JPH03212161A - Control circuit for self-oscillation dc/dc converter - Google Patents

Control circuit for self-oscillation dc/dc converter

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JPH03212161A
JPH03212161A JP331390A JP331390A JPH03212161A JP H03212161 A JPH03212161 A JP H03212161A JP 331390 A JP331390 A JP 331390A JP 331390 A JP331390 A JP 331390A JP H03212161 A JPH03212161 A JP H03212161A
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JP
Japan
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circuit
transistor
converter
voltage
constant voltage
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JP331390A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Koriyama
郡山 浩明
Hiroshi Sekoguchi
勢古口 博
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TDK Corp
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TDK Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a small and sophisticated control circuit for self-oscillation DC/DC converter by providing a constant voltage circuit and a comparator, maintaining the base voltage of a switching transistor at a low level, and controlling the output voltage of the comparator to a prescribed level. CONSTITUTION:Upon rising of input voltage Vin from 0, a constant voltage circuit 1 starts at first to rise. When the output of the constant voltage circuit 1 approaches to 0.7V, current is fed through a resistor 6(Rsink) to the base of a transistor 5(Qsink) to maintain the base voltage of a switching transistor at a low level. When the constant voltage circuit 1 rises to operate a bias circuit 2, a switching circuit 4 is operated to feed a starting current IG to the switching transistor, while simultaneously a comparator 3 functions to turn the transistor 5(Qsink) OFF thus starting oscillation of the comparator 3. Consequently, abnormal output from the comparator can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、DC−DCコンバータの制御回路に関し、特
に自励発振式DCニーDCコンバータの制御回路に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a control circuit for a DC-DC converter, and particularly to a control circuit for a self-oscillating DC knee DC converter.

(従来の技術) 従来、自励発振式DC−DCコンバータは簡単な構成に
より高効率の電圧変換が行えるため、比較的安価なコン
バータを実現するためによく用いられている。この従来
の自励発振式DC−DCコンバータ(リンギングチミー
タ方式のDC−DCコンバータ)の構成例を第4図に示
す、従来の自励発振式DC−DCコンバータは、第4図
に示すように、スイッチングトランジスタ21、起動抵
抗22、抵抗23、コンデンサ24、制御回路25およ
びトランス26から成る自動発振回路と、ダイオード2
7オよびコンデンサ28から成る整流回路から構成され
る装まず、直流入力電圧Vinか印加されると、起動抵
抗22を通じて、スイッチングトランジスタ21のベー
ス電流が供給される。この結果、スイッチングトランジ
スタ21にはコレクタ電流か流れるか、この電流は、ト
ランス26のN1巻き線に流れる。これに対して、磁束
の変化を妨げる方向に、N2巻き線、N1巻き線には電
圧が発生する。N2巻き線に発生した電圧は抵抗23、
コンデンサ24を通じて、ベース電流となり、この正帰
還により急速にスイッチングトランジスタ21はオンす
る。このとき、N。
(Prior Art) Conventionally, self-oscillating DC-DC converters have a simple configuration and can perform voltage conversion with high efficiency, so they are often used to realize relatively inexpensive converters. An example of the configuration of this conventional self-oscillation type DC-DC converter (ringing timitter type DC-DC converter) is shown in Fig. 4. , an automatic oscillation circuit consisting of a switching transistor 21, a starting resistor 22, a resistor 23, a capacitor 24, a control circuit 25 and a transformer 26, and a diode 2.
When a DC input voltage Vin is applied to the rectifier circuit, which is composed of a rectifier circuit consisting of an output voltage 7 and a capacitor 28, a base current of the switching transistor 21 is supplied through a starting resistor 22. As a result, a collector current flows through the switching transistor 21, and this current flows through the N1 winding of the transformer 26. On the other hand, voltage is generated in the N2 winding and the N1 winding in a direction that prevents changes in the magnetic flux. The voltage generated in the N2 winding is resistor 23,
A base current flows through the capacitor 24, and the switching transistor 21 is rapidly turned on due to this positive feedback. At this time, N.

