JPH0686587A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動装置

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JPH0686587A
JPH0686587A JP4133229A JP13322992A JPH0686587A JP H0686587 A JPH0686587 A JP H0686587A JP 4133229 A JP4133229 A JP 4133229A JP 13322992 A JP13322992 A JP 13322992A JP H0686587 A JPH0686587 A JP H0686587A
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voltage
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brushless motor
transistor
motor
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Toshiki Tsubouchi
俊樹 坪内
Masahiro Yasohara
正浩 八十原
Hiromitsu Nakano
博充 中野
Masao Mizumoto
正夫 水本
Kouichirou Ougino
広一郎 扇野
Kohei Sakurazawa
康平 櫻澤
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Sanyo Electric Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器に使用されるブラシレスモータ
の駆動において、ブラシレスモータの電力を供給するモ
ータ電源より極めて安定した一定電圧を発生させて制御
手段に供給することにより、従来必要であった制御手段
に一定電圧を供給する制御電源を不要とすることができ
るという優れた特性をもつブラシレスモータの駆動装置
を実現することを目的とする。 【構成】 ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータ
にトルクを発生させるための制御信号を出力する制御手
段と、前記制御手段の出力信号に基づき前記ブラシレス
モータへ電力を供給する駆動手段と、電圧を出力して前
記駆動手段に電力を供給するモータ電源と、このモータ
電源が出力する電圧を基に一定電圧を発生させて出力し
上記制御手段に一定電圧を供給する一定電圧発生手段と
を備え、前記一定電圧発生手段は、モータ電源の出力電
圧発生直後にレギュレータ回路を始動させ、始動したレ
ギュレータ回路の出力電圧を用いて電力増幅し、安定化
電圧を出力するように動作する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの駆動
制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、空調機器や給湯装置の多機能化が
進み、それに搭載されるモータには高付加価値化が要求
されている。特に送風ファン用モータにおいても、ブラ
シ付きモータにかわってブラシレスモータが使用されて
おり、その駆動制御においても従来より種々の方法が提
案されている。
【0003】このようなブラシレスモータの駆動制御の
従来の技術としては、ブラシレスモータにトルクを発生
させるための制御信号を出力する制御手段と、前記制御
手段の出力信号に基づき前記ブラシレスモータへ電力を
供給する駆動手段と、電圧を出力して前記駆動手段に電
力を供給するモータ電源と、前記制御手段に安定した一
定電圧を供給する制御電源を設け、モータ電源が出力す
る電圧を可変することによりブラシレスモータに供給さ
れる電圧を変えて、ブラシレスモータに発生するトルク
の大きさやブラシレスモータの速度を変化させるものが
一般的である。
【0004】以下に従来の一般的なブラシレスモータの
駆動装置の一例について、図2を参照しながら具体的に
説明する。図2において6,7,8は駆動コイル、9は
回転子であり、これらによりブラシレスモータ1を構成
