JPH08317635A - スイッチング電源回路 - Google Patents
スイッチング電源回路Info
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- JPH08317635A JPH08317635A JP11555895A JP11555895A JPH08317635A JP H08317635 A JPH08317635 A JP H08317635A JP 11555895 A JP11555895 A JP 11555895A JP 11555895 A JP11555895 A JP 11555895A JP H08317635 A JPH08317635 A JP H08317635A
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 スイッチング電源回路において、リセットに
かかる電力損失を緩和させる。 【構成】 インダクタンスであるコイルＬ１に蓄えられ
たエネルギを入力電圧に重畳させて出力電圧を取り出す
昇圧型のスイッチング電源回路において、トランジスタ
Ｑ１のターンオン直後ダイオードＤ１の逆回復時間中、
コイルＳＲが逆回復電流を抑制し、かつトランスにエネ
ルギをたくわえる。逆回復時間後、トランスのたくわえ
たエネルギをもってコイルＳＲをセットし、このコイル
ＳＲのセットにとり余剰となったエネルギは２次巻線を
介し出力コンデンサに委譲するとともに、安定化されて
いる出力コンデンサの電圧と、１次巻線・２次巻線の巻
数比とに求まる電圧に、コイルＳＲのセット電圧を固定
する。
かかる電力損失を緩和させる。 【構成】 インダクタンスであるコイルＬ１に蓄えられ
たエネルギを入力電圧に重畳させて出力電圧を取り出す
昇圧型のスイッチング電源回路において、トランジスタ
Ｑ１のターンオン直後ダイオードＤ１の逆回復時間中、
コイルＳＲが逆回復電流を抑制し、かつトランスにエネ
ルギをたくわえる。逆回復時間後、トランスのたくわえ
たエネルギをもってコイルＳＲをセットし、このコイル
ＳＲのセットにとり余剰となったエネルギは２次巻線を
介し出力コンデンサに委譲するとともに、安定化されて
いる出力コンデンサの電圧と、１次巻線・２次巻線の巻
数比とに求まる電圧に、コイルＳＲのセット電圧を固定
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は昇圧型スイッチング電源
回路に関し、特に出力電圧遮断時の逆回復電流を防止す
るために可飽和リアクトルを用いたスイッチング電源回
路に関する。
回路に関し、特に出力電圧遮断時の逆回復電流を防止す
るために可飽和リアクトルを用いたスイッチング電源回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】昇圧型のスイッチング（ＳＷ）電源回路
では、トランジスタがオンのときにインダクタンスにエ
ネルギを蓄え、オフのときに蓄えたエネルギを重畳させ
て出力電圧を取り出している。このような回路では、ト
ランジスタのターンオン時にダイオードの逆回復電流が
流れ、電力損失が発生する。この電力損失を防ぐ為に、
ダイオードに可飽和リアクトルを直列に接合することが
行われている。
では、トランジスタがオンのときにインダクタンスにエ
ネルギを蓄え、オフのときに蓄えたエネルギを重畳させ
て出力電圧を取り出している。このような回路では、ト
ランジスタのターンオン時にダイオードの逆回復電流が
流れ、電力損失が発生する。この電力損失を防ぐ為に、
ダイオードに可飽和リアクトルを直列に接合することが
行われている。
【０００３】図３は従来の昇圧型のスイッチング（Ｓ
Ｗ）電源回路の回路図である。入力電圧Ｖinの入力端子
にはコンデンサＣ１１が接続されている。入力電圧Ｖin
の正の端子はコイルＬ１１に接続されている。入力電圧
Ｖinの負の端子は、出力電圧の負の端子に直接接続され
ている。コイルＬ１１の他端はトランジスタＱ１１のド
レイン及びダイオードＤ１１のアノードに接続されてい
る。トランジスタＱ１１のソースは入力電圧Ｖinの負の
端子に接続されている。
Ｗ）電源回路の回路図である。入力電圧Ｖinの入力端子
にはコンデンサＣ１１が接続されている。入力電圧Ｖin
の正の端子はコイルＬ１１に接続されている。入力電圧
Ｖinの負の端子は、出力電圧の負の端子に直接接続され
ている。コイルＬ１１の他端はトランジスタＱ１１のド
レイン及びダイオードＤ１１のアノードに接続されてい
る。トランジスタＱ１１のソースは入力電圧Ｖinの負の
端子に接続されている。
【０００４】ダイオードＤ１１のカソードは可飽和リア
クトルのコイルＳＲ１１、コイルＬ１２、抵抗Ｒ１１、
及びダイオードＤ１３のアノードに接続されている。抵
抗Ｒ１１の他端は、ダイオードＤ１３のカソードとコン
デンサＣ１３とに接続されている。コイルＬ１２の他端