巻き線にはダイオード27が入っているため、電流は流
れない。
Since the winding contains a diode 27, no current flows.

供給されるベース電流は有限のため、ある時間を経過す
ると、ベース電流か不足して、急速にスイッチングトラ
ンジスタ21はオフする。その際、トランス26内に蓄
えられたエネルギーはN1巻き線を通して放出される。
Since the supplied base current is limited, after a certain period of time, the base current becomes insufficient and the switching transistor 21 is rapidly turned off. The energy stored in the transformer 26 is then released through the N1 winding.

制御回路25は出力電圧を観測し、それを一定に保つよ
うにスイッチングトランジスタ21のベース電流を制御
する。この制御回路25の例を第5図に示す。
The control circuit 25 monitors the output voltage and controls the base current of the switching transistor 21 to keep it constant. An example of this control circuit 25 is shown in FIG.

制御回路25は、第5図に示すように、トランジスタ2
51、抵抗252、ツェナーダイオード253から構成
されている。
The control circuit 25 includes a transistor 2 as shown in FIG.
51, a resistor 252, and a Zener diode 253.

出力電圧が上昇すると、ツェナーダイオード253とト
ランジスタ251のベースに電流が流れ、スイッチング
トランジスタ251のコレクタ電流としてバイパスさせ
、オン時間を短くして出力を一定に保つ。
When the output voltage increases, current flows through the Zener diode 253 and the base of the transistor 251, bypassing it as a collector current of the switching transistor 251, shortening the on time, and keeping the output constant.

このコンバータは、直流入力電圧VinがVin≧0.
7(V)となると、起動電流IN= (0,7−VBE
 ) / R(ここで、VBEはベース・エミッタ間電
圧、Rは抵抗22の抵抗値)の電流がスイッチングトラ
ンジスタ21のベースに流れ、コンバータが発振を開始
する。
This converter has a DC input voltage Vin of Vin≧0.
7 (V), starting current IN = (0,7-VBE
)/R (where VBE is the base-emitter voltage, R is the resistance value of the resistor 22) flows to the base of the switching transistor 21, and the converter starts oscillating.

(発明か解決しようとする課題) 上記従来技術では、通常スイッチングトランジスタ21
のベースは起動抵抗22により直接ドライブされるため
、入力電圧Vinが約0,7vに上昇すると、コンバー
タの発振が開始してしまう。ここで、制御回路25に保
護機能等を加え、集積(IC)化しても制御回路の駆動
電圧として入力電圧を用いる場合には0.7vという入
力電圧では内部回路が動作を行わないため、コンバータ
出力が無制御状態となることがあるという開運があった
。すなわち、出力に高電圧が生じることがあるという問
題があった。
(Problem to be solved by the invention) In the above conventional technology, the switching transistor 21
Since the base of is directly driven by the starting resistor 22, when the input voltage Vin rises to about 0.7V, the converter starts oscillating. Here, even if a protection function etc. is added to the control circuit 25 and it is integrated (IC), if the input voltage is used as the drive voltage of the control circuit, the internal circuit will not operate with an input voltage of 0.7V, so the converter It was a stroke of luck that the output could go out of control. That is, there is a problem in that a high voltage may be generated in the output.

