JP3441621B2 - ペルチェ素子駆動回路 - Google Patents
ペルチェ素子駆動回路Info
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
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- F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源を流すことで発
熱又は熱吸収を行うペルチェ素子を駆動するためのペル
チェ素子駆動回路に関する。 【0002】 【従来の技術】ペルチェ素子は2種の金属又は金属と半
導体とを接続してこれに電流を流すことにより,接合点
でジュール熱以外に熱の発生又は吸収が起こる素子で,
熱の発生又は吸収は,電流を順方向又は逆方向に変える
ことにより起こる。このようなペルチェ素子に電流を流
すペルチェ素子駆動回路の一例の構成を図2及び図3に
示す。 【0003】図2において,1は商用電源,2は商用電
源1を整流する入力側整流器,3は整流された直流を平
滑するコンデンサ,4は整流平滑された直流を内蔵する
スイッチング素子により高周波スイッチングし,高周波
交流を出力する高周波コンバータ,5は高周波交流を入
力し,所望電圧に変圧する変圧器,6は変圧された高周
波交流を整流する出力側整流器,7は出力側整流器6に
より整流された直流を平滑するリアクトル,8はペルチ
ェ素子に流れる直流電流を順方向又は逆方向に切り換え
る切換回路,9は負荷のペルチェ素子である。 【0004】図3は上記切換回路8と切換回路8のドラ
イバ回路50の概略図である。上記切換回路8は,高周
波交流を整流した直流出力に直列接続されたIGBT,
MOSFET,パワートランジスタ等の電力用スイッチ
ング素子11及び13と,直列接続されたIGBT,M
OSFET,パワートランジスタ等の電力用スイッチン
グ素子12及び14と,電力用スイッチング素子11,
13,12,14と逆並列にそれぞれ接続されたダイオ
ード15,17,16,18により構成されている。 【0005】ドライバ回路50は,直流バイアス用電源
に直列接続されたホトカプラ51及び57の発光素子5
1a及び57aと順方向ドライブ指令信号が入力する第
1の信号用スイッチング23と,直流バイアス電源に直
列接続されたホトカプラ53及び55の発光素子53a
及び55aと逆方向ドライブ指令信号が入力する第2信
号用スイッチング素子24と,上記ドライブ信号を受
け,上記電力用スイッチング素子11,12,13,1
4のゲートに接続されたホトカプラ51,53,55,
57の受光素子51b,53b,55b,57bにより
構成されている。尚,31,32,33,34は限流抵
抗である。また,35,36,37,38は電力用スイ
ッチング素子11,12,13,14のゲートに過大な
電圧が印加しないようにするツェナダイオード等の過電
圧保護素子である。61,62,63,64はバイアス
用抵抗である。 【0006】次に動作について説明する。商用電源1を
入力側整流器2により整流し,この整流された直流をコ
ンデンサ3により平滑する。この整流平滑された直流を
高周波コンバータ4により高周波交流に変換し,高周波
交流を変圧器5により所望電圧に変圧する。変圧された
高周波交流を出力側整流器6により整流し,リアクトル
7により平滑する。この整流し平滑された直流が切換回
路8に入力される。 【0007】今,順方向ドライブ指令信号が第1の信号
用スイッチング素子23に入力すれば,スイッチング素
子23はオンし,発光素子51a,57aに電流が流れ
オンする。発光素子51a,57aがオンしてホトカプ
ラ51,57の受光素子51b,57bに電流が流れ,
電力用スイッチング素子11,14のゲートに電圧が印
加し,電力用スイッチング素子11,14はオンする。
電力用スイッチング素子11,14のオンにより電力用
スイッチング素子11,負荷9,電力用スイッチング素
子14に順方向電流が流れ,負荷9のペルチェ素子は発
熱する。 【0008】次に順方向ドライブ指令信号がオフし,逆
方向ドライブ指令信号が第2の信号用スイッチング素子
24に入力すれば,第2の信号用スイッチング素子24
はオンし,発光素子53a,55aに電流が流れオンす
る。発光素子53a,55aがオンしてホトカプラ5
3,55の受光素子53b,55bに電流が流れ,電力
用スイッチング素子12,13のゲートに電圧が印加
し,電力用スイッチング素子12,13はオンする。電
力用スイッチング素子12,13のオンにより電力用ス
イッチング素子12,負荷9,電力用スイッチング素子
13に逆方向電流が流れ,負荷9のペルチェ素子は吸熱
する。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】ところが,上記の切換
回路では,各電力用スイッチング素子11,12,1
3,14にそれぞれ絶縁用ホトカプラ51,53,5
5,57が設けられ,バイアス用電源を別途設けなけれ
