CN112701737B - 电池电路、充电方法及装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种电池电路、充电方法及装置、电子设备。所述电池电路包括：电芯；充放电回路，所述充放电回路包括正极端、负极端和电路保护器件，所述正极端导通至所述电芯的正极、所述负极端通过所述电路保护器件导通至所述电芯的负极；电池管理芯片和检测回路，所述检测回路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接至所述电芯的正极、所述第二输出端经所述电池管理芯片连接至所述电芯的负极；其中，所述电池管理芯片用于切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括所述电芯的负极电压和所述充放电回路的负极端的电压。
Description
技术领域
本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种电池电路、充电方法及装置、电子设备。
背景技术
当前，随着手机终端所配置功能的日益强大，为了满足手机终端的各个功能并且同时保持一定的续航时间，急需为手机终端配置大容量的电池，而大容量的电池会随之带来充电时间长的弊端，所以如何提高充电效率已经成为本领域内亟待解决的技术问题。
发明内容
本公开提供一种电池电路、充电方法及装置、电子设备，以解决相关技术中的不足。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池电路，所述电池电路包括：
电芯；
充放电回路，所述充放电回路包括正极端、负极端和电路保护器件，所述正极端导通至所述电芯的正极、所述负极端通过所述电路保护器件导通至所述电芯的负极；
电池管理芯片和检测回路，所述检测回路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接至所述电芯的正极、所述第二输出端经所述电池管理芯片连接至所述电芯的负极；
其中，所述电池管理芯片用于切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括所述电芯的负极电压和所述充放电回路的负极端的电压。
可选的，
所述电池管理芯片包括逻辑开关，所述逻辑开关连接至所述电芯的负极和所述第二输出端；
其中，在所述逻辑开关处于闭合状态时，所述第二输出端输出所述电芯的负极电压，在所述逻辑开关处于断开状态时，所述第二输出端通过所述电池管理芯片输出所述充放电回路的负极端的电压。
可选的，所述电池管理芯片在确定所述充放电回路的充放电状态异常时生成切换指令，所述切换指令用于指示所述逻辑开关切换至断开状态。
可选的，所述充放电状态异常包括下述至少一种状态：
充电过压、充电欠压、充电过流、放电过流、短路。
可选的，所述检测回路还包括电阻，所述电阻所述电芯的正极和所述第一输出端。
可选的，所述检测回路还包括电感，所述电感、所述逻辑开关和第二输出端串联。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括如上述中任一项实施例所述的电池电路。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种充电方法，应用于如上述中任一项实施例所述的电池电路，所述充电方法包括：
确定针对电池的充放电状态；
根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
可选的，所述根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，包括：
根据所述充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种充电装置，应用于如上述中任一项实施例所述的电池电路，所述充电装置包括：
确定模块，确定针对电池的充放电状态；
切换模块，根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
可选的，切换模块包括：
切换单元，根据所述充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述中任一项实施例所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第六方面，提供一种电子设备包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行时实现如上述中任一项实施例所述方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本公开中的检测回路可以检测电芯的电压，从而在充电过程中有利于延长恒流充电状态的保持时长，从而提高充电效率；另一方面本公开中提供的检测回路还可以检测电芯的正极与电路保护器件上远离负极一端的电压，有利于在电池电路发生异常时通过电路保护器件进行保护，防止烧毁电池。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是相关技术中电池电路的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种电池电路的示意图。
图3是根据一示例性实施例得到的试验结果图。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种电池电路的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种充电方法的流程图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种充电装置的框图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种用于充电装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是相关技术中电池电路的示意图。如图1所示，在该相关技术中，以锂电池为例，该电池电路包括电芯101和电芯保护电路102，该电芯保护电路102与电芯101的负极连接。在针对锂电池进行充电过程中，通常可以包括四个充电状态，具体可以包括涓流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段和终止阶段。在涓流阶段可以检测电芯101的正极和电芯保护电路102两端的电压，在电压上升到一定阈值后，切换至恒流充电阶段，在恒流充电阶段可以以恒定电流对锂电池进行充电，并且持续检测电芯101的正极和电芯保护电路102两端的电压，当电压上升到一定阈值后，切换至恒压充电阶段，最后终止充电。其中，恒流充电阶段为充电过程中效率最快的阶段，所以延长恒流充电阶段的时长对于提高锂电池充电效率而言具有重大意义。
