 × 10 −4 2.5842 × 10 −5 2.996 燃料油(重油) 3.2366 1.2545 × 10 −4 2.5090 × 10 −5 3.247 表3. 各能源CO 2 当量统计
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user: 3. 旧路面铣刨能耗及碳排放分析 将需要翻修的路面通过铣刨、破碎、筛分并掺加一定的新集料，可作为铺筑新路面的原材料，实现筑路材料的循环利用。根据工程调研，铣刨机工作过程中油耗为4.2 kg/m 3 ，沥青混合料密度大约为2.4 t/m 3 ，可知铣刨1 t混合料油耗为1.75 kg。论文分别以RAP掺量0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%作为研究对象，计算不同RAP掺量条件下旧路面铣刨过程中的能耗及碳排放如表4所示，不同RAP掺量条件下旧路面铣刨过程中的能耗及碳排放变化规律见图3和图4。 Table 4 Energy consumption and carbon emission of old pavement milling under different RAP conten RAP掺量 0 10 20 30 40 50 60 能耗(MJ/t) 0 7.46 14.93 22.39 29.86 37.32 44.78 碳排放(kg/t) 0 0.52 1.05 1.57 2.10 2.62 3.15 表4. 不同RAP掺量条件下旧路面铣刨能耗及碳排放 图3. 旧路面铣刨能耗 图4. 旧路面铣刨碳排放 由图3和图4可知，随着RAP掺量的增加，旧路面铣刨产生的能耗及CO 2 当量越多，RAP掺量每增加10%，旧路面铣刨过程中能耗增加7.46 MJ，CO 2 当量排放增加0.52 kg。根据工程应用，以30%RAP掺量为基准，旧路面铣刨过程中产生的能耗为22.39 MJ，CO 2 当量排放1.57 kg。
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user: 4. 原材料生产能耗及碳排放分析 厂拌热再生混合料原材料主要包括沥青胶结料、铣刨料和新集料，用量较少的矿粉和再生剂分析过程中忽略不计。对于沥青胶结料的能耗及温室气体排放，国内尚没有完整的数据库，分析过程中参考欧洲沥青协会数据库，对于新集料参考中国本地化的LCA基础数据库CLCD [ 18 ]，单位质量原材料能耗及碳排放数据如表5所示。 Table 5 Energy consumption and carbon emission of raw material 原材料 基质沥青 改性沥青 新集料 能耗(MJ/t) 3585.18 5412.22 3199.32 CO 2 当量(kg/t) 244.142 323.035 2.376 × 10 −3 表5. 原材料能耗及碳排放 由表5可知，改性沥青生产过程中由于增加了沥青改性工艺，相较于基质沥青其能耗增加了33.8%，CO 2 当量排放增加了24.4%。假设厂拌热再生AC-16沥青混合料最佳沥青用量为4.7%，铣刨料中沥青含量为4.3%，沥青选用改性沥青，新沥青用量为总沥青用量减去铣刨料中的沥青含量，由此计算生产1 t沥青混合料在不同RAP掺量条件下的能耗及碳排放如表6所示，不同RAP掺量条件下原材料生产能耗及碳排放变化规律见图5和图6。 Table 6 Energy consumption and carbon emission of mixtures with different RAP conten RAP掺量(%) 能耗(MJ/t) CO 2 当量(kg/t) 沥青 新集料 铣刨料 总计 沥青 新集料 铣刨料 总计 0 254.37 30.49 0.00 284.86 15.183 0.002 0.000 15.185 10 232.10 27.57 0.71 260.38 13.853 0.002 0.086 13.941 20 209.63 24.63 2.86 237.12 12.512 0.002 0.345 12.859 30 186.97 21.66 6.46 215.09 11.159 0.002 0.779 11.940 40 164.11 18.67 11.53 194.30 9.795 0.001 1.390 11.187 50 141.04 15.65 18.09 174.79 8.418 0.001 2.182 10.601 60 117.78 12.60 26.17 156.55 7.030 0.001 3.156 10.186 表6. 不同RAP掺量条件下混合料能耗及碳排放 图5. 原材料生产能耗 图6. 原材料生产碳排放 由图5和图6可知，原材料生产阶段再生混合料产生的能耗及CO 2 当量排放明显低于普通的热拌沥青混合料，且随着RAP掺量的增加，混合料能耗及CO 2 当量排放逐渐减小。当RAP掺量为30%时，相比于普通的热拌沥青混合料，每生产1 t再生混合料，可以节约能耗69.776 MJ，减少CO 2 当量排放3.245 kg。
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user: 5. 厂拌热再生沥青混合料施工 5.1. 混合料拌和 厂拌热再生混合料拌和设备相比于传统的热拌沥青混合料加入了第二烘干筒进行铣刨料的加热，混合料拌和过程中，新集料加热温度为170℃~185℃，铣刨料加热温度为110℃~130℃，沥青加热温度为150℃~160℃。根据工程统计，传统热拌沥青混合料的油耗为6.85 kg/t，CO 2 当量排放为7.36 kg/t，再生沥青混合料第一滚筒油耗为7.81 kg/t，CO 2 当量排放为7.84 kg/t，第二滚筒油耗为6.37 kg/t，CO 2 当量排放为6.75 kg/t，由1.2章节给出的基础数据可以计算不同RAP掺量条件下混合料拌和过程中的能耗及碳排放如表7所示，不同RAP掺量条件下混合料拌和能耗及碳排放变化规律见图7和图8。 Table 7 Energy consumption and carbon emission of mixture in mixing proces RAP掺量(%) 0 10 20 30 40 50 60 能耗(MJ/t) 292.17 327.26 321.36 315.40 309.39 303.33 297.22 CO 2 当量(kg/t) 21.014 23.177 22.864 22.547 22.228 21.905 21.580 表7. 拌和过程中混合料能耗及碳排放 图7. 混合料拌和能耗 图8. 混合料拌和碳排放 5.2. 