する。前記駆動コイル6,7,8の一端は共通接続され
ている。駆動コイル6の他端はトランジスタ12及び1
5のコレクタと、駆動コイル7の他端はトランジスタ1
1及び14のコレクタと、駆動コイル8の他端はトラン
ジスタ10及び13のコレクタとそれぞれ共通接続され
る。トランジスタ10,11,12のエミッタは互いに
共通接続されるとともにモータ電源4の正側出力端子へ
接続される。トランジスタ13,14,15のエミッタ
は共通接続されるとともに接地される。ここで、前記ト
ランジスタ10〜15は駆動手段3を構成する。
【0005】16は制御回路であり、制御回路16の第
1の出力端子はトランジスタ12のベースに、第2の出
力端子はトランジスタ11のベースに、第3の出力端子
はトランジスタ10のベースに、第4の出力端子はトラ
ンジスタ13のベースに、第5の出力端子はトランジス
タ14のベースに、第6の出力端子はトランジスタ15
のベースにそれぞれ接続される。前記制御回路16の第
1の入力端子はレギュレータ回路17の第1の入力端子
と共通接続されるとともに制御電源43の正側出力端子
に接続される。前記制御回路16の第2の入力端子は前
記レギュレータ回路17の第1の出力端子に接続され
る。前記制御回路16の第3の入力端子及び前記レギュ
レータ回路17の第2の入力端子は接地される。ここ
で、前記制御回路16及び前記レギュレータ回路17は
制御手段2を構成している。
【0006】前記モータ電源4の負側出力端子及び制御
電源43の負側出力端子は、それぞれ接地される。
【0007】以上のように構成された従来のブラシレス
モータの駆動装置について、以下その動作について説明
する。
【0008】まず制御手段2の構成要素である制御回路
16及びレギュレータ回路17の第1の入力端子に、制
御電源43の正側出力端子が出力する一定電圧Vccが
入力されると、レギュレータ回路17の第1の出力端子
は安定電圧VREFを出力して制御回路16の第2の入
力端子に入力する。制御回路16の第1の入力端子にV
ccが、第2の入力端子にVREFがそれぞれ入力され
ると、制御回路16は制御信号を制御回路16の第1〜
第6の出力端子に出力する。制御信号は駆動手段3の構
成要素であるトランジスタ10〜15のベースに入力さ
れる。駆動手段3は制御信号に基づき、トランジスタ1
0〜12のいずれか一つ及びトランジスタ13〜15の
いずれか一つを導通状態にしてモータ電源4の正側出力
端子に出力される電圧VMを駆動コイル6〜8に作用さ
せることにより回転子9にトルクを発生させてブラシレ
スモータ1を駆動する。従って、ブラシレスモータ1は
モータ電源4より駆動手段3を介して電力が供給される
ことになる。ブラシレスモータ1に供給される電力を変
える場合には、モータ電源4の出力電圧VMの大きさを
可変することにより行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、駆動手段3を介してブラシレスモータ1
に電力を供給するモータ電源4と、制御信号を出力する
制御手段2に一定電圧を供給する制御電源43との二つ
の高価な電源が必要になるという問題点を有していた。
また、モータ電源はブラシレスモータに供給する電力を
変える都合上、その出力電圧VMの大きさは数十ボルト
から数ボルトと、極めて広範囲に可変される。このた
め、3端子レギュレータに代表されるような従来の手段
では、モータ電源から安定した一定電圧を発生させて制
御手段に供給することは極めて困難であった。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、数十ボルトから数ボルトと広範囲に可変されるモー
タ電源の出力電圧から極めて安定した一定電圧を発生さ
せて制御手段に供給し、単一電源にてブラシレスモータ
を駆動制御するブラシレスモータの駆動装置を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータの駆動装置は、ブラシレス
モータと、前記ブラシレスモータにトルクを発生させる
ための制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路の
出力信号に基づき前記ブラシレスモータへ電力を供給す
