KR100523891B1 - Curcuit for detecting battery - Google Patents
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Abstract
본 발명의 배터리 탈착 감지 회로는, 마이컴에 의해 구현되는 충전 알고리즘을 사용하지 않고, 수동 소자를 이용한 논리 회로에 의하여 간단하게 배터리의 탈착을 감지하는 동시에, 소요 비용을 줄일 수 있는 배터리 탈착 감지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The battery detachment detecting circuit of the present invention does not use a charging algorithm implemented by a microcomputer, but a battery detachment detecting circuit which can easily detect detachment of a battery by a logic circuit using a passive element and at the same time reduce the required cost. The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 감지 전압 단자를 구비한 배터리부; 상기 감지 전압 단자에 대응하는 감지 단자를 구비하고, 상기 감지 단자에 걸린 전압과 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 상이한 논리 단계의 제어 신호를 생성하는 감지부; 및 상기 제어 신호를 입력받고, 상기 제어 신호에 따라 전원을 충전 전원으로서 도통시키거나 차단하는 충전 제어부를 포함한다.The present invention to achieve the above object, the battery unit having a sensing voltage terminal; A sensing unit having a sensing terminal corresponding to the sensing voltage terminal, comparing a voltage applied to the sensing terminal with a reference voltage, and generating a control signal having a different logic level according to a comparison result; And a charging control unit which receives the control signal and conducts or blocks power as charging power according to the control signal.
Description
본 발명은 배터리 탈착 감지 회로에 관한 것으로, 특히, 논리 회로를 이용하여 수동 소자만으로도 배터리 탈착 감지가 가능한 배터리 탈착 감지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a battery detachment detecting circuit, and more particularly, to a battery detachment detecting circuit capable of detecting a battery detachment using only a passive element using a logic circuit.
일반적으로 휴대폰에 공급되는 전원으로는 여러 번에 걸쳐서 충전하여 사용할 수 있는 배터리(예, 리튬 배터리)가 널리 사용되고 있으며, 휴대폰 사용자는 충전기를 구비하여 방전된 배터리를 재충전하여 사용한다.In general, a battery (eg, a lithium battery) that can be charged and used several times is widely used as a power supply to a mobile phone, and a mobile phone user includes a charger to recharge a discharged battery.
도 1은 일반적인 휴대폰용 충전기의 개략 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a general mobile phone charger.
도 1에 도시된 바와 같이, 휴대폰용 배터리 충전기(102)는 전후방에 배터리(103)를 창착하여 전원을 공급함으로서 방전된 배터리(103)가 충전되도록 구성된다.As shown in FIG. 1, the battery charger 102 for a mobile phone is configured to charge the discharged battery 103 by installing power in front and rear of the battery 103.
또한, 충전기(102)에는 배터리(103)의 충전 상태를 나타내는 충전표시등(104)과 배터리(103)에 따라 상기 표시등(104)을 점멸시키는 회로가 내장되어 있어서, 충전중일 경우에는 예를 들어 적색등이 점등되고 충전이 완료된 때에는 녹색등이 점등되도록 하고 있다.In addition, the charger 102 has a built-in charge indicator 104 indicating the state of charge of the battery 103 and a circuit for blinking the indicator 104 in accordance with the battery 103, so that the case of charging For example, the red light is turned on and the green light is turned on when the charging is completed.
그리고, 상기 충전기(102)의 내부에는 배터리 ID 및 온도감지등 20가지 이상의 감지 기능을 갖춤과 동시에 소프트웨어적 제어 작동을 하는 마이컴 칩(MICOM CHIP)이 내장되어, 배터리 탈착 시 각각의 핀에서의 전압 변동을 마이컴이 감지하고 충전 알고리즘을 구현함으로써 충전 상태를 제어하게 된다.In addition, the charger 102 has a microcomputer chip (MICOM CHIP) having a software control operation at the same time as having more than 20 sensing functions such as battery ID and temperature sensing, and a voltage at each pin when the battery is detached. The microcomputer detects the change and implements a charging algorithm to control the charging state.