混合料运输 根据中国本地化LCA基础数据库CLCD规定，选择载重30 t自重10 t的柴油货车作为运输混合料的标准车辆，统计数据显示其能耗为0.804 MJ/(t·km)，温室气体排放为0.075 kg/(t·km)，假设拌合站距离施工现场平均运距为50 km，混合料运输以拌合站(满载)→施工现场(空载)→拌合站作为一个完整的运输周期，则运输车辆行驶的等效距离为62.5 km，由此可以计算混合料运输产生的能耗为50.25 MJ/t，CO 2 当量排放为4.688 kg/t。 5.3. 混合料摊铺及碾压 沥青路面施工通过摊铺机将混合料均匀摊铺到路面上，压路机紧跟摊铺机进行压实，碾压可分为初压、复压和终压三个阶段，为保证混合料达到规定的压实度，采用双钢轮压路机和胶轮压路机组合的方式进行压实，结合工程经验确定混合料碾压方案如表8所示。 Table 8 Compaction scheme of mixtur 压路机类型 初压 复压 终压 双钢轮压路机(13 t) 震动2~3遍 静压2~3遍 胶轮压路机(30 t) 静压4~5遍 表8. 混合料压实方案 根据混合料摊铺效率，摊铺机摊铺速度为3m/min，压实方案如表8所述，结合各机械的实际油耗，计算混合料摊铺及压实时的能耗和碳排放如表9所示。 Table 9 Energy consumption and carbon emission of mixture paving and compactio 能耗(MJ/t) CO 2 当量(kg/t) 摊铺 11.308 0.843 碾压 13.675 1.105 表9. 混合料摊铺和压实能耗及碳排放 5.4. 混合料施工能耗及碳排放分析 基于上述研究，统计沥青混合料施工过程中的能耗及碳排放并绘制柱形图如图9和图10所示。 图9. 混合料施工能耗 图10. 混合料施工碳排放 由图9和图10可知混合料施工过程中再生混合料的能耗及CO 2 当量排放高于普通的热拌沥青混合料，主要是由于拌和过程中增加了用于铣刨料加热的第二烘干筒，加大了能源消耗，但随着RAP掺量的增加，混合料能耗及碳排放呈逐渐减小的趋势，是由于RAP掺量越大，所需新集料和沥青用量越少，铣刨料加热温度更低，消耗的能源更少，产生的能耗及CO 2 当量越低。
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user: 6. 厂拌热再生混合料环境效益评价 基于生命周期分析理论，分别统计不同RAP掺量条件下混合料生产施工的总能耗及碳排放，统计结果如表10所示。 Table 1 0 Total energy consumption and carbon emission of mixture production and constructio RAP掺量 路面铣刨 原材料生产 混合料拌和 混合料运输 混合料摊铺及碾压 总计 能耗 0 0 284.86 292.17 50.25 24.98 652.26 10 7.46 260.38 327.26 50.25 24.98 670.33 20 14.93 237.12 321.36 50.25 24.98 648.64 30 22.39 215.09 315.4 50.25 24.98 628.11 40 29.86 194.30 309.39 50.25 24.98 608.78 50 37.32 174.79 303.33 50.25 24.98 590.67 60 44.78 156.55 297.22 50.25 24.98 573.78 碳排放 0 0.00 15.185 21.01 4.688 1.95 42.833 10 0.52 13.941 23.18 4.688 1.95 44.279 20 1.05 12.859 22.86 4.688 1.95 43.407 30 1.57 11.940 22.55 4.688 1.95 42.698 40 2.10 11.187 22.23 4.688 1.95 42.155 50 2.62 10.601 21.91 4.688 1.95 41.769 60 3.15 10.186 21.58 4.688 1.95 41.554 表10. 混合料生产施工总能耗及碳排放 由表10可知，沥青混合料生产施工过程中原材料生产和混合料拌合阶段所产生的能耗及CO 2 当量排放最多，以30% RAP掺量作为研究基础，进一步分析混合料生产施工过程中各阶段的能耗及碳排放占比，如图11和图12所示。 图11. 混合料生产施工能耗占比 图12. 混合料生产施工碳排放占比 由图11和图12可知，混合料生产施工过程中能耗及碳排放占比混合料拌和 > 原材料生产 > 混合料运输 > 混合料摊铺压实 > 旧路面铣刨，其中混合料拌和及原材料生产两阶段产生的能耗及CO 2 当量排放占比尤为突出，约占总能耗的84.4%总碳排放的80.8%。综上研究表明再生混合料生产增加的旧路面铣刨工艺并不会增加工程的环保负担，反而能够实现筑路材料的循环利用，节约资源。 为了更加直观分析不同RAP掺量条件下厂拌热再生路面的环境效益，根据表10将混合料生产施工过程中的总能耗及碳排放绘制成柱形图，如图13和图14所示。 图13. 混合料生产施工总能耗 图14. 混合料生产施工总碳排放 由图13和图14可知随铣刨料掺量的增加混合料能耗及碳排放逐渐降低，当RAP掺量低于20%时，再生混合料比普通热拌沥青混合料的能耗及碳排放量略高，主要是因为混合料拌和过程中增加了铣刨料加热的第二烘干筒，加大了能源消耗。但随着RAP掺量的逐渐增加，再生混合料的能耗及碳排放要低于普通热拌沥青混合料，主要是由于混合料生产过程中添加了铣刨料节省了新集料和新沥青的用量。综上研究表明当RAP掺量大于20%，厂拌热再生混合料不仅能够实现筑路材料资源的循环利用而且能够降低混合料生产施工的能耗及碳排放，具有良好的环境效益。
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user: 7. 结语 1) 基于生命周期理论进行厂拌热再生混合料环境效益评价，将混合料生产施工分为旧路面铣刨、原材料生产、混合料施工三阶段，并将各能源消耗统一折算成标准煤的净发热值和CO 2 当量进行分析。 2) 混合料生产施工过程中能耗及碳排放占比混合料拌和>原材料生产 > 混合料运输 > 混合料摊铺压实 ＞ 旧路面铣刨，其中混合料拌和及原材料生产两阶段产生的能耗及CO 2 当量排放占比尤为突出，约占总能耗的85%总碳排放的80%。 3) 混合料拌合增加了用于铣刨料加热的第二烘干筒，加大了再生混合料的能耗及碳排放，RAP掺量低于20%时，厂拌热再生混合来料的能耗及碳排放略高于普通热拌沥青混合料。 4) 随RAP掺量的增加，混合料生产施工总能耗及碳排放逐渐降低，相比于普通的热拌沥青混合料，当RAP掺量为30%~60%时，厂拌热再生混合料生产施工能够降低能耗3.2%~10.0%，减少CO 2 当量排放0.33%~3.05%，具有良好的环境效益。