る駆動手段と、電圧を出力して前記駆動手段に電力を供
給するモータ電源と、前記モータ電源の出力電圧により
始動し基準電圧を発生するレギュレータ回路と、前記モ
ータ電源が出力する電圧を基に一定電圧を発生させて出
力し前記制御回路及び前記レギュレータ回路に一定電圧
を供給する一定電圧発生手段とを備え、前記一定電圧発
生手段は前記モータ電源の出力電圧発生直後に前記レギ
ュレータ回路を始動させ、始動した前記レギュレータ回
路の基準電圧を用いて電力増幅し、安定化電圧を出力す
るように動作する構成を有している。
【0012】
【作用】この構成によって、モータ電源から極めて安定
した一定電圧を発生させて制御手段に供給することによ
り、従来必要であった制御電源を不要とし、モータ電源
一つだけでブラシレスモータの駆動制御を可能とするこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0014】図1において、1はブラシレスモータ、2
は制御手段、3は駆動手段、4はモータ電源、5は一定
電圧発生手段であり、これらにより本発明のブラシレス
モータの駆動装置が構成される。
【0015】6,7,8は駆動コイル、9は回転子であ
り、駆動コイル6,7,8及び回転子9によりブラシレ
スモータ1を構成する。駆動コイル6,7,8の一端は
共通接続されている。駆動コイル6の他端はトランジス
タ12及び15のコレクタと、駆動コイル7の他端はト
ランジスタ11及び14のコレクタと、駆動コイル8の
他端はトランジスタ10及び13のコレクタとそれぞれ
共通接続される。トランジスタ10,11,12のエミ
ッタは互いに共通接続されるとともにモータ電源4の正
側出力端子へ接続される。モータ電源4の負側出力端子
は接地され、トランジスタ13,14,15のエミッタ
は共通接続されるとともに接地される。ここで、前記ト
ランジスタ10〜15は駆動手段3を構成する。
【0016】16は制御回路であり、制御回路16の第
1の出力端子はトランジスタ12のベースに、第2の出
力端子はトランジスタ11のベースに、第3の出力端子
はトランジスタ10のベースに、第4の出力端子はトラ
ンジスタ13のベースに、第5の出力端子はトランジス
タ14のベースに、第6の出力端子はトランジスタ15
のベースにそれぞれ接続される。制御回路16の第1の
入力端子はレギュレータ回路17の第1の入力端子及び
一定電圧発生手段5のトランジスタ23のエミッタに接
続される。レギュレータ回路17の第1の出力端子は制
御回路16の第2の入力端子及び一定電圧発生手段5の
増幅器18に接続される。制御回路16の第3の入力端
子及びレギュレータ回路17の第2の入力端子は接地さ
れる。
【0017】ここで、制御回路16及びレギュレータ回
路17は制御手段2を構成している。
【0018】5は一定電圧発生手段であり、トランジス
タ30,31,33,34、ダイオード27,28,3
5,36,37,38、ツェナーダイオード40、抵抗
21,22,26,29,32,39により構成される
起動回路41と、トランジスタ23、抵抗19,20,
24,25及び増幅器18により構成される電力増幅回
路42とを設けている。トランジスタ30のベースはそ
のコレクタと共通接続されるとともにトランジスタ31
のベース及びダイオード28のカソードに接続される。
トランジスタ30のエミッタは抵抗29の一端に、トラ
ンジスタ31のエミッタは抵抗26の一端に接続され
る。ダイオード28のアノードはダイオード27のカソ
ードに接続され、ダイオード27のアノード及び抵抗2
6,29の他端はモータ電源4の正側出力に共通接続さ
れる。トランジスタ33,34のコレクタはともにトラ
ンジスタ30のベース−コレクタ共通接続点に接続され
る。トランジスタ33のベースは抵抗32の一端及びダ
イオード36のアノードに共通接続され、トランジスタ
34のベースは抵抗21及び22の一端と共通接続され
る。トランジスタ34のエミッタはダイオード35のア
ノードと接続され、ダイオード35のカソードはトラン
ジスタ33のエミッタ及び他端が接地された抵抗39の
一端に接続される。ダイオード36のカソードはダイオ
ード37のアノードに接続され、ダイオード37のカソ