而在相关技术中，由于检测到的电压为电芯101的正极和电芯保护电路102两端的电压，可以理解的是，电芯保护电路102包括由一次保护器件、二次保护器件以及线路阻抗组成的电阻，容易造成电芯101的正极和电芯保护电路102两端的电压与电芯101电压之间的压差，即电芯101的正极和电芯保护电路102两端的电压高于电芯101的实际电芯电压，导致恒流充电阶段的时长缩短、恒压充电时长加长，影响充电效率。
所以，本公开提供一种如图2所示的电池电路，该电池电路可以包括电芯1和充放电回路2，该充放电回路2可以包括正极端21、负极端22和电路保护器件23。其中，电路保护器件23可以连接至电芯1的负极，该正极端21导通至电芯1的正极、负极端22可以通过电路保护器件2而导通至电芯1的负极，该正极端21和负极端22进一步可以输出电芯1所存储的电能，或者外部充电端可以通过该正极端21和负极端22对电芯1进行充电。该电路保护器件23可以包括一次保护器件和二次保护器件。
进一步地，该电池电路还可以包括检测回路3和电池管理芯片4，该检测回路3可以包括第一输出端31和第二输出端32，该第一输出端31连接至电芯1的正极，而第二输出端32经电池管理芯片4连接至电芯的负极。从而该第一输出端31可以输出电芯1的正极电压，而通过电池管理芯片4可以切换第二输出端32的输出对象，该输出对象可以包括电芯1的负极电压和充放电回路2的负极端22的电压。
基于此，第一输出端输出电芯1的正极电压、第二输出端32输出电芯1的负极电压，可以获得电芯1的电压，从而电池电路根据电芯电压调整电池的充电状态，该充电状态可以包括恒流充电状态和恒压充电状态，而由于检测回路3检测到的电压为电芯1的电压，可以避免相关技术中由于电芯保护电路的存在而造成压差的情况，有利于延长恒流充电状态的保持时长，从而提高充电效率，在针对相同容量电池进行充电的情况下，可以缩短充电时长；另外，当第二输出端32输出充放电回路2的负极端的电压时，可以获取电芯1与电路保护器件23所组成的串联电路上的电压，从而有利于根据检测到的电压来调整电路保护器件23的保护状态，以通过电路保护器件23对电池电路进行保护。
具体而言，仍以图2所示，该电池管理芯片4可以包括逻辑开关41，该逻辑开关41可以连接至电芯1的负极和第二输出端32，在逻辑开关41处于闭合状态时，第二输出端32输出电芯1的负极电压，当逻辑开关41处于断开状态时，该第二输出端32可以通过所述电池管理芯片输出充放电回路2上负极端的电压。
在本实施例中，可以是在电池管理芯片4确定充放电回路2的充放电状态异常时切换指令，该切换至指令可以用于指示逻辑开关41切换至断开状态。当确定充放电回路2的充放电状态正常时，电池管理芯片4亦可以生成指示逻辑开关41切换至闭合状态的切换指令，从而一方面在电路正常时可以提升充电效率，而在电路异常时可以对电池进行保护。
举例而言，如图3所示，以4.8安培的充电电流、200mAd的截止电流为例，在电芯容量相同的情况下，采用图1所示的相关技术方案时，恒流充电时长为28分钟，充电总时长为79分钟，而采用本公开技术方案的电芯在恒流充电阶段可以延至28分钟，总充电时长为78分钟。可见，采用本公开的技术方案能够延长恒流充电阶段的时长，缩短总的充电时长，提升充电效率。
其中，电池发生充电过压、放电欠压、充电过流、放电过流、短路等异常状况时均可以确定为充放电状态异常，从而将逻辑开关41切换至断开状态，可以降低由于增加的检测回路2导致电池损伤的风险。具体，当充电电压超过电芯1的平台电压时，电池处于充电过压的异常状态，当放电电压超过电芯1的安全电压时，电池处于放电欠压的异常状态，当充电电流超过充电保护电流时，电池处于充电过流的异常状态，当充电电流超出放电保护电流时，电池处于放电过流的异常状态。
在上述个各个实施例中，如图4所示，检测回路3还可以包括电阻33，该电阻3连接电芯1的正极和第一输出端31。以此，由于在第一输出端31串联了第一电阻33，那么电池通过连接器进行装配时，可以在误接第一输出端31和负极端22的情况下、或者在第一输出端31通过其他导电结构导通至负极端22的情况下避免短路，防止烧毁电池连接器或者检测回路2。其中，该电阻33的阻值可以取较小的阻值，以减少检测回路2所检测到的电压与电芯1实际电压之间的误差。
在上述各个实施例中，该电池电路还可以包括电感5，该电感5、逻辑开关41和第二输出端32串联。通过电感5可以阻碍检测回路3上流经电流。以此，当逻辑开关41处于闭合状态时，由于检测回路4上的电感5的作用，经负极端22输入的电流会流向电路保护器件23，而不会流向检测回路3，从而检测回路3可以执行电压检测功能，而充放电回路2可以执行充放电功能。该电感5可以为独立于电池管理芯片4，并且如图4所示，该电感5连接于电池管理芯片3的输出引脚和第二输出端32，或者，该电感5也可以为电池管理芯片4所包括的电感，本公开并不限制。
基于上述各个实施例中所述的电池电路，本公开还提供一种电子设备，该电子设备可以包括上述任一项实施例中所述的电池电路。该电子设备可以包括手机终端或者平板终端等，本公开并不限制。
本公开还提供一种充电方法，该充电方法应用于上述任一项实施例所述的电池电路中，如图5所示，该充电方法可以包括：
在步骤501中，确定针对电池的充放电状态。
在本实施例中，其中该充放电状态可以包括充放电正常状态和充放电异常状态。该充放电异常状态可以包括充电过压、充电欠压、充电过流、放电过流和短路中的至少一种情况。
在步骤502中，根据所述充放电状态时，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