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user: 摘 要 本文通过理论预测、类比分析的方法，对新建PDS1000LC车辆检查系统周边辐射环境影响进行了分析，得出该车辆检查系统满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)。 关键词 :车辆检查系统，辐射，环境影响 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 乌鲁木齐市某物流园入口处拟新建一套PDS1000LC车辆检查系统(含一枚 60 Co放射源)，用于集装箱、货运车辆的安全检查。本项目PDS1000LC车辆检查系统是由北京华力兴科技发展有限责任公司研制生产，其中 60 Co放射源的出厂活度为2.22 × 10 12 Bq。按照《关于发布放射源分类办法的公告》(国家环境保护总局公告2005年第62号)的分类办法，该检查系统中所含的 60 Co放射源属于II类放射源。该PDS1000LC车辆检查系统最大扫描车辆限宽3.5 m，限高5 m，扫描速度小于15 km/h。 根据《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61-2001)对辐射监测技术的要求，结合本项目环境影响因素的特征和项目周围环境的特点，确定本项目的辐射评价范围是以PDS1000LC车辆检查系统为中心、半径50 m以内的区域。环境保护目标是辐射工作场所周围(50 m范围内)活动的职业人员和周围公众人员。车辆检查系统工作过程中将产生γ射线，对周围环境产生辐射影响，防护不当可能会造成辐射损伤 [ 1 ]。本文以乌鲁木齐某物流园拟新建的货车辆检查系统为例，预测、分析其运行期产生的辐射环境影响。
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user: 2. 理论预测及分析 通过理论计算的方式，预测物流园新建PDS1000LC车辆检查系统在正常运行状态下，其周围工作场所的辐射水平。放射源的体积相对于工作容器及整个工作场所非常小，因此可将放射源作为点源进行考虑。 辐射源为 60 Co同位素源，放射源的物理参数如表1所示。 Table 1 Physical parameters of 60Co radioactive sourc 核素 射线能量(MeV) 半衰期(年) 最大活度(T Bq/Ci) 照射率常数Г(Gy·m 2 ·Bq −1 ·s −1 ) 一米处剂量率D 0 (Gy/h) 60 Co 1.33/1.17 5.27 2.22/60 8.67 × 10 −17 0.69 表1. 60 Co放射源的物理参数 该项目的 60 Co放射源出厂活度为1.22 × 10 12 Bq，未经任何屏蔽时，点源1 m处的γ空气吸收剂量率D 0 约为0.69 Gy/h。 根据各预测点与点源的距离，以及射线通过相应的屏蔽厚度，引用方杰主编的《辐射防护导论》 [ 2 ] 由式(1)可计算经相关屏蔽以及距离衰减后，预测点的γ空气吸收剂量率D 1 。 D 1 = D 0 10 d / T Y L ⋅ R 2 (1) 式中： D 1 ：各预测点的γ空气吸收剂量率，μGy/h； D 0 ：无屏蔽点源1 m处的γ空气吸收剂量率，μGy/h； d：屏蔽层的厚度，cm； T Y L ：屏蔽材料对 60 Co产生的γ射线的1/10值层的厚度； R：预测点到点源中心的距离，m。 2.1. 源箱外的辐射水平 本项目源工作容器的屏蔽材料是厚度为140 mm的钨合金，根据国防基础科研计划基金资助项目论文《钨和铅作为γ射线屏蔽材料的性能对比研究》 [ 3 ]，引用论文对钨合金与铅的衰减特性的研究数据如下表2所示，根据表中数据可以计算得到钨合金对 60 Co产生的γ射线的TVL为2.15 cm。 Table 2 Attenuation properties of tungsten and lea 能量/MeV 衰减系数 衰减10倍所需厚度 钨 * 铅 钨 * 铅 0.1 64.8 60.4 0.036 0.038 0.2 11.5 10.6 0.20 0.22 0.5 2.14 1.70 1.08 1.35 1.0 1.08 0.77 2.14 2.98 1.25 0.929 0.598 2.48 4.62 表2. 钨和铅的衰减特性 * 合金：90%的钨，6%的镍，4%的碳。 根据式1可以计算出源工作容器表面5 cm处的γ空气吸收剂量率约等于84.97 μGy/h，源工作容器表面100cm处的γ空气吸收剂量率约等于0.21 μGy/h。 以上估算结果是 60 Co只经源容器屏蔽后在工作容器表面5 cm和100 cm处的γ空气吸收剂量率，由于源工作容器安装在源箱中，还有进一步的距离衰减，源箱表面5 cm和100 cm处的实际γ空气吸收剂量率将低于以上估算值。 结论：根据以上理论预测与分析，源箱表面的辐射水平满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [ 4 ] 中γ辐射源箱外的漏射线周围剂量当量率控制值：距固定式辐射源箱体外表面5 cm不超过1000 μSv/h，距辐射源箱体外表面100 cm不超过100 μSv/h的要求。 2.2. 检查场所的辐射水平 1) 关注点位 本项目PDS1000LC车辆检查系统运行过程中辐射剂量预测计算的关注点位如图1所示。图中A点为主防护墙外30 cm处，B点为次防护墙外30cm处，C点为控制室，D点为司机所在位置，E点为检查亭与挡车器，F点为商铺，G点为行人(包括小车上的人)的最近位置。 2) 主射辐射剂量率 探测器位于放射源箱体的北侧，主射束朝向北侧，距离放射源约5.3 m，捕集器的防护厚度为140 mm的铅，主屏蔽墙为300 mm的混凝土。查表得到铅和混凝土对 60 Co产生的γ射线的TVL分别为4 cm和20.3 cm。根据式1可以计算出主屏蔽墙外30 cm处的γ空气吸收剂量率约为0.23 μGy/h。 检查系统控制室为非有用线束方向，远离放射源区域，控制室距放射源37 m，根据式1可以计算出控制室的γ空气吸收剂量率约为1.45 × 10 −4 μGy/h。 图1. 辐射剂量预测计算的关注点位示意图 3) 散射辐射剂量率 [ 5 ] H s = H 0 × a × S K × d 0 2 × d s 2 H = 0.7 D r ⋅ T ⋅ t ⋅ U (2) 式中： H s ：关注点的散射辐射剂量率，μGy/h； H 0 ：源在1 m处无屏蔽条件下的辐射剂量率，μSv/h； a：散射系数(前散射取0.02，后散射和边散射取0.002)； K：屏蔽衰减倍数； S：散射面积，取0.02 m 2 ； d 0 ：源与散射面的距离，m； d s ：散射面与关注点的距离，m。 散射射线束为主射线束在检测门架和被检物上的散射，由于射线先经过被检物体，因此主要考虑被检物的散射 [ 6 ]。