ばならない等,ドライブ回路50が複雑になる等の問題
を有している。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は,上記の課題に
留意してなされたもので,本発明のペルチェ素子駆動回
路は,交流電源を整流した直流を高周波スイッチング
し,高周波交流を出力する高周波コンバータと,上記高
周波交流を変圧する変圧器と,変圧された高周波交流を
整流する出力側整流器と,上記出力側整流器の直流出力
から負荷のペルチェ素子に流れる電流を電力用スイッチ
ング素子を用いて切り換える切換回路とが設けられたペ
ルチェ素子駆動回路において,上記電力用スイッチング
素子を駆動するドライブ回路が,上記変圧器に設けた3
次巻線に誘起する電圧を整流し,上記切換回路と直列に
接続されたバイアス電源と,順方向ドライブ指令信号及
び逆方向ドライブ指令信号がそれぞれ入力した時,それ
ぞれオンする第1の信号用スイッチング素子及び第2の
信号用スイッチング素子と,上記バイアス電源に接続さ
れ,上記第1及び第2の信号用スイッチング素子がオン
したときそれぞれオンし,それぞれ順方向の上記電力用
スイッチング素子及び逆方向の上記電力用スイッチング
素子にゲート信号を印加する第3の信号用スイッチング
素子及び第4のスイッチング素子が設けられたものであ
る。 【0011】交流電源を整流した直流を高周波スイッチ
ングして高周波交流を得て,この高周波交流を変圧器に
より所望電圧に変圧する。変圧された高周波交流を出力
側整流器により整流し,この整流された直流が切換回路
8に入力される。切換回路に内蔵する順方向の電力用ス
イッチング素子をオンすることにより,負荷のペルチェ
素子に順方向に電流が流れ,ペルチェ素子は発熱する。
また,切換回路に内蔵する逆方向の電力用スイッチング
素子をオンすることにより負荷のペルチェ素子に逆方向
の電流が流れ,ペルチェ素子は吸熱する。 【0012】まず,順方向ドライブ指令信号が第1の信
号用スイッチング素子に入力すると,第1の信号用スイ
ッチング素子がオンする。変圧器に設けられた3次巻線
に誘起する誘起電圧を整流して形成されたバイアス電源
に接続された第3の信号用スイッチング素子がオンし,
第3の信号用スイッチング素子の出力が切換回路の順方
向の電力用スイッチング素子のゲートに印加して,順方
向の電力用スイッチング素子がオンする。順方向電力用
スイッチング素子のオンにより,ペルチェ素子に順方向
電流が流れる。 【0013】一方,逆方向ドライブ指令信号が第2の信
号用スイッチング素子に入力すると,第2の信号用スイ
ッチング素子がオンし,第4の信号用スイッチング素子
がオンする。オンした第4の信号用スイッチング素子の
出力が切換回路の逆方向の電力用スイッチング素子のゲ
ートに印加して,逆方向の電力用スイッチング素子がオ
ンし,ペルチェ素子に逆方向電流が流れる。 【0014】 【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態の切
換回路と,切換回路のドライブ回路の概略接続図であ
る。図1において,図3と同じ符号のものは同一機能の
ものを示す。図1のものが図3と異なる点は,変圧器5
に数ボルト程度の低い電圧を誘起する3次巻線5bを設
け,この3次巻線5bに発生する電圧を整流するダイオ
ード21,平滑用コンデンサ22を設けて,切換回路8
と直列に接続し,ドライブ回路のバイアス電源にした点
と,このバイアス電源に接続され,順方向ドライブ指令
信号が第1の信号用スイッチング素子23に入力した時
オンし,電力用スイッチング素子11,14のゲートに
ゲート信号を印加する第3の信号用スイッチング素子2
5と,バイアス電源に接続され,逆方向ドライブ指令信
号が第2の信号用スイッチング素子24に入力した時オ
ンし,電力用スイッチング12,13のゲートにゲート
信号を印加する第4の信号用スイッチング素子26を設
けた点にある。なお,27,28はバイアス用抵抗であ
る。 【0015】今,順方向ドライブ指令信号が第1信号用
スイッチング素子23に入力すれば,スイッチング素子
23はオンし,第3の信号用スイッチング素子25がオ
ンして,電力用スイッチング素子11,14のゲートに
ゲート電圧が印加して,電力用スイッチング素子11,
14はオンする。電力用スイッチング素子11,14の
オンにより電力用スイッチング素子11,負荷9,電力
用スイッチング素子14に順方向電流が流れ,負荷9の
ペルチェ素子は発熱する。 【0016】次に順方向ドライブ指令信号がオフし,逆
方向ドライブ指令信号が第2の信号用スイッチング素子
24に入力すれば,第2の信号用スイッチング素子24
がオンし,第4の信号用スイッチング素子26がオンし
て,電力用スイッチング素子12,13のゲートにゲー
ト電圧が印加して,電力用スイッチング素子12,13
はオンする。電力用スイッチング素子12,13のオン
により電力用スイッチング素子12,負荷9,電力用ス
イッチング素子13に逆方向電流が流れ,負荷9のペル