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、小型
で高機能化された自励発振式DC−DCコンバータの制
御回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve such conventional problems and provide a control circuit for a self-oscillating DC-DC converter that is compact and highly functional.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の自励発振式DC−D
Cコンバータの制御回路は、直流入力電圧に接続され、
その出力を一定に保つ定電圧回路と該定電圧回路に接続
されたバイアス回路と、前記定電圧回路の出力を基準と
してDC−DCコンバータの直流出力電圧を一定に保つ
コンパレータと、抵抗を通じてベースが前記定電圧回路
に接続されて外部のスイッチングトランジスタのベース
電流をシンクするトランジスタと、前記バイアス回路と
接続され前記バイアス回路の動作と共に前記スイッチン
グトランジスタへ起動電流を供給するスイッチ回路とか
ら構成されたことに特徴がある。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the self-oscillating DC-D of the present invention
The control circuit of the C converter is connected to the DC input voltage,
A constant voltage circuit that keeps the output constant, a bias circuit connected to the constant voltage circuit, a comparator that keeps the DC output voltage of the DC-DC converter constant based on the output of the constant voltage circuit, and a base connected to the base through a resistor. The transistor is connected to the constant voltage circuit and sinks the base current of an external switching transistor, and the switch circuit is connected to the bias circuit and supplies a starting current to the switching transistor along with the operation of the bias circuit. There are characteristics.

また、前記自励発振式DC−DCコンバータの制御回路
において、前記定電圧回路と、前記バイアス回路と、前
記コンパレータと、前記トランジスタと、前記スイッチ
回路とを同一半導体基板上に形成したことに特徴がある
Further, in the control circuit of the self-excited oscillation type DC-DC converter, the constant voltage circuit, the bias circuit, the comparator, the transistor, and the switch circuit are formed on the same semiconductor substrate. There is.

(作用) 本発明においては、入力電圧が0から上がると、まず前
記定電圧回路か立ち上がり始める。前記定電圧回路の出
力が0.7V付近になると、前記トランジスタのベース
に抵抗を通して電流が供給され、前記スイッチングトラ
ンジスタのベース電圧を低く保つ。前記定電圧回路が立
ち上がり、前記バイアス回路が動作すると、前記スイッ
チ回路を動作させ、起動電流工。を前記スイッチングト
ランジスタへ供給すると共に前記トランジスタがオフす
るようコンパレータが働き、コンバータは発振を開始す
る。
(Function) In the present invention, when the input voltage rises from 0, first the constant voltage circuit starts to rise. When the output of the constant voltage circuit reaches around 0.7V, a current is supplied to the base of the transistor through a resistor to keep the base voltage of the switching transistor low. When the constant voltage circuit starts up and the bias circuit operates, the switch circuit is operated and the starting current is set. is supplied to the switching transistor, and the comparator operates to turn off the transistor, and the converter starts oscillating.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を、図面により詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は、本発明と従来例の相違点を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the differences between the present invention and the conventional example.

本発明の自励発振式DC−DCコンバータは、従来の起
動抵抗(スイッチ)と制御回路25を変更してIC化し
た以外の構成要素は、従来と同様である。
The self-excited oscillation type DC-DC converter of the present invention is the same as the conventional one except that the conventional starting resistor (switch) and control circuit 25 are changed and integrated into an IC.

以下の説明においては第2図を参照しながら説明する。The following description will be made with reference to FIG.

第1図は、本発明の一実施例を示す自励発振式DC−D
Cコンバータ制御回路の構成図である。
FIG. 1 shows a self-oscillating DC-D device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a C converter control circuit.

第1図において、1は直流入力電圧(vLn)を−定に
保つ定電圧回路、2は定電圧回路1に接続されたバイア
ス回路、3は直流出力電圧を一定に保つコンパレータ、
4はバイアス回路2と接続され、このバイアス回路2の
動作と共にスイッチングトランジスタ21へ起動電流工
。を供給するスイッチ回路、5はIC内部の定電圧回路
1に抵抗6を通じてベースが接続され、スイッチングト
ランジスタ21のベース電流をシンクするトランジスタ
(Q−r−h) 、6は抵抗(R−t、、k)である。
In FIG. 1, 1 is a constant voltage circuit that keeps the DC input voltage (vLn) constant; 2 is a bias circuit connected to the constant voltage circuit 1; 3 is a comparator that keeps the DC output voltage constant;
4 is connected to the bias circuit 2, and when the bias circuit 2 operates, a starting current is supplied to the switching transistor 21. 5 is a transistor (Qrh) whose base is connected to the constant voltage circuit 1 inside the IC through a resistor 6 and sinks the base current of the switching transistor 21; 6 is a resistor (Rt, , k).