源至被检物散射面的距离为1 m；被检物散射面至主屏蔽墙的距离为4.5 m，至次屏蔽墙的距离为2 m，至控制室的距离为36 m，至司机的距离为1 m，至检查亭的距离为18 m，至商铺的距离为30 m，至行人的距离为2 m，计算结果如表3。 由式2可以算得检查系统四周关注点的散射辐射剂量率，如表3所示。 Table 3 Dose rates of scattered radiation at points of concer 位置 相对源的方位 散射体 入射d 0 /散射d s 距离(m) 散射系数α 散射面积S(m 2 ) 屏蔽设施衰减倍数K 屏蔽后剂量率 H s (μGy/h) A 北侧 被检物 1 m/4.5 m 0.02 0.02 30 (混凝土30 cm) 0.45 B 南侧 被检物 1 m/2 m 0.002 0.02 10 (混凝土20 cm) 0.69 表3. 关注点的散射辐射剂量率 Contineud 综上所述，考虑散射的因素，主屏蔽墙外30 cm处的γ空气吸收剂量率约为0.68 μGy/h，B墙外30 cm处的γ空气吸收剂量率约为0.69 μGy/h，检查亭外30cm处的γ空气吸收剂量率约为0.09 μGy/h，满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [ 4 ] 中检查系统监督区边界处的周围剂量当量率控制值应不大于2.5 μGy/h的要求。 车辆到达检测器3时，车头完全通过射线扫描端面，放射源快门打开，系统发射出γ射线，开始扫描检测 [ 7 ]。 控制室外30 cm处的γ空气吸收剂量率约为0.21 μGy/h，满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [ 4 ] 中检查系统控制室内的周围剂量当量率应不大于2.5 μGy/h和操作位置的周围剂量当量率应不大于1.0 μGy/h的要求。
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user: 3. 类比分析 类比项目采用已安全运行的河北省唐津高速丰南西收费站绿色通道检查系统作为类比对象，进行类比分析。类比项目与本评价项目拟购设备可比性分析见表4。 Table 4 Comparability analysis of analogy project and evaluation projec 对比项 类比项目 评价项目 唐津高速丰南西收费站 乌鲁木齐某物流配送公司 设备型号 TC-SCAN绿色通道检查系统 PDS1000LC车辆检查系统 所用放射源 60 Co 60 Co 放射源活度 2.37 × 10 12 Bq 2.22 × 10 12 Bq 表4. 类比项目与评价项目可比性分析 两个检查系统均为北京华力兴科技发展有限责任公司生产、安装，所用源容器相同，原产地均为美国QSA公司，类比项目使用的放射源均为 60 Co，且活度稍微大于本项目，两个项目的设计布局与评价项目相似，因此采用该类比监测数据进行分析是可行的。 北京市疾病预防控制中心于2010年4月22日对唐津高速丰南西收费站绿色通道检查系统进行了监测(2010FS-T0014)。类比监测分别在检查系统处于非工作状态、工作准备状态、工作状态的各个主要区域进行了γ辐射剂量率监测。 3.1. 源箱外的辐射水平 通过现场监测，源处于非工作状态下，及源处于工作容器但快门关闭时的工作准备状态下，源箱外的辐射水平见表5。 Table 5 Radiation level outside the radiation source bo 位置(角度) 源处于源储存器时(μGy/h) 源处于工作容器(快门关闭) (μGy/h) 5 cm 100 cm 5 cm 100 cm 前侧(0˚) 30 3.6 12.5 1.9 右侧(90˚) 7.6 1.6 45 2.6 右侧(180˚) 10.4 1.8 13.9 4.5 右侧(270˚) 16.3 2.7 5.5 0.8 表5. 源箱外的辐射水平 由类比监测数据可知，TC-SCAN绿色通道车辆检查系统的源箱外5 cm处的γ辐射剂量率为5.5 μGy/h~45 μGy/h，100 cm处的γ辐射剂量率为0.8 μGy/h~4.5 μGy/h，满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [ 4 ] 中γ辐射源箱外的漏射线周围剂量当量率控制值：距固定式辐射源箱体外表面5 cm不超过1000 μSv/h，距辐射源箱体外表面100 cm不超过100 μSv/h的要求。 3.2. 检查场所的辐射水平 正常工作状态下，即源处于工作容器且快门打开时，围栏内检查区域的γ辐射剂量率为12 μGy/h~15 μGy/h，围栏内探测器附近γ辐射剂量率为36 μGy/h~54 μGy/h，TC-SCAN绿色通道车辆检查系统的图像分析室的γ辐射剂量率为0.4 μGy/h~0.5 μGy/h，通道入口处的γ辐射剂量率为0.5 μGy/h~0.6 μGy/h，即围栏外的测量点的γ辐射剂量率均低于2.5 μGy/h，满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)中检查系统控制室内的周围剂量当量率应不大于2.5 μSv/h和操作位置的周围剂量当量率应不大于1.0 μSv/h的要求。
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user: 4. 保护目标所受剂量评价 该项目拟设置12名辐射工作人员，实行四班三运转制，每班1名引导员、1名图像检查员和1名稽查人员 [ 8 ]。年工作365天，每天检查车辆最多1500次，每次射线出束时间约10秒钟，则每年检查系统的射线出束累计总时长约1500 h。 4.1. 有效剂量当量计算公式 H = 0.7 D r ⋅ T ⋅ t ⋅ U (4) 式中： H：年有效剂量当量，Sv/a； 0.7：转换系数； Dr：空气吸收剂量率，Gy/h； t：年受照时间，h/a； T：居留因子； U：使用因子，放射性核素以点源考虑，U取1； 4.2. 辐射工作人员有效剂量当量计算 在实际操作中，需要1名引导员在距源容器18 m处的检测通道入口(检查亭处)引导车辆，无车辆检查时引导员回控制室，1名图像检查员在距源容器约37 m处控制室操作，另外1名稽查人员在检查系统周围不定点工作。工作人员采用四班三倒的运转制度，可以得出引导员和稽查人员在检查系统的射线出束状态下累计受照时间为1500 ÷ 4 = 375 h，偏保守图像检查员每年受照时间为365 × 8 = 2920 h。 