在本实施例中，在充放电状态正常时，第二输出端的输出对象为电芯的负极电压，从而有利于在充电过程中提升充电效率；在充放电状态异常时，第二输出端的输出对象为充放电回路的负极端的电压，以通过电路保护器件对电池电路进行保护。
具体而言，可以根据充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态，从而切换第二输出端的输出对象。其中，在逻辑开关处于闭合状态时，第二输出端的输出对象为电芯的负极电压；当逻辑开关处于断开状态时，第二输出端的输出对象为充放电回路的负极端的电压。
上述充电方法的具体实施方法可以参考图2-图4所示的实施例，在此不在赘述。
与前述的充电方法的实施例相对应，本公开还提供了充电装置的实施例。
图6是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图。该充电装置应用于上述任一项实施例所述的电池电路中，参照图6，该装置包括确定模块601，和切换模块602，其中：
确定模块601，确定针对电池的充放电状态。
切换模块602，根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
如图7所示，图7是根据一示例性实施例示出的另一种充电装置的框图，该实施例在前述图6所示实施例的基础上切换模块602包括：
切换单元6021，根据所述充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相应的，本公开还提供一种充电装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：确定针对电池的充放电状态；根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
相应的，本公开还提供一种终端，所述终端包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：确定针对电池的充放电状态；根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
图8是根据一示例性实施例示出的一种用于充电装置800的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图8，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，4G LTE、5G NR或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (13)
1.一种电池电路，其特征在于，所述电池电路包括：
电芯；
充放电回路，所述充放电回路包括正极端、负极端和电路保护器件，所述正极端导通至所述电芯的正极、所述负极端通过所述电路保护器件导通至所述电芯的负极；
电池管理芯片和检测回路，所述检测回路包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接至所述电芯的正极、所述第二输出端经所述电池管理芯片连接至所述电芯的负极；
其中，所述电池管理芯片用于切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括所述电芯的负极电压和所述充放电回路的负极端的电压；
当所述第二输出端输出所述电芯的负极电压时，获得所述电芯的电压；当所述第二输出端输出所述充放电回路的负极端的电压时，获取所述电芯与所述电路保护器件所组成的串联电路上的电压。
2.根据权利要求1所述的电池电路，其特征在于，所述电池管理芯片包括逻辑开关，所述逻辑开关连接至所述电芯的负极和所述第二输出端；
其中，在所述逻辑开关处于闭合状态时，所述第二输出端输出所述电芯的负极电压，在所述逻辑开关处于断开状态时，所述第二输出端通过所述电池管理芯片输出所述充放电回路的负极端的电压。
3.根据权利要求2所述的电池电路，其特征在于，所述电池管理芯片在确定所述充放电回路的充放电状态异常时生成切换指令，所述切换指令用于指示所述逻辑开关切换至断开状态。
4.根据权利要求3所述的电池电路，其特征在于，所述充放电状态异常包括下述至少一种状态：
充电过压、充电欠压、充电过流、放电过流、短路。
5.根据权利要求1所述的电池电路，其特征在于，所述检测回路还包括电阻，所述电阻连接所述电芯的正极和所述第一输出端。
6.根据权利要求2所述的电池电路，其特征在于，所述检测回路还包括电感，所述电感、所述逻辑开关和第二输出端串联。
7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电池电路。
8.一种充电方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的电池电路，所述充电方法包括：
确定针对电池的充放电状态；
根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
9.根据权利要求8所述的充电方法，其特征在于，所述根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，包括：
根据所述充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态。
10.一种充电装置，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的电池电路，所述充电装置包括：
确定模块，确定针对电池的充放电状态；
切换模块，根据所述充放电状态，切换所述第二输出端的输出对象，所述输出对象包括电芯的负极电压和充放电回路的负极端的电压。
11.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，切换模块包括：
切换单元，根据所述充放电状态，切换电池管理芯片所包括的逻辑开关的开合状态。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求8或9中所述方法的步骤。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行时实现如权利要求8或9中所述方法的步骤。
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