ードはダイオード38及びツェナーダイオード40のア
ノードに共通接続される。ダイオード38のカソードは
接地される。抵抗32の他端はモータ電源4の正側出力
に接続される。ツェナーダイオード40のカソードはト
ランジスタ31のコレクタ及び抵抗25の一端に共通接
続される。抵抗25の他端はトランジスタ23のベース
及び抵抗24の一端に共通接続され、トランジスタ23
のコレクタはモータ電源4の正側出力に接続される。ト
ランジスタ23のエミッタは抵抗24及び21の他端に
共通接続される。18は増幅器であり、第1の入力端子
はモータ電源4の正側出力に接続され、第2の入力端子
は接地される。増幅器18の非反転入力端子は抵抗19
及び20の一端に共通接続され、反転入力端子はレギュ
レータ回路の第1の出力に接続される。増幅器18の出
力端子は抵抗25の一端及びツェナーダイオード40の
カソード及びトランジスタ31のコレクタに共通接続さ
れる。抵抗20の他端は接地され、抵抗19の他端はト
ランジスタ23のエミッタ及び抵抗24,21の他端に
共通接続されるとともに制御回路16及びレギュレータ
回路17の第1の入力端子に接続される。
【0019】以上のように構成された本発明のブラシレ
スモータの駆動装置について、以下その動作について説
明する。説明の都合上、トランジスタ23のコレクタ及
び抵抗26,29,32の他端及びダイオード27のカ
ソードとの共通接続点をA点、トランジスタ33のベー
スと抵抗32の一端及びダイオード36のアノードとの
共通接続点をB点、トランジスタ34のベースと抵抗2
1,22の一端との共通接続点をJ点、ツェナーダイオ
ード40のカソードと増幅器18の出力端子、抵抗25
の一端及びトランジスタ31のコレクタとの共通接続点
をD点、抵抗19,20と増幅器18の非反転入力端子
との共通接続点をE点、トランジスタ23のエミッタ及
び抵抗19,21,24の他端との共通接続点をG点、
トランジスタ33のエミッタ及びダイオード35のカソ
ード及び抵抗39の一端との共通接続点をH点と呼ぶこ
とにする。
【0020】まずモータ電源4の正側出力端子の出力電
圧VMが、一定電圧発生手段5のA点に入力されると、
ダイオード36,37,38はA点と抵抗32を介して
接続されているので、ダイオード36,37,38は速
やかに導通状態となる。ダイオードのON電圧の大きさ
をVFとすると、B点にはVB=3*VFの大きさの電
圧VBが発生する。VBはトランジスタ33のベースに
入力されている。トランジスタ33,34は互いに差動
回路を構成しており、いまトランジスタ34のベースの
電圧はゼロであるのでトランジスタ33は導通状態にな
る。導通状態にあるトランジスタのベース・エミッタ間
電圧の大きさをVBEとすると、H点はVH=3*VF
−VBEの大きさの電圧VHが発生する。抵抗39の抵
抗値の大きさをR1とすると、抵抗39にはI1=VH
/R1の大きさの電流I1が流れる。電流I1はモータ
電源4の正側出力端子から抵抗29、トランジスタ3
0,33を経由して抵抗39に流れる。トランジスタ3
0,31はカレントミラー回路を構成しているので、ト
ランジスタ31のコレクタからI2=I1の大きさの電
流I2が出力される。I2はトランジスタ23のベース
及びツェナーダイオード40のカソードに入力されるの
で、ツェナーダイオード40は導通状態になる。ツェナ
ーダイオードのツェナー電圧の大きさをVZとすると、
D点にはVD=VZ+VFの電圧VDが発生する。トラ
ンジスタ23のベースには電圧VDが入力されるため、
トランジスタ23は活性状態になる。トランジスタ23
のベースにはVD=VZ+VFの大きさの電圧が入力さ
れているので、トランジスタ23のエミッタすなわちG
点にはVG=VD−VBEの電圧が発生する。VBEと
VFはその大きさが等しいのでVG=VZになる。差動
回路41の構成要素であるトランジスタ34のベースす
なわちJ点には、G点の電圧Vccを抵抗21,22に
よって分圧した電圧VJが入力されている。抵抗21,
22の抵抗値をそれぞれR4,R5とすると、J点には
VJ=Vcc*R5/(R4+R5)の大きさの電圧V
Jが入力されている。いま、Vcc=VZなる大きさの
電圧がG点に発生したので、VJの大きさはVJ=VZ