1) 引导员年所受剂量计算 在快门关闭状态下，源工作容器表面100 cm处的γ空气吸收剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者为4.5 μGy/h，引导员离源工作容器表面37 m，其所受γ空气吸收剂量率为0.003 μGy/h； 引导员在快门打开状态下，γ辐射剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者，为0.6 μGy/h；引导员其余时间在控制室，所受γ辐射剂量率为0.003 μGy/h，居留因子取1，根据式2计算得：H 1 = 0.7× 375 × 0.6 × 10 −3 + 0.7 × (2920 − 375) × 0.003 × 10 −3 = 0.16 mSv/a。 2) 图像检查员年所受剂量计算 在快门关闭状态下，源工作容器表面100 cm处的γ空气吸收剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者为4.5 μGy/h，图像检查员离源工作容器表面37 m，其所受γ空气吸收剂量率为0.003 μGy/h； 在快门打开状态下γ辐射剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者，为0.5 μGy/h，居留因子取1，根据式2计算得：H 2 = 0.7 × 375 × 0.5 × 10 −3 + 0.7 × (2920 − 375) × 0.003 × 10 −3 = 0.14 mSv/a。 3) 稽查人员年所受剂量计算 在快门关闭状态下，稽查人员在没有防护墙保护的情况下离源工作容器表面最短距离为6 m，源工作容器表面100 cm处的γ空气吸收剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者为4.5 μGy/h，稽查人员其所受γ空气吸收剂量率最大为0.13 μGy/h； 稽查人员在快门打开状态下，γ辐射剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者，为次屏蔽墙外0.69 μGy/h，居留因子取1，根据式2计算得：H 3 = 0.7 × 375 × 0.69 × 10 −3 + 0.7 ×(2920 − 375) × 0.13 × 10 −3 = 0.41 mSv/a。 4.3. 公众人员有效剂量当量计算 1) 司机一次所受剂量计算 由表3可知司机所受的散射辐射剂量率为27.6 μGy/h，而类比监测数据为15 μGy/h，计算取较大值27.6 μGy/h。司机一次射线出束时间约10秒钟，根据式11-3计算得：H 4 = 0.7 × 27.6 ×(10 ÷ 3600) = 0.054 μSv。 满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [ 4 ] 中对于有司机驾驶的货运车辆或列车的检查系统，驾驶员位置一次通过的周围剂量当量应不大于0.1 μSv的要求。 2) 检查亭工作人员 检查亭工作人员的受照时间同引导员。在快门关闭状态下，源工作容器表面100 cm处的γ空气吸收剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者为4.5 μGy/h，检查亭工作人员离源工作容器表面18 m，其所受γ空气吸收剂量率为0.014 μGy/h； 检查亭工作人员在快门打开状态下，γ辐射剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者，为0.6 μGy/h；居留因子取1，根据式2计算得：H 5 = 0.7 × 375 × 0.6 × 10 −3 + 0.7 × (2920 − 375) × 0.014 × 10 −3 = 0.18 mSv/a。 3) 商铺工作人员 商铺工作人员的受照时间同引导员。在快门关闭状态下，源工作容器表面100 cm处的γ空气吸收剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者为4.5 μGy/h，商铺工作人员离源工作容器表面30 m，其所受γ空气吸收剂量率为0.005 μGy/h； 商铺工作人员在快门打开状态下，γ辐射剂量率取理论计算值和类比监测中数值较大者，为0.03 μGy/h；居留因子取1，根据式2计算得：H 6 = 0.7 × 375 × 0.03 × 10 −3 + 0.7 × (2920 − 375) × 0.005 × 10 −3 = 0.017 mSv/a。 4) 行人 由表3可知行人所受的最大散射辐射剂量率为0.69 μGy/h，受照时间取375小时，居留因子取1/16，根据式2计算得H 7 = 0.7 × 375 × 0.69 × 10 −3 × 1/16 = 0.012 mSv/a。
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user: 5. 结论 由以上估算可得出，本项目引导员、图像检查员和稽查员所受辐射年有效剂量分别为0.16 mSv、0.14 mSv和0.41 mSv，检查亭工作人员、商铺工作人员、行人所受辐射年有效剂量分别为0.18 mSv、0.017 mSv、0.012 mSv。均符合评价标准的5.0 mSv/a和0.25 mSv/a的年管理剂量约束值 [ 9 ]，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002) [ 10 ] 中关于“剂量限值”的要求。 司机一次检查所受辐射有效剂量为0.054 μSv，低于本评价提出的0.1 μSv管理剂量约束值，符合满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)中对于有司机驾驶的货运车辆或列车的检查系统，驾驶员位置一次通过的周围剂量当量应不大于0.1 μSv的要求。 本项目PDS1000LC车辆检查系统按控制区和监督区进行划区管理。放射源室及有用线束区两侧距中心轴不小于1 m的区域属于控制区；防护栏、防护墙与检查亭围成的除控制区外的区域属于监督区。PDS1000LC车辆检查系统主防护墙是30 cm混凝土，次防护墙20 cm混凝土，源箱采用14 cm的钨合金防护，捕集器是14 cm的铅防护。由预测计算可知，主防护墙、次防护墙、源箱、捕集器等的设计屏蔽厚度基本能够满足辐射防护屏蔽要求。