그러나, 상술한 종래의 기술에 의하면, 마이컴을 사용하여 배터리의 탈착을 감지하므로, 소요 비용이 높을 뿐 아니라 복잡한 충전 알고리즘으로 구현되어 충전기 개발이 어려운 문제점이 있다.However, according to the conventional technology described above, since the detection of the detachment of the battery using a microcomputer, not only the required cost is high, but also a complicated charging algorithm is implemented, which makes it difficult to develop a charger.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 마이컴에 의해 구현되는 충전 알고리즘을 사용하지 않고, 수동 소자를 이용한 논리 회로에 의하여 간단하게 배터리의 탈착을 감지하는 동시에, 소요 비용을 줄일 수 있는 배터리 탈착 감지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention does not use a charging algorithm implemented by a microcomputer, and easily detects the detachment of a battery by a logic circuit using a passive element, and at the same time, removes and removes a battery. The purpose is to provide a sensing circuit.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리 탈착 감지 회로는, 감지 전압 단자를 구비한 배터리부; 상기 감지 전압 단자에 대응하는 감지 단자를 구비하고, 상기 감지 단자에 걸린 전압과 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 상이한 논리 단계의 제어 신호를 생성하는 감지부; 및 상기 제어 신호를 입력받고, 상기 제어 신호에 따라 전원을 충전 전원으로서 도통시키거나 차단하는 충전 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the battery detachment detecting circuit of the present invention includes a battery unit having a sensing voltage terminal; A sensing unit having a sensing terminal corresponding to the sensing voltage terminal, comparing a voltage applied to the sensing terminal with a reference voltage, and generating a control signal having a different logic level according to a comparison result; And a charging control unit which receives the control signal and conducts or blocks power as charging power according to the control signal.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 배터리 탈착 감지 회로는, 배터리부(210), 감지부(220) 및 충전 제어부(230)를 포함한다.First, FIG. 2 is a block diagram illustrating a battery detachment detecting circuit according to an embodiment of the present invention. The battery detachment detecting circuit of the present invention includes a battery unit 210, a sensing unit 220, and a charging control unit 230. It includes.
배터리부(210)는, 전원을 충전하고, 충전된 전원을 단말기에 공급하며, 감지 전압 단자(BAT_B+)를 구비하여 후술하는 감지부(220)에 연결된다.The battery unit 210 charges the power, supplies the charged power to the terminal, and has a sensing voltage terminal BAT_B +, and is connected to the sensing unit 220 described later.
또한, 감지부(220)는, 상기 배터리부(210)의 상기 감지 전압 단자(BAT_B+)에 대응하는 감지 단자(BAT_B+)를 구비하고, 상기 감지 단자에 걸린 전압과 기준 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 상이한 논리 단계의 제어 신호(CONTROL)를 생성하고, 상기 제어 신호를 후술하는 충전 제어부(230)로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제어 신호(CONTROL)는, 상기 감지 단자에 걸린 전압이 상기 기준 전압보다 높은 경우에는 제1 논리 단계(Low)가 되고, 상기 감지 단자에 걸린 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 경우에는 제2 논리 단계(High)가 될 수 있다.In addition, the sensing unit 220 includes a sensing terminal BAT_B + corresponding to the sensing voltage terminal BAT_B + of the battery unit 210, compares the voltage applied to the sensing terminal with a reference voltage, and compares the result. The control signal (CONTROL) of the different logic stages according to the operation, and outputs the control signal to the charging control unit 230 to be described later. Here, the control signal CONTROL is a first logic step Low when the voltage across the sensing terminal is higher than the reference voltage, and when the voltage across the sensing terminal is lower than the reference voltage. Logic level (High) can be.
한편, 충전 제어부(230)는, 상기 감지부(220)로부터 상기 제어 신호(CONTROL)를 입력받고, 상기 제어 신호(CONTROL)에 따라 전원을 충전 전원(CHG_B+)으로서 도통시키거나 차단하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제어 신호(CONTROL)가 제1 논리 단계(Low)인 경우에는 전원이 차단되고, 제2 논리 단계(High)인 경우에는 전원이 도통될 수 있다.Meanwhile, the charging controller 230 receives the control signal CONTROL from the sensing unit 220, and acts to block or turn off the power as the charging power CHG_B + according to the control signal CONTROL. . In this case, when the control signal CONTROL is the first logic level Low, the power may be cut off, and in the second logic level High, the power may be turned on.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로 내에 장착된 감지부(220)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.3 is a circuit diagram illustrating a sensing unit 220 mounted in a battery detachment detecting circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
제1 저항(R10)은, 제1 단자가 고정 전압(+5V)에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.The first resistor R10 serves to provide a resistance value by connecting the first terminal to a fixed voltage (+ 5V).