はダイオードＤ１２のカソードに接続されている。コン
デンサＣ１３、ダイオードＤ１２のアノード、及びコイ
ルＳＲ１１は、出力電圧Ｖout の正の端子に接続されて
いる。出力電圧Ｖout の端子にはコンデンサＣ１２が接
続されている。
クトルのコイルＳＲ１１、コイルＬ１２、抵抗Ｒ１１、
及びダイオードＤ１３のアノードに接続されている。抵
抗Ｒ１１の他端は、ダイオードＤ１３のカソードとコン
デンサＣ１３とに接続されている。コイルＬ１２の他端
はダイオードＤ１２のカソードに接続されている。コン
デンサＣ１３、ダイオードＤ１２のアノード、及びコイ
ルＳＲ１１は、出力電圧Ｖout の正の端子に接続されて
いる。出力電圧Ｖout の端子にはコンデンサＣ１２が接
続されている。
【０００５】このようなＳＷ電源回路において、トラン
ジスタＱ１１がオン時にはインダクタンスを有するコイ
ルＬ１１にエネルギが蓄えられる。この状態でトランジ
スタＱ１１がターンオフされると、コイルＬ１１に蓄え
られていたエネルギが、入力電圧に重畳されて出力電圧
として取り出される。
ジスタＱ１１がオン時にはインダクタンスを有するコイ
ルＬ１１にエネルギが蓄えられる。この状態でトランジ
スタＱ１１がターンオフされると、コイルＬ１１に蓄え
られていたエネルギが、入力電圧に重畳されて出力電圧
として取り出される。
【０００６】トランジスタＱがターンオンした直後、ダ
イオードＤ１１には逆回復電流が流れようとするが、可
飽和リアクトルであるコイルＳＲ１１は電流がゼロクロ
スするとき高インピーダンスとなるので電流は抑制され
る。そして、コイルＬ１２径由の第２の逆回復電流によ
るエネルギがコイルＬ１２に蓄られる。この蓄えられた
エネルギは、逆回復時間経過後に放出される。エネルギ
放出時のコイルＳＲ１１の両端の電位差は抵抗Ｒ１１に
より決まる。この電圧がセット電圧である。
イオードＤ１１には逆回復電流が流れようとするが、可
飽和リアクトルであるコイルＳＲ１１は電流がゼロクロ
スするとき高インピーダンスとなるので電流は抑制され
る。そして、コイルＬ１２径由の第２の逆回復電流によ
るエネルギがコイルＬ１２に蓄られる。この蓄えられた
エネルギは、逆回復時間経過後に放出される。エネルギ
放出時のコイルＳＲ１１の両端の電位差は抵抗Ｒ１１に
より決まる。この電圧がセット電圧である。
【０００７】このようにして、トランジスタＱ１１のタ
ーンオン時に発生するダイオードＤ１１の逆回復電流を
防止することができる。
ーンオン時に発生するダイオードＤ１１の逆回復電流を
防止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
ＳＷ電源回路では、ダイオードの逆回復電流を抑制する
ために可飽和リアクトルに加えられるセット電圧を、抵
抗Ｒ１１により設定している。そのため、抵抗Ｒ１１に
おいて電力損失が生じるという問題点があった。
ＳＷ電源回路では、ダイオードの逆回復電流を抑制する
ために可飽和リアクトルに加えられるセット電圧を、抵
抗Ｒ１１により設定している。そのため、抵抗Ｒ１１に
おいて電力損失が生じるという問題点があった。
【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、リセットにかかる電力損失を緩和させること
ができるＳＷ電源回路を提供することを目的とする。
のであり、リセットにかかる電力損失を緩和させること
ができるＳＷ電源回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、インダクタンスに蓄えられたエネルギを
入力電圧に重畳させて出力電圧を取り出す昇圧型のスイ
ッチング電源回路において、電圧の出力径路上に接続さ
れたダイオードの逆回復電流を抑制するために、前記ダ
イオードのカソード側に直列に接続された可飽和リアク
トルと、前記可飽和リアクトルと並列に１次巻線が接続
され、電圧の出力端子に設けられた出力コンデンサと並
列に２次巻線が接続されたトランスと、を有することを
特徴とするスイッチング電源回路が提供される。
決するために、インダクタンスに蓄えられたエネルギを
入力電圧に重畳させて出力電圧を取り出す昇圧型のスイ
ッチング電源回路において、電圧の出力径路上に接続さ
れたダイオードの逆回復電流を抑制するために、前記ダ
イオードのカソード側に直列に接続された可飽和リアク
トルと、前記可飽和リアクトルと並列に１次巻線が接続
され、電圧の出力端子に設けられた出力コンデンサと並
列に２次巻線が接続されたトランスと、を有することを
特徴とするスイッチング電源回路が提供される。
【００１１】
【作用】トランジスタＱ１のターンオン直後ダイオード
Ｄ１の逆回復時間中、コイルＳＲが逆回復電流を抑制
し、かつトランスにエネルギをたくわえる。逆回復時間
後、トランスのたくわえたエネルギをもってコイルＳＲ
をセットし、このコイルＳＲのセットにとり余剰となっ