これらの構成要素を公知の半導体技術により同一半導体
基板上に形成することにより、制御回路を製造する。
A control circuit is manufactured by forming these components on the same semiconductor substrate using known semiconductor technology.

以下、第1図の動作を説明する。The operation shown in FIG. 1 will be explained below.

入力電圧VLnが0から上がると、まず定電圧回路1が
立上がり始める。定電圧回路1の出力が0゜7v付近に
なると、トランジスタ5(QIlink)のベースに抵
抗6 (R−snm)を通して電流が供給され、スイッ
チングトランジスタ21のベース電圧を低く保つ。定電
圧回路1が立上がり、バイアス回路2が動作すると、ス
イッチ回路4を動作させ、起動電流Iaをスイッチング
トランジスタ21へ供給すると共に、トランジスタ5 
(Q−zI、h)がオフするようコンパレータ3が働き
、コンバータは発振を開始する。
When the input voltage VLn rises from 0, the constant voltage circuit 1 first starts to rise. When the output of the constant voltage circuit 1 becomes around 0°7V, a current is supplied to the base of the transistor 5 (QIlink) through the resistor 6 (R-snm) to keep the base voltage of the switching transistor 21 low. When the constant voltage circuit 1 starts up and the bias circuit 2 operates, the switch circuit 4 is operated and the starting current Ia is supplied to the switching transistor 21.
Comparator 3 works so that (Q-zI,h) turns off, and the converter starts oscillating.

なお、定電圧回路1の出力が0.7v付近より低い値で
あって、トランジスタQgtnhが動作していない時は
当然ではあるが、スイッチ回路4は動作せず、起動電流
■。がコンバータ(スイッチングトランジスタ)へ供給
されることはない。これは、スイッチ回路4のリーク電
流は通常十分低いので、起動電流としては不十分だから
である。
Note that when the output of the constant voltage circuit 1 is lower than around 0.7V and the transistor Qgtnh is not operating, the switch circuit 4 is not operating, and the starting current is <2>. is not supplied to the converter (switching transistor). This is because the leakage current of the switch circuit 4 is usually sufficiently low and therefore insufficient as a starting current.

第3図は、第1図の制御回路の具体例を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the control circuit shown in FIG. 1.

第3図において、バイアス回路2は、トランジスタ33
.34.35.36.37.38と抵抗31.32.4
2から構成される。ここで、トランジスタ34と35に
よりカレントミラー回路を構成している。また、抵抗3
1と32の分圧電圧をトランジスタ33に供給する。な
お、トランジスタ38はスイッチ回路4と共通になって
いる。
In FIG. 3, the bias circuit 2 includes a transistor 33
.. 34.35.36.37.38 and resistance 31.32.4
Consists of 2. Here, transistors 34 and 35 constitute a current mirror circuit. Also, resistance 3
A divided voltage of 1 and 32 is supplied to the transistor 33. Note that the transistor 38 is common to the switch circuit 4.

スイッチ回路4は、トランジスタ38.39.40とダ
イオード41、抵抗43から構成されている。ここで、
トランジスタ39.40とダイオード41、抵抗43に
より定電流回路を構成している。
The switch circuit 4 includes transistors 38, 39, 40, a diode 41, and a resistor 43. here,
The transistors 39 and 40, the diode 41, and the resistor 43 constitute a constant current circuit.

以下、第3図の動作を説明する。The operation shown in FIG. 3 will be explained below.