또한, 제2 저항(R11)은, 제1 단자는 고정 전압(+5V)에 연결되고, 제2 단자는 상기 감지 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, the second resistor (R11), the first terminal is connected to a fixed voltage (+ 5V), the second terminal is connected to the sensing terminal serves to provide a resistance value.
한편, 제3 저항(R13)은, 제1 단자는 상기 제1 저항(R10)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 접지되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.Meanwhile, in the third resistor R13, a first terminal is connected to the second terminal of the first resistor R10, and the second terminal is grounded to provide a resistance value.
또한, 제4 저항(R14)은, 제1 단자는 상기 제2 저항(R11)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 후술하는 증폭기(U4B)의 반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, a fourth resistor (R14), a first terminal is connected to the second terminal of the second resistor (R11), the second terminal is connected to the inverting terminal of the amplifier (U4B) described later to provide a resistance value Play a role.
한편, 제5 저항(R15)은, 제1 단자는 상기 제3 저항(R13)의 제1 단자에 연결되고, 제2 단자는 후술하는 증폭기(U4B)의 비반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.On the other hand, the fifth resistor (R15), the first terminal is connected to the first terminal of the third resistor (R13), the second terminal is connected to the non-inverting terminal of the amplifier (U4B) described later to provide a resistance value It plays a role.
또한, 제1 캐패시터(C10)는, 제1 단자는 상기 제4 저항(R14)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자는 접지되어 캐패시턴스를 제공하는 역할을 한다.In addition, in the first capacitor C10, a first terminal is connected to the second terminal of the fourth resistor R14, and the second terminal is grounded to provide capacitance.
한편, 증폭기(U4B)는, 상기 감지 단자에 걸린 전압에 의하여 형성된 전압을 반전 단자로 입력받고, 상기 고정 전압에 의하여 형성된 상기 기준 전압을 비반전 단자로 입력받으며, 상기 반전 단자의 입력값과 상기 비반전 단자의 입력값을 비교함으로써 상기 제어 신호를 생성하여 출력하는 역할을 한다.On the other hand, the amplifier (U4B), the voltage formed by the voltage across the sensing terminal is input to the inverting terminal, the reference voltage formed by the fixed voltage is input to the non-inverting terminal, the input value of the inverting terminal and the By comparing the input value of the non-inverting terminal serves to generate and output the control signal.
또한, 제6 저항(R16)은, 제1 단자는 상기 증폭기(U4B)의 비반전 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 증폭기(U4B)의 반전 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, the sixth resistor (R16), the first terminal is connected to the non-inverting terminal of the amplifier (U4B), the second terminal is connected to the inverting terminal of the amplifier (U4B) serves to provide a resistance value. .
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로 내에 장착된 충전 제어부(230)를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.4 is a circuit diagram illustrating a charging control unit 230 mounted in a battery detachment detecting circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
트랜스포머(T1)는, 전원 전압을 인가받아 충전용 전압으로 변환하는 역할을 한다.The transformer T1 receives a power supply voltage and converts the voltage into a charging voltage.
또한, 제1 다이오드(D3)는, 양극이 상기 트랜스포머(T1)에 연결되어 상기 충전용 전압을 한방향으로 도통시키는 역할을 한다.In addition, the first diode D3 has a positive electrode connected to the transformer T1 to serve to conduct the charging voltage in one direction.
한편, 제2 캐패시터(C1)는, 제1 단자가 상기 제1 다이오드(D3)의 음극에 연결되고, 제2 단자가 접지되어 캐패시턴스를 제공하는 역할을 한다.Meanwhile, in the second capacitor C1, a first terminal is connected to the cathode of the first diode D3, and the second terminal is grounded to provide a capacitance.
또한, 제1 코일(L1)은, 제1 단자가 상기 제2 캐패시터(C1)의 제1 단자에 연결되어 인덕턴스를 제공하는 역할을 한다.In addition, the first coil (L1), the first terminal is connected to the first terminal of the second capacitor (C1) serves to provide inductance.