たエネルギは２次巻線を介し出力コンデンサに委譲する
とともに、安定化されている出力コンデンサの電圧と、
１次巻線・２次巻線の巻数比とに求まる電圧に、コイル
ＳＲのセット電圧を固定する。
Ｄ１の逆回復時間中、コイルＳＲが逆回復電流を抑制
し、かつトランスにエネルギをたくわえる。逆回復時間
後、トランスのたくわえたエネルギをもってコイルＳＲ
をセットし、このコイルＳＲのセットにとり余剰となっ
たエネルギは２次巻線を介し出力コンデンサに委譲する
とともに、安定化されている出力コンデンサの電圧と、
１次巻線・２次巻線の巻数比とに求まる電圧に、コイル
ＳＲのセット電圧を固定する。
【００１２】これにより、ダイオードの逆回復電流を抑
制し、且つ電力損失を削減することができる。
制し、且つ電力損失を削減することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のスイッチング（ＳＷ）電源回路の
回路図である。入力電圧Ｖinの入力端子の間にはコンデ
ンサＣ１が接続されている。入力電圧Ｖinの正の端子に
はコイルＬ１が接続されている。入力電圧Ｖinの負の端
子は、出力電圧の負の端子に直接接続されている。コイ
ルＬ１の他端はトランジスタＱ１のドレイン及びダイオ
ードＤ１のアノードに接続されている。トランジスタＱ
１のソースは入力電圧Ｖinの負の端子に接続されてい
る。
する。図１は本発明のスイッチング（ＳＷ）電源回路の
回路図である。入力電圧Ｖinの入力端子の間にはコンデ
ンサＣ１が接続されている。入力電圧Ｖinの正の端子に
はコイルＬ１が接続されている。入力電圧Ｖinの負の端
子は、出力電圧の負の端子に直接接続されている。コイ
ルＬ１の他端はトランジスタＱ１のドレイン及びダイオ
ードＤ１のアノードに接続されている。トランジスタＱ
１のソースは入力電圧Ｖinの負の端子に接続されてい
る。
【００１４】ダイオードＤ１のカソードは可飽和リアク
トルのコイルＳＲ、トランスＴの１次巻線Ｎ１に接続さ
れている。コイルＳＲは、出力電圧Ｖout の正の端子に
接続されている。トランスＴの１次巻線Ｎ１の他端は、
ダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオー
ドＤ２のアノードは出力電圧Ｖout の正の端子に接続さ
れている。トランスＴの２次巻線Ｎ２は一端が出力電圧
Ｖout の負の電圧側に接続され、他端がダイオードＤ３
のカソードに接続されている。ダイオードＤ３のアノー
ドは、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、及びトランジ
スタＱ１のソースに接続されている。
トルのコイルＳＲ、トランスＴの１次巻線Ｎ１に接続さ
れている。コイルＳＲは、出力電圧Ｖout の正の端子に
接続されている。トランスＴの１次巻線Ｎ１の他端は、
ダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオー
ドＤ２のアノードは出力電圧Ｖout の正の端子に接続さ
れている。トランスＴの２次巻線Ｎ２は一端が出力電圧
Ｖout の負の電圧側に接続され、他端がダイオードＤ３
のカソードに接続されている。ダイオードＤ３のアノー
ドは、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、及びトランジ
スタＱ１のソースに接続されている。
【００１５】出力電圧Ｖout の出力端子間にはコンデン
サＣ２が接続されている。また、トランジスタＱ１のド
レインと出力電圧Ｖout の正の端子との間には、ダイオ
ードＤ１、コイルＳＲと並列に、ダイオードＤ４，Ｄ５
が接続されている。
サＣ２が接続されている。また、トランジスタＱ１のド
レインと出力電圧Ｖout の正の端子との間には、ダイオ
ードＤ１、コイルＳＲと並列に、ダイオードＤ４，Ｄ５
が接続されている。
【００１６】このようなＳＷ電源回路において、トラン
ジスタＱ１がオンの間にリアクタンスを有するコイルＬ
１にエネルギが蓄えられる。このエネルギは、トランジ
スタＱ１のターンオフ時に、入力電圧に重畳され出力電
圧Ｖout として出力される。
ジスタＱ１がオンの間にリアクタンスを有するコイルＬ
１にエネルギが蓄えられる。このエネルギは、トランジ
スタＱ１のターンオフ時に、入力電圧に重畳され出力電
圧Ｖout として出力される。
【００１７】一方、トランジスタＱ１のターンオン時に
は、ダイオードＤ１に逆回復電流を流すような電位差が
生じると同時に、可飽和リアクトルであるコイルＳＲの
両端の電圧ＶSRに、逆回復時間（ダイオードが遮断され
るまでの時間）の間、逆回復電流を抑制する方向の電位
差が生じる。この電位差により、トランスＴにはダイオ
ードＤ１の逆回復時間の２乗に比例したエネルギが蓄積
される。
は、ダイオードＤ１に逆回復電流を流すような電位差が