入力電圧v五。が上昇し始めると、それに従って定電圧
回路1の出力も上昇する。定電圧回路1の出力が0.7
vに達すると抵抗6を通してトランジスタ5にベース電
流が供給され、スイッチングトランジスタ21のベース
電圧を低く保つ。
Input voltage v5. When the voltage begins to rise, the output of the constant voltage circuit 1 also rises accordingly. The output of constant voltage circuit 1 is 0.7
When the voltage reaches V, the base current is supplied to the transistor 5 through the resistor 6 to keep the base voltage of the switching transistor 21 low.

定電圧回路1の出力がさらに上昇して、トランジスタ3
3のベース電圧が0.7vに達すると、トランジスタ3
3にコレクタ電流が流れ、それがトランジスタ34.3
5からなるカレントミラー回路を通じて、トランジスタ
36.37.38に流れる。トランジスタ38のコレク
タ電流はトランジスタ39.40、ダイオード41、抵
抗43からなる定電流回路を通じて、スイッチングトラ
ンジスタ21の直流バイアス電流となる。
The output of constant voltage circuit 1 further increases, and transistor 3
When the base voltage of transistor 3 reaches 0.7v, transistor 3
Collector current flows through transistor 34.3.
The current flows through a current mirror circuit consisting of 5 to transistors 36, 37, and 38. The collector current of the transistor 38 becomes a DC bias current of the switching transistor 21 through a constant current circuit consisting of a transistor 39, 40, a diode 41, and a resistor 43.

また、トランジスタ37のコレクタ電流によって、コン
パレータ3が動作を開始し、トランジスタ5をオフさせ
る。
Further, the comparator 3 starts operating due to the collector current of the transistor 37, and turns off the transistor 5.

このようにして、バイアス電流を与えられたDC−DC
コンバータは発振を開始する0発振開始後は、コンパレ
ータ3によりコンバータの出力電圧が定電圧回路1の出
力電圧と同じになるように動作する。この場合、入力電
圧が十分に高いところでは、定電圧回路1の出力電圧は
一定になり、それに従ってコンバータの出力電圧も一定
となる。
In this way, the bias current is applied to the DC-DC
After the converter starts oscillation (zero oscillation), the comparator 3 operates so that the output voltage of the converter becomes the same as the output voltage of the constant voltage circuit 1. In this case, when the input voltage is sufficiently high, the output voltage of the constant voltage circuit 1 becomes constant, and accordingly, the output voltage of the converter also becomes constant.

発振開始後、入力電圧が十分高くなく、定電圧回路1の
出力電圧が一定でない領域においては、コンバータの出
力電圧は規定の値より低くなる。
After the oscillation starts, in a region where the input voltage is not high enough and the output voltage of the constant voltage circuit 1 is not constant, the output voltage of the converter becomes lower than the specified value.

以上のように、入力電圧の範囲にかかわらず、コンバー
タの出力電圧が規定値より上昇してしまうことはない。
As described above, regardless of the input voltage range, the output voltage of the converter will never rise above the specified value.

上記実施例では、第1図の構成を同一半導体基板上に形
成するものについて説明したが、ディスクリート部品を
用いても適用可能なことは言うまでもない。
In the above embodiment, the structure shown in FIG. 1 is formed on the same semiconductor substrate, but it goes without saying that the structure can also be applied using discrete components.