*R5/(R4+R5)になる。R4,R5,VZの値
はVZ*R5/(R4+R5)>3*VFの関係が成立
するように値を設定している。従って、B点の電圧VB
とJ点の電圧VJとを比較すると、VJ>VBとなる。
よってトランジスタ33は非導通状態、トランジスタ3
4は導通状態となる。トランジスタ34が導通状態にな
ると、トランジスタ30のコレクタより出力される電流
I1はトランジスタ34、ダイオード35を介して抵抗
39に流れる。
【0021】抵抗39の一端のH点にはVH=VJ−V
BE−VFなる電圧VHが発生する。よってI1の大き
さは、I1=(VZ*R5/R4+R5)−VBE−V
F)/R1になる。I2=I1であるので、トランジス
タ23のベースにI2=(VZ*R5/(R4+R5)
−VBE−VF)/R1の大きさの電流I2が入力され
る。
【0022】そしてG点に出力されたVcc=VZの大
きさの電圧はレギュレータ回路17の第1の入力端子に
も入力されるため、レギュレータ回路17は第1の出力
端子に大きさVREFの基準電圧を出力する。レギュレ
ータ回路17の第1の出力端子に出力された基準電圧V
REFは、制御回路16の第2の入力端子及び増幅器1
8の反転入力端子に入力される。制御回路16の第2の
入力端子に入力されたVREFは、制御回路16が有す
る電流制限機能や過熱保護機能等に利用される。
【0023】次に前記増幅器18の非反転入力端子は、
抵抗19及び20の共通接続点Eに接続されており、E
点にはG点の電圧Vccを抵抗分圧した値の電圧VEが
発生する。抵抗19,20の抵抗値の大きさをそれぞれ
R2,R3とすると、VEの大きさはVE=Vcc*R
3/(R2+R3)になる。増幅器18の出力端子は、
抵抗25を介してトランジスタ23のベースに接続され
ているので、増幅器18はA点に入力されるモータ電源
4の正側出力端子の出力電圧VMの大きさにかかわらず
VREF=VEとなるようにトランジスタ23を動作さ
せる。VREF=VEになると、G点の電圧VccはV
cc=VREF*(R2+R3)/R3の大きさの電圧
になる。レギュレータ回路17の第1の出力端子に出力
する基準電圧VREFは一定の大きさの電圧であり、こ
のVREFを用いて発生させたG点の電圧Vcc=VR
EF*(R2+R3)/R3も一定の大きさをもつ電圧
になる。なお、あらかじめVZ<VREF*(R2+R
3)/R3の関係が成立するように、R2,R3,VZ
の値は設定している。
【0024】G点の電圧Vccは、Vcc=VREF*
(R2+R3)/R3の大きさになったのでJ点すなわ
ちトランジスタ34のベース電圧VJもVJ=Vcc*
R5/(R4+R5)すなわちVJ=VREF*R5*
(R2+R3)/(R3*(R4+R5))になり、H
点の電圧VHはVH=VJ−VBE−VFすなわちVH
=VREF*R5*(R2+R3)/(R3*(R4+
R5))となって、抵抗39に流れる電流I1はI1=
VH/R1すなわちI1=(VREF*R5*(R2+
R3)/(R1*R3*(R4+R5))−VBE−V
F)の大きさになる。トランジスタ31のコレクタより
出力される電流I2はI2=I1であるので、I2=
(VREF*R5*(R2+R3)/(R1*R3*
(R4+R5))−VBE−VF)の大きさになり、ト
ランジスタ23のベースに入力されることになる。I2
はレギュレータ回路17の第1の出力端子に出力される
一定の電圧VREFと、抵抗値が予め定まった抵抗1
9,20,21,22,39によって決まる大きさをも
つ電流であるので、その電流I2の大きさは一定であ
る。
【0025】このように、トランジスタ23は増幅器1
8の作用だけでなく安定した一定の大きさをもつ電流I
2により動作されるため、G点の電圧Vccは、極めて
安定した一定の大きさを有する電圧となる。G点の電圧
Vccは、一定電圧発生手段5の出力電圧であり、Vc
cは制御手段2に入力される。制御手段2に一定電圧発
生手段5が出力するVccが入力された後の本発明のブ
ラシレスモータの駆動装置の動作は従来例と全く同様で
あるので、以後の動作の説明は省く。
【0026】以上のように本発明のブラシレスモータの
駆動装置は、モータ電源より出力される電圧VMより、
極めて安定した一定の大きさをもつ電源Vccを発生さ