生じると同時に、可飽和リアクトルであるコイルＳＲの
両端の電圧ＶSRに、逆回復時間（ダイオードが遮断され
るまでの時間）の間、逆回復電流を抑制する方向の電位
差が生じる。この電位差により、トランスＴにはダイオ
ードＤ１の逆回復時間の２乗に比例したエネルギが蓄積
される。
【００１８】トランスＴに蓄積されたエネルギは、逆回
復時間経過後、一定電圧で放出される。この際の電圧
は、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２との巻数比で決まる値
に磁気結合により設定される。この電位差に、可飽和リ
アクトルであるコイルＳＲのセット電圧がセットされ
る。トランスＴに蓄積されたエネルギの余剰分は、２次
巻線Ｎ２からコンデンサＣ２に委譲される。
復時間経過後、一定電圧で放出される。この際の電圧
は、１次巻線Ｎ１と２次巻線Ｎ２との巻数比で決まる値
に磁気結合により設定される。この電位差に、可飽和リ
アクトルであるコイルＳＲのセット電圧がセットされ
る。トランスＴに蓄積されたエネルギの余剰分は、２次
巻線Ｎ２からコンデンサＣ２に委譲される。
【００１９】また、トランジスタＱ１のターンオフ時に
出力される電圧の振動による跳ね上がりの局面において
は、過渡的な電流がダイオードＤ４、Ｄ５を介して流れ
る。これにより、トランジスタＱ１への過大な電圧の発
生が防止される。
出力される電圧の振動による跳ね上がりの局面において
は、過渡的な電流がダイオードＤ４、Ｄ５を介して流れ
る。これにより、トランジスタＱ１への過大な電圧の発
生が防止される。
【００２０】図２は本発明のスイッチング（ＳＷ）電源
回路におけるタイムチャートを示す図である。トランジ
スタＱ１のスイッチがターンオンすると、トランジスタ
Ｑ１のドレインに電流ＩQ が流れる。同時に、可飽和リ
アクトルの両端の電圧ＶSRは、トランジスタＱ１がオフ
時のそれとは逆方向に電流を流すような電圧となる。こ
の逆回復時間の間は、可飽和リアクトルであるコイルＳ
ＲがコイルＳＲを径由する‘第１の’逆回復電流を抑制
している。トランスＴの１次巻線径由の‘第２の’逆回
復電流はＮ１の自己インダクタンスによりゆるやかに増
大し、磁気エネルギがトランスＴに蓄積される。逆回復
時間経過後、トランスＴに蓄えられていたエネルギが放
出される。この際の電圧が電圧ＶSRで図では順方向のセ
ット電圧となる。このセット電圧は、１次巻線Ｎ１と２
次巻線Ｎ２との巻数比で決まる。
回路におけるタイムチャートを示す図である。トランジ
スタＱ１のスイッチがターンオンすると、トランジスタ
Ｑ１のドレインに電流ＩQ が流れる。同時に、可飽和リ
アクトルの両端の電圧ＶSRは、トランジスタＱ１がオフ
時のそれとは逆方向に電流を流すような電圧となる。こ
の逆回復時間の間は、可飽和リアクトルであるコイルＳ
ＲがコイルＳＲを径由する‘第１の’逆回復電流を抑制
している。トランスＴの１次巻線径由の‘第２の’逆回
復電流はＮ１の自己インダクタンスによりゆるやかに増
大し、磁気エネルギがトランスＴに蓄積される。逆回復
時間経過後、トランスＴに蓄えられていたエネルギが放
出される。この際の電圧が電圧ＶSRで図では順方向のセ
ット電圧となる。このセット電圧は、１次巻線Ｎ１と２
次巻線Ｎ２との巻数比で決まる。
【００２１】このようにして、ダイオードＤ１の逆回復
時間の間は、逆回復電流を阻止する方向の電位差をコイ
ルＳＲに生じさせることができる。従って、ダイオード
Ｄ１の逆回復電流を抑制することができる。さらに、コ
イルＳＲに対するセット電圧をトランスＴの巻線の巻数
比で定めることができるため、トランスＴに蓄積された
エネルギの余剰分をコンデンサＣ２に委譲することがで
き、電力損失を削減することが可能となる。このこと
は、電源装置全体の小型化にも寄与する。
時間の間は、逆回復電流を阻止する方向の電位差をコイ
ルＳＲに生じさせることができる。従って、ダイオード
Ｄ１の逆回復電流を抑制することができる。さらに、コ
イルＳＲに対するセット電圧をトランスＴの巻線の巻数
比で定めることができるため、トランスＴに蓄積された
エネルギの余剰分をコンデンサＣ２に委譲することがで
き、電力損失を削減することが可能となる。このこと
は、電源装置全体の小型化にも寄与する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、可飽和
リアクトルのセット電圧をトランスの１次巻線と２次巻
線との巻数比で決めることができるようにし、トランス
に蓄えられていたエネルギの余剰分が出力コンデンサに
委譲されるようにしたため、電力損失を削減することが
できる。
リアクトルのセット電圧をトランスの１次巻線と２次巻
線との巻数比で決めることができるようにし、トランス
に蓄えられていたエネルギの余剰分が出力コンデンサに
委譲されるようにしたため、電力損失を削減することが
できる。
【図１】本発明のスイッチング電源回路の回路図であ