このように、本実施例においては、入力電圧によって動
作する制御回路(特にIC化された制御回路)を用いて
も、コンバータ出力が異常な値を示すことを防止できる
。また、上記実施例では、IC内の素子数を増やさない
で、制御回路を作ることができたため、ICの小型化が
可能になった。
In this manner, in this embodiment, even if a control circuit (particularly an IC-based control circuit) operated by input voltage is used, it is possible to prevent the converter output from exhibiting an abnormal value. Furthermore, in the above embodiment, the control circuit could be created without increasing the number of elements within the IC, making it possible to miniaturize the IC.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、IC化された自
励発振式〇C−DCコンバータの制御回路を構成できる
ので、本来の自励発振式DC−DCコンバータの特徴で
ある簡素さ、安価な点に加え、高機能のDC−DCコン
バータを構成することが可能となる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, it is possible to configure a control circuit for an IC-based self-oscillation type C-DC converter. In addition to being simple and inexpensive, it is possible to construct a highly functional DC-DC converter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す自励発振式DC−DC
C−式−タの制御回路の構成図、第2図は本発明と従来
例の相違を説明するための図、 第3図は第1図におけるDC−DCコンバータ制御回路
の具体例を示す回路図、 第4図は従来のDC−DCコンバータの回路図、第5図
は従来のDC−DCコンバータの制御回路図である。 1・・・定電圧回路、   2・・・バイアス回路、3
・・・コンパレータ、   4・・・スイッチ回路、5
・・・トランジスタ、  6・・・抵抗、21・・・ス
イッチングトランジスタ、22・・・起動抵抗、23・
・・抵抗、      24・・・コンデンサ、25・
・・制御回路、    26・・・トランス、27・・
・ダイオード、   28・・・平滑用コンデンサ、3
1.32,42.43・・・抵抗、 33、34.35.36.37.38.39.40・・
・トランジスタ、41・・・ダイオード。
FIG. 1 shows a self-oscillating DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the difference between the present invention and the conventional example, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the DC-DC converter control circuit in FIG. 1. 4 is a circuit diagram of a conventional DC-DC converter, and FIG. 5 is a control circuit diagram of a conventional DC-DC converter. 1... Constant voltage circuit, 2... Bias circuit, 3
...Comparator, 4...Switch circuit, 5
...Transistor, 6...Resistor, 21...Switching transistor, 22...Starting resistor, 23...
...Resistance, 24...Capacitor, 25.
...Control circuit, 26...Transformer, 27...
・Diode, 28...Smoothing capacitor, 3
1.32, 42.43...Resistance, 33, 34.35.36.37.38.39.40...
・Transistor, 41...diode.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流入力電圧に接続され、その出力を一定に保つ
定電圧回路と、 該定電圧回路に接続されたバイアス回路と、前記定電圧
回路の出力を基準としてDC−DCコンバータの直流出
力電圧を一定に保つコンパレータと、 抵抗を通じてベースが前記定電圧回路に接続されて外部
のスイッチングトランジスタのベース電流をシンクする
トランジスタと、 前記バイアス回路と接続され前記バイアス回路の動作と
共に前記スイッチングトランジスタへ起動電流を供給す
るスイッチ回路とから構成されたことを特徴とする自励
発振式DC−DCコンバータの制御回路。
(1) A constant voltage circuit connected to the DC input voltage and keeping its output constant; a bias circuit connected to the constant voltage circuit; and a DC output voltage of the DC-DC converter based on the output of the constant voltage circuit. a transistor whose base is connected to the constant voltage circuit through a resistor to sink the base current of an external switching transistor; and a transistor which is connected to the bias circuit and supplies a starting current to the switching transistor as the bias circuit operates. 1. A control circuit for a self-oscillating DC-DC converter, comprising a switch circuit that supplies
(2)前記定電圧回路と、前記バイアス回路と、前記コ
ンパレータと、前記トランジスタと、前記スイッチ回路
とを同一半導体基板上に形成したことを特徴とする請求
項1記載の自励発振式DC−DCコンバータの制御回路
(2) The self-oscillating DC-type according to claim 1, wherein the constant voltage circuit, the bias circuit, the comparator, the transistor, and the switch circuit are formed on the same semiconductor substrate. DC converter control circuit.
JP331390A 1990-01-12 1990-01-12 Control circuit for self-oscillation dc/dc converter Pending JPH03212161A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8684639B2 (en) 2005-12-21 2014-04-01 Airbus Deutschland Gmbh Device for limiting the advance during a drilling operation

Cited By (1)

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US8684639B2 (en) 2005-12-21 2014-04-01 Airbus Deutschland Gmbh Device for limiting the advance during a drilling operation

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