せて、そのVccを制御手段に供給することにより、ブ
ラシレスモータの駆動制御を行うだけでなく従来必要で
あった高価な制御電源を不要とすることができるもので
ある。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明は、ブラシレスモー
タと、前記ブラシレスモータにトルクを発生させるため
の制御信号を出力する制御回路と、この制御回路の出力
信号に基づいてブラシレスモータへ電力を供給する駆動
手段と、電圧を出力して駆動手段に電力を供給するモー
タ電源と、このモータ電源の出力電圧により始動するレ
ギュレータ回路と、モータ電源が出力する電圧を基に一
定電圧を発生させて出力し制御回路及びレギュレータ回
路に一定電圧を供給する一定電圧発生手段とを備え、こ
の一定電圧発生手段にモータ電源の出力電圧よりレギュ
レータ回路に基準電圧を発生させる起動回路と、この起
動回路の作用によりレギュレータ回路が出力した基準電
圧を用いて、制御回路及びレギュレータ回路に供給する
一定電圧を出力する電力増幅回路とを設け、レギュレー
タ回路が出力する基準電圧を安定させることにより、モ
ータ電源から駆動手段を介してブラシレスモータに供給
される電力を変えるために、モータ電源が出力する電圧
を可変する場合においても上記一定電圧発生手段は極め
て安定した一定電圧を出力するように動作するよう構成
することによって、従来必要であった制御電源を不要と
し、モータ電源1つだけでブラシレスモータを駆動制御
することができる優れたブラシレスモータの駆動装置を
実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるブラシレスモー
タの駆動装置の構成図
【図2】従来のブラシレスモータの駆動装置の構成図
【符号の説明】
1 ブラシレスモータ 3 駆動手段 4 モータ電源 5 一定電圧発生手段 16 制御回路 17 レギュレータ回路 41 起動回路 42 電力増幅回路 43 制御電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 博充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水本 正夫 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 扇野 広一郎 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 櫻澤 康平 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブラシレスモータと、前記ブラシレスモー
    タにトルクを発生させるための制御信号を出力する制御
    回路と、前記制御回路の出力信号に基づき前記ブラシレ
    スモータへ電力を供給する駆動手段と、電圧を出力して
    前記駆動手段に電力を供給するモータ電源と、前記モー
    タ電源の出力電圧により始動し基準電圧を発生するレギ
    ュレータ回路と、前記モータ電源が出力する電圧を基に
    一定電圧を発生させて出力し前記制御回路及び前記レギ
    ュレータ回路に一定電圧を供給する一定電圧発生手段と
    により構成されたブラシレスモータの駆動装置。
  2. 【請求項2】前記一定電圧発生手段は、起動回路によっ
    て前記モータ電源の出力電圧発生直後に前記レギュレー
    タ回路を始動して基準電圧を発生させ、電力増幅回路に
    より前記レギュレータ回路が出力した基準電圧を用いて
    電力増幅し、安定化電圧を出力するよう構成した請求項
    1記載のブラシレスモータの駆動装置。
JP4133229A 1992-05-26 1992-05-26 ブラシレスモータの駆動装置 Expired - Lifetime JP2834368B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101373685B1 (ko) * 2013-10-14 2014-03-13 엘아이지넥스원 주식회사 유도조종장치

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