る。
る。
【図２】本発明のスイッチング電源回路におけるタイム
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図３】従来の昇圧型のスイッチング電源回路の回路図
である。
である。
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５ ダイオード Ｌ１ コイル Ｑ トランジスタ ＳＲ コイル Ｔ トランス
Claims (2)
- 【請求項１】 インダクタンスに蓄えられたエネルギを
入力電圧に重畳させて出力電圧を取り出す昇圧型のスイ
ッチング電源回路において、 電圧の出力径路上に接続されたダイオードの逆回復電流
を抑制するために、前記ダイオードのカソード側に直列
に接続された可飽和リアクトルと、 前記可飽和リアクトルと並列に１次巻線が接続され、電
圧の出力端子に設けられた出力コンデンサと並列に２次
巻線が接続されたトランスと、 を有することを特徴とするスイッチング電源回路。 - 【請求項２】 前記ダイオードおよび前記可飽和リアク
トルと並列に接続された第２のダイオードをさらに有す
ることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11555895A JPH08317635A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スイッチング電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11555895A JPH08317635A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スイッチング電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317635A true JPH08317635A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14665520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11555895A Pending JPH08317635A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | スイッチング電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08317635A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003100952A1 (en) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Emerson Network Power Co., Ltd. | A method for boost with low loss and its device |
| CN100358226C (zh) * | 2005-08-08 | 2007-12-26 | 南京航空航天大学 | 单开关双输出升压变换器 |
| WO2017020563A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 深圳市尚进电子科技有限公司 | 一种超声波雾化片高精度扫频电路和扫频方法 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP11555895A patent/JPH08317635A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003100952A1 (en) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Emerson Network Power Co., Ltd. | A method for boost with low loss and its device |
| US6995547B2 (en) | 2002-05-27 | 2006-02-07 | Emerson Network Power Co., Ltd. | Low loss boost converter |
| CN100358226C (zh) * | 2005-08-08 | 2007-12-26 | 南京航空航天大学 | 单开关双输出升压变换器 |
| WO2017020563A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 深圳市尚进电子科技有限公司 | 一种超声波雾化片高精度扫频电路和扫频方法 |
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