チェ素子は吸熱する。 【0017】 【発明の効果】本発明のペルチェ素子駆動装置によれ
ば,変圧器に低電圧を誘起する3次巻線を設けて,バイ
アス電源を形成させており,また,従来のように絶縁用
のホトカプラを用いる必要がなく,ドライブ回路が簡素
化される。
熱又は熱吸収を行うペルチェ素子を駆動するためのペル
チェ素子駆動回路に関する。 【0002】 【従来の技術】ペルチェ素子は2種の金属又は金属と半
導体とを接続してこれに電流を流すことにより,接合点
でジュール熱以外に熱の発生又は吸収が起こる素子で,
熱の発生又は吸収は,電流を順方向又は逆方向に変える
ことにより起こる。このようなペルチェ素子に電流を流
すペルチェ素子駆動回路の一例の構成を図2及び図3に
示す。 【0003】図2において,1は商用電源,2は商用電
源1を整流する入力側整流器,3は整流された直流を平
滑するコンデンサ,4は整流平滑された直流を内蔵する
スイッチング素子により高周波スイッチングし,高周波
交流を出力する高周波コンバータ,5は高周波交流を入
力し,所望電圧に変圧する変圧器,6は変圧された高周
波交流を整流する出力側整流器,7は出力側整流器6に
より整流された直流を平滑するリアクトル,8はペルチ
ェ素子に流れる直流電流を順方向又は逆方向に切り換え
る切換回路,9は負荷のペルチェ素子である。 【0004】図3は上記切換回路8と切換回路8のドラ
イバ回路50の概略図である。上記切換回路8は,高周
波交流を整流した直流出力に直列接続されたIGBT,
MOSFET,パワートランジスタ等の電力用スイッチ
ング素子11及び13と,直列接続されたIGBT,M
OSFET,パワートランジスタ等の電力用スイッチン
グ素子12及び14と,電力用スイッチング素子11,
13,12,14と逆並列にそれぞれ接続されたダイオ
ード15,17,16,18により構成されている。 【0005】ドライバ回路50は,直流バイアス用電源
に直列接続されたホトカプラ51及び57の発光素子5
1a及び57aと順方向ドライブ指令信号が入力する第
1の信号用スイッチング23と,直流バイアス電源に直
列接続されたホトカプラ53及び55の発光素子53a
及び55aと逆方向ドライブ指令信号が入力する第2信
号用スイッチング素子24と,上記ドライブ信号を受
け,上記電力用スイッチング素子11,12,13,1
4のゲートに接続されたホトカプラ51,53,55,
57の受光素子51b,53b,55b,57bにより
構成されている。尚,31,32,33,34は限流抵
抗である。また,35,36,37,38は電力用スイ
ッチング素子11,12,13,14のゲートに過大な
電圧が印加しないようにするツェナダイオード等の過電
圧保護素子である。61,62,63,64はバイアス
用抵抗である。 【0006】次に動作について説明する。商用電源1を
入力側整流器2により整流し,この整流された直流をコ
ンデンサ3により平滑する。この整流平滑された直流を
高周波コンバータ4により高周波交流に変換し,高周波
交流を変圧器5により所望電圧に変圧する。変圧された
高周波交流を出力側整流器6により整流し,リアクトル
7により平滑する。この整流し平滑された直流が切換回
路8に入力される。 【0007】今,順方向ドライブ指令信号が第1の信号
用スイッチング素子23に入力すれば,スイッチング素
子23はオンし,発光素子51a,57aに電流が流れ
オンする。発光素子51a,57aがオンしてホトカプ
ラ51,57の受光素子51b,57bに電流が流れ,
電力用スイッチング素子11,14のゲートに電圧が印
加し,電力用スイッチング素子11,14はオンする。
電力用スイッチング素子11,14のオンにより電力用
スイッチング素子11,負荷9,電力用スイッチング素
子14に順方向電流が流れ,負荷9のペルチェ素子は発
熱する。 【0008】次に順方向ドライブ指令信号がオフし,逆
方向ドライブ指令信号が第2の信号用スイッチング素子
24に入力すれば,第2の信号用スイッチング素子24
はオンし,発光素子53a,55aに電流が流れオンす
る。発光素子53a,55aがオンしてホトカプラ5
3,55の受光素子53b,55bに電流が流れ,電力
用スイッチング素子12,13のゲートに電圧が印加
し,電力用スイッチング素子12,13はオンする。電
力用スイッチング素子12,13のオンにより電力用ス
イッチング素子12,負荷9,電力用スイッチング素子
13に逆方向電流が流れ,負荷9のペルチェ素子は吸熱
する。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】ところが,上記の切換
回路では,各電力用スイッチング素子11,12,1
3,14にそれぞれ絶縁用ホトカプラ51,53,5
5,57が設けられ,バイアス用電源を別途設けなけれ
ばならない等,ドライブ回路50が複雑になる等の問題
を有している。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は,上記の課題に