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user: 摘 要 目的：总结1例老年共病患者胆囊切除、胆总管T管引流术后的延续护理经验。方法：对我科1例老年共病患者术后的延续护理方法进行总结和分析。结果：在全面评估患者及照护者需求后制定整体化的延续护理措施，经过2个月的延续护理干预，成功返院拔除留置T管，术口愈合良好，吞咽功能、躯体活动度好转，家属照护技巧改善，患者病情稳定。结论：居家患者的延续护理需求和住院患者的存在差异，通过充分评估居家患者的需求后制定相应的护理措施，不但能满足居家患者的居家护理需求，对于缓解患者病情、改善患者结局、提升家属照护技巧、减少医疗开支等有积极的意义。 关键词 :老年共病，护理需求，延续护理 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 老年共病 [ 1 ] (Multi-morbidity)是老年患者常见的疾病状态，指同时存在≥2种慢性病，包括躯体疾病和老年综合征，也包括精神方面的问题，彼此之间可互不关联，也可相互影响；全球人均寿命的延长引起的器官退化也是导致多重疾病共存的现象的原因之一 [ 2 ]。《中国老龄事业发展“十二五”规划》 [ 3 ] 指出：从2011年到2015年，全国60岁以上老年人将由1.78亿增加到2.21亿；目前我国患有一种以上慢性病的老年人比例高达75%，失能和部分失能老年人超过4000万 [ 4 ]。因此，2017年《全国护理事业发展规划(2016~2020年)》 [ 5 ] 要求大力发展延续护理；2019年初国家卫生健康委《“互联网+护理服务”试点工作方案》 [ 6 ] 中指出：各医疗机构依托互联网信息技术平台，将护理服务从机构内延伸至社区、家庭，积极推动延续护理的发展。由于我国家庭文化、社会环境和经济体制和国外存在差异，同时因个体、疾病等因素，患者的延续护理需求随执业地点、环境的转换也存在很大的差异 [ 7 ]，对于如何开展延续护理服务需要积极的探索。 2019年5月9日经呼吸科监护室转介1例老年共病患者至我科(延续护理服务部)，患者经腹腔镜胆囊切除并胆总管切开引流并留置T管出院，本研究对出院后老年共病患者的延续护理进行案例报道。因患者多种疾病共存，延续护士上门访视后针对患者及家属需求进行评估，制定针对性的延续护理措施，经2月延续护理后患者成功返院拔除T管，各项结局指标有所改善，现将护理案例总结汇报如下。
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user: 2. 临床资料 患者男，85岁，2019年4月1日因“皮肤及巩膜黄染3天”收入院，经诊疗后确定诊断：① 胆囊多发结石伴重症胆囊炎② 胆总管下段结石；患者既往诊断有：帕金森病、混合型痴呆、泌尿系结石、肝内多发囊肿、双肾多发囊肿等。4月6日在完善相关术前准备后患者在全麻下行胆总管切开引流并胆囊切除手术，术中留置T管引流胆汁，术后因反复“痰多难咳”等呼吸系统问题由胃肠外科转呼吸科监护室治疗，病情稳定后出院。鉴于患者出院后的管道、术口换药等延续护理需求，5月9日由呼吸科转介至延续护理服务部，以满足患者出院后的延续护理需求。
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user: 3. 护理 3.1. 出院准备计划 [ 8 ] 延续护士接到延续护理转介单后，调取电子病历初步了解患者病情，同呼吸科主管护士、医生进行病情交流，了解目前治疗方案，初步确定患者目前最需要解决的问题；同时和家属进行沟通和协商，告知家属延续护理所需的基本护理用具；延续护士根据目前的护理评估，初步准备延续护理所需物品，和家属协商具体访视时间，一般为出院后1周内。 3.2. 延续护理评估–坎伯韦尔老年人需求评估 (Camberwell Assessment of Need for the Elderly， CANE) [ 9 ] 首次延续护理实施前签订《延续护理服务知情同意书》，根据延续护理程序，使用坎伯韦尔老年人需求评估问卷进行全面评估，包括24项对患者生理、心理、居家环境评估等和2项照护者的评估，评估结果具体见表1。 Table 1 Camberwell Assessment of Need for the Elderly assessmen 条目 0=不需要 1=满足需要 2=未满足需要 居家环境 2 家务能力 0 饮食 2 自我照护 2 照护他人 0 日间活动 2 记忆能力 2 视/听力 1 躯体活动 2 自制力 0 躯体健康 2 药物使用 1 精神综合征 2 心理抑郁 0 信息需求 0 主观自我伤害 0 意外自我伤害 2 虐待/情感忽视 0 日常行为 0 饮酒 0 陪伴他人 1 亲密关系 1 经济条件 1 政府补贴 1 照护者信息需求 2 照护者心理需求 2 总分 0 6 22 表1. Camberwell Assessment of Need for the Elderly评估 3.3. 延续护理问题 经过整体全面的评估后，患者对延续护理服务有较强需求，从3个维度(急需解决的问题、长期需解决的问题、潜在问题)分析老年人面临的主要问题及照护需要，具体结果见表2。 Table 2 Transitional care proble 维度 护理问题 急需解决的问题 管道护理问题 优化居家照护环境 长期需解决的问题 照护者知识技巧缺乏 居家康复锻炼 潜在问题 营养失调的风险 皮肤完整性受损的风险 表2. 延续护理问题 3.4. 主要延续护理措施 3.4.1. 做好管道护理，保证管道通畅 管道的护理是该患者延续护理的重点，所以针对该患者管道护理制定严密的护理对策。 1、延续护士和医生共同制作详细T管和胃管注意事项宣传单，让照顾者从理论上了解； 2、护理操作时，对宣传单张的注意事项进行对照讲解，鼓励家属及照顾者从旁观摩； 3、为及时动态的观察管道的留置长度，使用记号笔做好标记，教会照护者如何识别； 4、使用舒适美观棉质扁带固定胃管，更换2天/次，减少医用胶布引起的皮肤瘙痒不适感； 5、设计简单易懂的T管和胃管计量表，指导照顾者进行每日的出入量统计，根据医嘱，T管呈持续开放状态，保证对胆汁的充分引流； 6、为T管穿刺口换药，第1~2周按照1次/隔天的频次进行，2周后根据对穿刺口的评估进行机动性换药，2次/每周。 3.4.2. 改善居家环境，保障居家护理安全 患者家庭是延续护理的主要执业场所，居家环境对于患者康复和延续护理的安全有关键的作用 [ 10 ]；但家庭环境不一定适合照护患者，为保障延续护理的安全，延续护士适当改善居家环境。 1、进行家居环境的重新布置和完善，购买浴室防滑垫沐浴凳，淋浴凳上加装充气泳圈增加缓冲保护皮肤，浴室加装防滑扶手； 2、对家居主要通道进行物品清理，保证行走环境宽敞无障碍。根据照护者的操作习惯，将吸痰机安放于合适的位置(既节省空间又利于操作)，移走床旁桌不必要的物品，只放置护理所需物品； 3、根据照护者身高将居家护理床调适至适当高度；去除将床单位上多余的床单被褥，检查气垫床的功能是否良好，调节合适的气垫床参数； 4、建议购置家用温度、湿度测量仪，保持居室适宜的温度和湿度。 3.4.3. 提高照护者能力，关注家属心理变化 延续护理中家人的照顾和陪伴对患者至关重要，但是由于家庭照护者医学知识及照顾技巧的缺乏， 容易把护理的重心放在者身上，忽视自我身心调节，会引起负性情绪及照顾能力和生活质量的下降 [ 11 ]。 