한편, 제3 캐패시터(C2)는, 제1 단자가 상기 제1 코일(L1)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자가 접지되어 캐패시턴스를 제공하는 역할을 한다.Meanwhile, in the third capacitor C2, a first terminal is connected to the second terminal of the first coil L1, and the second terminal is grounded to provide a capacitance.
또한, 제7 저항(R5)은, 제1 단자는 상기 고정 전압(+5V)에 연결되고, 제2 단자는 상기 제어 신호의 입력 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, a seventh resistor (R5), the first terminal is connected to the fixed voltage (+ 5V), the second terminal is connected to the input terminal of the control signal serves to provide a resistance value.
한편, 제8 저항(R4)은, 제1 단자가 상기 제어 신호의 입력 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.On the other hand, the eighth resistor (R4), the first terminal is connected to the input terminal of the control signal serves to provide a resistance value.
또한, 제4 캐패시터(C3)는, 제1 단자가 제8 저항(R4)의 제2 단자에 연결되고, 제2 단자가 접지되어 캐패시턴스를 제공하는 역할을 한다.In addition, in the fourth capacitor C3, the first terminal is connected to the second terminal of the eighth resistor R4, and the second terminal is grounded to provide capacitance.
한편, NPN 트랜지스터(Q3)는, 에미터 단자가 접지되고, 베이스 단자는 상기 제4 캐패시터(C3)의 제1 단자에 연결되어 스위칭 기능을 수행하는 역할을 한다.Meanwhile, in the NPN transistor Q3, the emitter terminal is grounded and the base terminal is connected to the first terminal of the fourth capacitor C3 to perform a switching function.
또한, 제9 저항(R2)은, 제1 단자가 상기 제1 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, the ninth resistor R2 serves to provide a resistance value by connecting a first terminal to the collector terminal of the first transistor Q3.
한편, PNP 트랜지스터(Q1)는, 베이스 단자는 상기 제9 저항(R2)의 제2 단자에 연결되고, 에미터 단자는 상기 제3 캐패시터(C2)의 제1 단자에 연결되어, 상기 제어 신호에 따라 베이스 단자에 걸리는 전압에 의해 상기 충전용 전압을 도통/차단시키는 역할을 한다.Meanwhile, the PNP transistor Q1 has a base terminal connected to the second terminal of the ninth resistor R2, and an emitter terminal connected to the first terminal of the third capacitor C2 to control the signal. Accordingly, the charging voltage is conducted / blocked by the voltage applied to the base terminal.
또한, 제10 저항(R1)은, 제1 단자는 상기 PNP 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 PNP 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 연결되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.In addition, the tenth resistor (R1), the first terminal is connected to the emitter terminal of the PNP transistor Q1, the second terminal is connected to the base terminal of the PNP transistor Q1 serves to provide a resistance value Do it.
한편, 제2 다이오드(D1)는, 양극이 상기 PNP 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자에 연결되어 상기 충전용 전압을 한방향으로 도통시키는 역할을 한다.On the other hand, the second diode (D1), the anode is connected to the collector terminal of the PNP transistor Q1 serves to conduct the charging voltage in one direction.
또한, 제5 캐패시터(C4)는, 제1 단자는 상기 제2 다이오드(D1)의 음극에 연결되고, 제2 단자는 접지되어 캐패시턴스를 제공하는 역할을 한다.In addition, the fifth capacitor C4 has a first terminal connected to the cathode of the second diode D1 and a second terminal grounded to provide a capacitance.
한편, 제11 저항(R3)은, 제1 단자는 상기 제5 캐패시터(C4)의 제1 단자에 연결되어 충전 전원(CHG_B+) 출력 단자를 형성하고, 제2 단자는 접지되어 저항값을 제공하는 역할을 한다.Meanwhile, the eleventh resistor R3 has a first terminal connected to the first terminal of the fifth capacitor C4 to form a charging power supply CHG_B + output terminal, and the second terminal is grounded to provide a resistance value. Play a role.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로의 동작을 나타낸 동작흐름도로서, 이를 참조하여 상술한 본 발명의 배터리 탈착 감지 회로의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a battery detachment detecting circuit according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the operation of the battery detachment detecting circuit according to the present invention will be described as follows.