留意してなされたもので,本発明のペルチェ素子駆動回
路は,交流電源を整流した直流を高周波スイッチング
し,高周波交流を出力する高周波コンバータと,上記高
周波交流を変圧する変圧器と,変圧された高周波交流を
整流する出力側整流器と,上記出力側整流器の直流出力
から負荷のペルチェ素子に流れる電流を電力用スイッチ
ング素子を用いて切り換える切換回路とが設けられたペ
ルチェ素子駆動回路において,上記電力用スイッチング
素子を駆動するドライブ回路が,上記変圧器に設けた3
次巻線に誘起する電圧を整流し,上記切換回路と直列に
接続されたバイアス電源と,順方向ドライブ指令信号及
び逆方向ドライブ指令信号がそれぞれ入力した時,それ
ぞれオンする第1の信号用スイッチング素子及び第2の
信号用スイッチング素子と,上記バイアス電源に接続さ
れ,上記第1及び第2の信号用スイッチング素子がオン
したときそれぞれオンし,それぞれ順方向の上記電力用
スイッチング素子及び逆方向の上記電力用スイッチング
素子にゲート信号を印加する第3の信号用スイッチング
素子及び第4のスイッチング素子が設けられたものであ
る。 【0011】交流電源を整流した直流を高周波スイッチ
ングして高周波交流を得て,この高周波交流を変圧器に
より所望電圧に変圧する。変圧された高周波交流を出力
側整流器により整流し,この整流された直流が切換回路
8に入力される。切換回路に内蔵する順方向の電力用ス
イッチング素子をオンすることにより,負荷のペルチェ
素子に順方向に電流が流れ,ペルチェ素子は発熱する。
また,切換回路に内蔵する逆方向の電力用スイッチング
素子をオンすることにより負荷のペルチェ素子に逆方向
の電流が流れ,ペルチェ素子は吸熱する。 【0012】まず,順方向ドライブ指令信号が第1の信
号用スイッチング素子に入力すると,第1の信号用スイ
ッチング素子がオンする。変圧器に設けられた3次巻線
に誘起する誘起電圧を整流して形成されたバイアス電源
に接続された第3の信号用スイッチング素子がオンし,
第3の信号用スイッチング素子の出力が切換回路の順方
向の電力用スイッチング素子のゲートに印加して,順方
向の電力用スイッチング素子がオンする。順方向電力用
スイッチング素子のオンにより,ペルチェ素子に順方向
電流が流れる。 【0013】一方,逆方向ドライブ指令信号が第2の信
号用スイッチング素子に入力すると,第2の信号用スイ
ッチング素子がオンし,第4の信号用スイッチング素子
がオンする。オンした第4の信号用スイッチング素子の
出力が切換回路の逆方向の電力用スイッチング素子のゲ
ートに印加して,逆方向の電力用スイッチング素子がオ
ンし,ペルチェ素子に逆方向電流が流れる。 【0014】 【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態の切
換回路と,切換回路のドライブ回路の概略接続図であ
る。図1において,図3と同じ符号のものは同一機能の
ものを示す。図1のものが図3と異なる点は,変圧器5
に数ボルト程度の低い電圧を誘起する3次巻線5bを設
け,この3次巻線5bに発生する電圧を整流するダイオ
ード21,平滑用コンデンサ22を設けて,切換回路8
と直列に接続し,ドライブ回路のバイアス電源にした点
と,このバイアス電源に接続され,順方向ドライブ指令
信号が第1の信号用スイッチング素子23に入力した時
オンし,電力用スイッチング素子11,14のゲートに
ゲート信号を印加する第3の信号用スイッチング素子2
5と,バイアス電源に接続され,逆方向ドライブ指令信
号が第2の信号用スイッチング素子24に入力した時オ
ンし,電力用スイッチング12,13のゲートにゲート
信号を印加する第4の信号用スイッチング素子26を設
けた点にある。なお,27,28はバイアス用抵抗であ
る。 【0015】今,順方向ドライブ指令信号が第1信号用
スイッチング素子23に入力すれば,スイッチング素子
23はオンし,第3の信号用スイッチング素子25がオ
ンして,電力用スイッチング素子11,14のゲートに
ゲート電圧が印加して,電力用スイッチング素子11,
14はオンする。電力用スイッチング素子11,14の
オンにより電力用スイッチング素子11,負荷9,電力
用スイッチング素子14に順方向電流が流れ,負荷9の
ペルチェ素子は発熱する。 【0016】次に順方向ドライブ指令信号がオフし,逆
方向ドライブ指令信号が第2の信号用スイッチング素子
24に入力すれば,第2の信号用スイッチング素子24
がオンし,第4の信号用スイッチング素子26がオンし
て,電力用スイッチング素子12,13のゲートにゲー
ト電圧が印加して,電力用スイッチング素子12,13
はオンする。電力用スイッチング素子12,13のオン
により電力用スイッチング素子12,負荷9,電力用ス
イッチング素子13に逆方向電流が流れ,負荷9のペル
チェ素子は吸熱する。 【0017】 【発明の効果】本発明のペルチェ素子駆動装置によれ
ば,変圧器に低電圧を誘起する3次巻線を設けて,バイ