1、照护能力评估：使用家庭照顾者能力测量量表(FCTI)对照顾者能力进行评价并动态观察，1次/每周，对照顾者存在的问题进行重点解答； 2、技巧示范：向照护者示范正确的吸痰及拍背咳痰的方法，拍背咳痰每天2~3次，每次3~5分钟，充分考虑患者的耐受性和照顾者的执行力，必要时进行口咽部吸痰； 3、心理支持：和照顾者建立紧密的联系，如延续护理24小时值班电话、微信平台联系，使照护者在遇到问题时可及时解决； 4、鼓励肯定：对家属和照护者的付出和进步表示肯定，给予积极的正反馈，对于存在的问题及时的指出，消除安全隐患，为其提供心理上的安全感。 3.4.4. 指导康复锻炼，提升护理效果 规律、便利的居家康复锻炼对于延缓患者的病情有积极的意义 [ 12 ]，但要充分考虑到患者的耐受性和照顾者的执行力，以居家环境为依托，制定简单易懂、操作便利、安全的康复锻炼措施。 1、利用护理软球用具锻炼患者口腔肌肉，3~5分钟/次，2~3次/d； 2、用普洱茶水为患者行三餐后口腔护理，利用茶的特殊清香刺激患者的味觉感受和锻炼口腔肌肉； 3、经评估后使用冷冻的棒棒糖对患者口腔肌肉群进行被动锻炼，1~2次/天； 4、鼓励家属和照护者带患者外出活动，坚持日光照射，2~3次/周，给与患者心灵的抚慰和生活的希望； 5、患者进行双上肢关节运动，增强肌力，2~3分钟/次，1~2次/天；患者进行下肢的锻炼，进行等张肌肉训练，2~3分钟/次，1~2次/天，注意力度和范围，避免骨折和受伤，充分考虑患者的耐受性和照顾者的执行力。 3.4.5. 实施个体化饮食，保证患者营养供给 营养不良会导致患者体力及免疫力下降，甚至会导致原有病情的恶化，个体化的饮食可以根据患者需求提供较准确的营养供给。联合医院的营养师，按照70岁以后男子每日热量摄入1600~2000千卡 [ 13 ]，根据中国居民膳食宝塔及相关研究 [ 14 ] 为患者制定个性化的营养餐食计划。 1、动态评估患者每日进餐量、饮水量、小便颜色、量和大便的性、质、量，评估患者供需是否平衡； 2、借鉴食物热量换算表，制作患者一周所需热量的简易食材表，便于家属和照护者理解和执行，如一个中等大小苹果热量约90千卡； 3、根据患者的口味和喜好，制定个体化的食谱，指导少食多餐，糊餐每天4~5次，150~200 ml/次；每日保证定量的蔬菜、水果、牛奶、肉类等，如蛋白质不少于70 g/天，每周根据患者臂围、腹围对食谱进行调整； 4、评估患者的吞咽功能，适当锻炼经口进食顺滑食物，如藕粉，2~3 ml/口，1~2次/天，锻炼患者吞咽功能。 3.4.6. 保护患者皮肤，关注皮肤状态 老年人因肌肉质量下降、皮下脂肪层边薄等因素易引起压力性损伤等皮肤问题，对于长期卧床的老年人更要积极关注皮肤状态。 1、床单位松软舒适整洁，避免锋利尖锐物品的摆放，便后喷洒造口粉保持会阴部干爽； 2、向家属和照护者示范翻身后正确的良肢位摆放位置以及需要保护的皮肤部位，转换体位时用掌根对易受压部位皮肤进行适当按摩； 3、患者皮肤干燥可涂抹润肤油(如椰子油)，减少皮肤摩擦力，预防压力性损伤。 4、指导照护者注意观察患者腹部穿刺口敷料有无渗血渗液，穿刺口皮肤有无红肿等异常状况。 5、每天观察患者双下肢皮肤是否有发红、肿胀或下肢周径不对等等静脉血栓的征象，告知家属及照护者如遇此类状况，应及时返院就诊。
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user: 4. 护理结局 以患者再次入院为结案时间，经过严格执行延续护理措施，患者的主要护理结局见表3。 Table 3 The outcome of transitional car 护理问题 护理结局 管道护理问题 管道通畅，无发生计划外拔管，留置T管按时返院拔除 优化居家照护环境 居家照护环境改善 照护者知识技巧缺乏 照护者照护能力提升，家庭执行护理方案显效 居家康复锻炼 肌力增强，可适当床上活动，吞咽功能改善 营养失调的风险 营养状态改善 皮肤完整性受损的风险 皮肤完整无破损 表3. 延续护理结局
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user: 5. 讨论 老年共病患者从医院过渡到家庭，护理需求发生一定的改变，通过科学的需求评估有利于把握患者目前最主要的护理需求，本研究中除常规的护理措施外，关注到患者的居家环境、居家康复及家属、照护者的照护技巧等需求，从3个维度综合考虑后制定较为全面的护理措施，可为出院返家、社区、居家等有延续护理需求的老年共病患者的护理提供一定的参考。但是老年共病具有复杂的发生机制和病理生理学基础 [ 15 ]，传统的针对特定疾病的护理模式已不能满足共病患者的综合护理需求，跨学科、团队式的综合护理干预模式是将来老年共病患者护理的转型方向和趋势 [ 16 ]，医生、护士、营养师、康复师、心理治疗师、家属等以患者需求为出发点，参与到患者护理决策、计划、实施的过程中，为老年共病患者提供更加优质的延续护理服务。
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user: 6. 小结 老年共病患者病情复杂，护理工作量大，而且随着我国老龄化进程的加速和人口平均年龄的增加，老年共病患者的延续护理需求会不断增加，按照护理程序进行延续护理需求的评估，制定适合患者的整体化延续护理措施，通过改善居家环境、提升照护者能力、居家康复锻炼等措施，保障患者延续护理质量和安全，对于缓解患者病情，改善患者结局，减少住院次数等有积极的意义；另外，延续护理和临床护理存在较大差异，延续护理对护士的综合素质和能力要求较高，要求护士必须具备独立处理复杂问题的能力，在不违反基本护理原则的前提下从患者获益出发，因地制宜制定和实施延续护理措施，因此，培养专业的延续护理专科护士至关重要；由于我国延续护理起步晚，尚未形成完善的延续护理模式，对于延续案例的结案时间、延续护理质量评价以及护患关系的把握都有待进一步研究。
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user: 摘 要 片上系统SoC (System on a Chip)的快速发展，对低压差线性稳压器LDO (Low Dropout Linear Regulator)芯片的性能要求更加苛刻。更低静态功耗、更少外围器件以及更高转换效率和电源抑制比、更快响应速度已经成为LDO芯片的研究热点和发展趋势。提出了一种带有摆率增强电路的快速负载瞬态响应无片外大电容LDO，用摆率增强技术及动态偏置技术来优化LDO的摆率，在负载发生跳变时能够快速响应。 关键词 :片上系统，低压差线性稳压器，摆率增强，快速负载瞬态响应 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，随着便携式产品的普及和节能环保理念的提出，电源管理芯片发挥着越来越大的作用，广泛应用于计算机网络、无线电通信、工业制造、医疗设备以及生活基础设施等众多领域 [ 1 ] [ 2 ]，然而无论何种电子设备，都需充足的电能为其提供动力，因此电源管理芯片作为电能和电子设备之间的一个桥梁，它担负起对电能的转换、分配以及稳压等作用，这都为电源管理芯片提供了足够的市场空间 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。 随着片上系统的发展，手持设备中的系统芯片集成了越来越多的功能，使得对为内部功能模块供电的电源模块的设计要求也越来越高。传统LDO架构已经不能满足SoC的需求 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]，本文提出一种带有摆率增强电路的快速负载瞬态响应无片外大电容LDO，用摆率增强技术及动态偏置技术来优化LDO的摆率，在负载发生跳变时能够快速响应，更适合应用于SoC系统中。
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user: 2. 电路架构及工作原理 LDO电路架构如图1所示。其中电阻R 1 ~R 4 及功率管M 0 、电容C 1 、误差放大器EA组成主环路，SRE模块为摆率增强电路模块，输出电压发生变化时，该模块会输出一股电流对功率管的栅极进行充电或者放电操作，加快功率管栅极电压的变化，从而提高LDO的负载瞬态响应能力 [ 1 ]。另外该SRE电路具有很好的移植性，可以应用于所有其他LDO电路之中。 图1. 带有摆率增强电路的快速负载瞬态响应无片外大电容LDO架构图 摆率增强电路结构如图2所示。稳态情况下，设置M 3 电流略大于M 4 电流，所以M 3 工作于线性区，M 9 、M 10 工作于亚阈值区，因此M 10 输出电流可忽略，同理，设置M 6 电流略大于M 5 电流，所以M 6 工作于线性区，M 7 、M 8 工作于亚阈值区，因此M 8 电流可忽略，此时M 8 、M 10 上均无电流，SRE电路对LDO的主环路静态工作点无影响；当LDO的负载电流突然增大时，由于LDO的输出无储存电荷的负载电容，且LDO摆率的限制功率管栅极电压不能快速降低，因此输出电压会产生较大的下冲电压，此时因C 3 和R 5 组成的高通滤波器作用，M 3 、M 5 的栅极降低，其电流随之减小，因为V FB1 电压为输出电压的分压，所以V FB1 电压也降低，通过跨导放大器对基准电压V REF1 和V FB1 进行比较，使M 4 的电流增大，当M 4 电流大于M 3 电流时，M 9 有电流流过，且 I M 9 = I M 4 − I M 3 ，而M 6 仍工作于线性区，所以M 7 、M 8 工作于亚阈值区，M 10 输出一股功率管栅极到地的电流，加快功率管栅极电压的降低，从而增大功率管的输出电流能力，加快输出电压的调节；相反，当LDO的负载电流突然减小时，LDO的输出电压产生向上的过冲电压，M 3 、M 5 电流会瞬间增大，而M 4 由于跨导放大器的作用电流会减小，因此M 9 、M 10 仍工作于亚阈值区，无电流流过，而M 7 电流为M 5 电流与M 6 电流的差值，所以M 8 输出一股到功率管栅极的电流，加快功率管栅极电压的增大，从而减小功率管的输出电流能力，加快输出电压的恢复，实现快速的负载瞬态响应。 图2. 摆率增强电路具体电路图
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user: 3. 要点分析和具体实现 由图2可知，由R 5 和C 3 组成的高通滤波器角频率应尽量小，以保证SRE电路能监测到输出电压的跳变，但因R 5 和C 3 为片上集成，小的角频率要求大的R 5 和C 3 ，易造成大的版图面积的浪费。LDO的瞬态响应由摆率和环路带宽共同决定，低频的跳变电压可以通过LDO本身环路进行调节，而高频的跳变电压信号可通过LDO提高摆率进行调节。所以在设计该高通滤波器角频率时存在一个折中关系，保证最小的版图面积下，具有最好的瞬态响应能力。因此在设计时，高通滤波器的角频率与LDO的带宽存在部分交叠，如图3所示，似于扩展了LDO的环路带宽，从而提高LDO瞬态响应的能力。类似于扩展了LDO的环路带宽，从而提高LDO瞬态响应的能力。 图3. 高通滤波器角频率与环路带宽关系图 另外在设计由M 11 ~M 18 组成的跨导放大器中，为了得到输出电压跳变时M 17 具有更大的电流变化，跨导放大器反相输入端未使用与运算放大器相同的V FB 电压，而是通过分压网络重新得到的一个较高电压，这是由于反馈电压为输出电压的分压，且： (1) 由式(1)可看出，R 2 和R 3 越大所产生的反馈电压也变化越大，这样通过跨导放大器放大后M 17 才能具有更大的电流，但为了保证M 11 ~M 18 所构成的跨导放大器具有合适的共模输入范围，V FB1 并没有选择直接使用V OUT ，而是跨导放大器最大的共模输入电压值。此外，M 11 ~M 13 和M 18 组成跨导电流增强电路，为便于说明，设跨导放大器中M 16 提供的尾电流为I，M 11 ~M 13 的宽长比比例为(n + 1):n:1。在稳定情况下差分对M 14 、M 15 上电流相等，则流过M 11 ~M 13 的电流分别为 0.5 I 、 0.5 [ n / ( n + 1 ) ] I 、 0.5 [ 1 / ( n + 1 ) ] I ；当LDO输出电流从重载突变到轻载时，输出电压会产生向上的过冲，此时V FB1 电压突然变大，假设M 14 电流变大为原来的1.5倍，则M 15 电流变小为原来的0.5倍，流过M 13 的电流减小为原来的 0.5 [ 1 / ( n + 1 ) ] I ，因此，相比于不带有跨导电流增强电路的跨导放大器而言，该跨导放大器的跨导变大了原来的n + 1倍；同理输出电流从轻载突变到重载时，输出电压V OUT 会产生向下的过冲，此时V FB1 电压突然减小，通过分析可得跨导仍增大了原来的n + 1倍。 为保证SRE模块不对LDO主环路静态工作点产生影响，在设计过程中必须保证稳态时M 8 和M 10 上无电流流过，这就要求设计过程中设置M 3 电流要大于M 4 ，M 6 电流要大于M 5 ，这样才能使M 7 ~M 10 工作于关断状态。但如果其电流差值较大，在负载发生跳变时，需要一段时间才能使M 8 或者M 10 上有电流产生，LDO将不能快速响应负载的瞬态变化，所以在设计过程中需要对该点进行折中，在保证较大电流差值的同时，保证负载瞬态响应的速度足够快。 具有快速负载瞬态响应的无片外电容LDO整体电路如图4所示，其中MP 1 ~MP 7 及MN 1 ~MN 5 构成该LDO的误差放大器，V REF1 和V REF2 为基准电压V REF 的分压，MP 5 、MP 7 、MP 8 、MN 5 、MN 6 组成自适应动态偏置电路，该部分可以在重载时提高误差放大器的尾电流，从而增大LDO的瞬态响应能力。为了降低功耗，在轻载下该部分支路无电流流过，重载时该电流也不应过大，否则会造成误差放大器电压增益过低，LDO的输出精度不够，设计过程中需要对该点进行折中考虑。 图4. 快速负载瞬态响应的无片外电容LDO整体电路图