アス電源を形成させており,また,従来のように絶縁用
のホトカプラを用いる必要がなく,ドライブ回路が簡素
化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のペルチェ素子駆動装置に用いられるド
ライブ回路の一実施の形態の接続図である。 【図2】本発明のペルチェ素子駆動装置のブロック図で
ある。 【図3】従来のペルチェ素子駆動装置に用いられるドラ
イブ回路の接続図である。 【符号の説明】 2 入力側整流器 4 高周波コンバータ 5 変圧器 5a 3次巻線 6 出力側整流器 8 切換回路 11,12,13,14 電力用スイッチング素子 20 ドライブ回路 21 ダイオード 22 コンデンサ 23 (第1の)信号用スイッチング素子 24 (第2の)信号用スイッチング素子 25 (第3の)信号用スイッチング素子 26 (第4の)信号用スイッチング素子
ライブ回路の一実施の形態の接続図である。 【図2】本発明のペルチェ素子駆動装置のブロック図で
ある。 【図3】従来のペルチェ素子駆動装置に用いられるドラ
イブ回路の接続図である。 【符号の説明】 2 入力側整流器 4 高周波コンバータ 5 変圧器 5a 3次巻線 6 出力側整流器 8 切換回路 11,12,13,14 電力用スイッチング素子 20 ドライブ回路 21 ダイオード 22 コンデンサ 23 (第1の)信号用スイッチング素子 24 (第2の)信号用スイッチング素子 25 (第3の)信号用スイッチング素子 26 (第4の)信号用スイッチング素子
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 交流電源を整流した直流を高周波スイッ
チングし,高周波交流を出力する高周波コンバータと,
上記高周波交流を変圧する変圧器と,変圧された高周波
交流を整流する出力側整流器と,上記出力側整流器の直
流出力から負荷のペルチェ素子に流れる電流を電力用ス
イッチング素子を用いて切り換える切換回路とが設けら
れたペルチェ素子駆動回路において,上記電力用スイッ
チング素子を駆動するドライブ回路が,上記変圧器に設
けた3次巻線に誘起する電圧を整流し,上記切換回路と
直列に接続されたバイアス電源と,順方向ドライブ指令
信号及び逆方向ドライブ指令信号がそれぞれ入力した
時,それぞれオンする第1の信号用スイッチング素子及
び第2の信号用スイッチング素子と,上記バイアス電源
に接続され,上記第1及び第2の信号用スイッチング素
子がオンしたときそれぞれオンし,それぞれ順方向の上
記電力用スイッチング素子及び逆方向の上記電力用スイ
ッチング素子にゲート信号を印加する第3の信号用スイ
ッチング素子及び第4のスイッチング素子が設けられた
ことを特徴とするペルチェ素子駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17887997A JP3441621B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ペルチェ素子駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17887997A JP3441621B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ペルチェ素子駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1117232A JPH1117232A (ja) | 1999-01-22 |
JP3441621B2 true JP3441621B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=16056304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17887997A Expired - Fee Related JP3441621B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ペルチェ素子駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3441621B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2570050Y2 (ja) * | 1993-07-30 | 1998-04-28 | ダイワ精工株式会社 | 中通し釣竿 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP17887997A patent/JP3441621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1117232A (ja) | 1999-01-22 |
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