먼저, 증폭기(U4B)의 비반전 단자에는 배터리의 이상 유무 및 탈착 여부를 감지하기 위한 기준 전압(예를 들면, 4.35V)이 설정되어 있고, 증폭기(U4B)의 반전 단자에는 배터리의 상태를 감지하는 신호가 입력된다. 이러한 신호에 의하여 배터리 탈착 및 배터리의 과전압 인가를 감지하며, 증폭기(U4B)의 출력 신호에 의하여 제어 신호(control)가 생성되어 충전 제어부(230) 내에 장착된 PNP 트랜지스터(Q1)를 턴온/오프시킴으로써 충전 시작/정지를 수행한다.First, a reference voltage (for example, 4.35 V) is set at the non-inverting terminal of the amplifier U4B to detect whether the battery is abnormal or not, and a state of the battery is detected at the inverting terminal of the amplifier U4B. Signal is input. By detecting the battery detachment and the overvoltage application of the battery by this signal, a control signal (control) is generated by the output signal of the amplifier (U4B) to turn on / off the PNP transistor (Q1) mounted in the charging control unit 230 Perform charging start / stop.
배터리의 탈착 감지(S501)에 있어서는, 배터리가 장착되어 있지 않은 경우에 증폭기(U4B)의 반전 입력이 풀-업 저항인 제2 저항(R11)에 의하여 5V의 전압이 설정되고, 증폭기(U4B)의 비반전 입력과 비교되어(S502) 제1 논리 단계(Low)인 제어 신호를 생성하게 된다. 이러한 제어 신호에 의하여 PNP 트랜지스터(Q1)가 턴오프되어 충전 정지 상태가 된다(S504). 한편, 배터리가 장착되어 있지 않은 경우에 증폭기(U4B)의 반전 입력이 풀-업 저항인 제2 저항(R11)에 의하여 설정되어 있던 전압이 배터리의 임피던스에 의하여 강하되고, 증폭기(U4B)의 비반전 입력과 비교되어(S502) 제2 논리 단계(High)인 제어 신호를 생성하게 된다. 이러한 제어 신호에 의하여 PNP 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 충전을 시작한다(S503).In the detachment detection (S501) of the battery, when the battery is not mounted, a voltage of 5 V is set by the second resistor R11, whose inverting input of the amplifier U4B is a pull-up resistor, and the amplifier U4B. Compared to the non-inverting input of (S502) to generate a control signal of the first logic step (Low). In response to the control signal, the PNP transistor Q1 is turned off to be in the charge stop state (S504). On the other hand, when the battery is not mounted, the voltage set by the second resistor R11, which is the pull-up resistor, of the inverting input of the amplifier U4B drops by the impedance of the battery, and the ratio of the amplifier U4B Compared to the inverting input (S502) to generate a control signal of the second logic step (High). In response to the control signal, the PNP transistor Q1 is turned on to start charging (S503).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawings shown.
본 발명은 마이컴에 의해 구현되는 충전 알고리즘을 사용하지 않고, 수동 소자를 이용한 논리 회로에 의하여 간단하게 배터리의 탈착을 감지하는 동시에, 소요 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage that it is possible to simply detect the detachment of the battery by a logic circuit using a passive element without using a charging algorithm implemented by the microcomputer, and to reduce the required cost.
도 1은 일반적인 휴대폰용 충전기의 개략 사시도,1 is a schematic perspective view of a charger for a general mobile phone,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로를 나타낸 블록도,2 is a block diagram showing a battery detachment detecting circuit according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로 내에 장착된 감지부를 나타낸 회로도,3 is a circuit diagram illustrating a sensing unit mounted in a battery detachment detecting circuit according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로 내에 장착된 충전 제어부를 나타낸 회로도,4 is a circuit diagram illustrating a charging control unit mounted in a battery detachment detecting circuit according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 탈착 감지 회로의 동작을 나타낸 동작흐름도.5 is a flowchart illustrating an operation of a battery detachment detecting circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
210 : 배터리부 220 : 감지부210: battery unit 220: detection unit
230 : 충전 제어부230: charge control unit
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2003
- 2003-02-28 KR KR10-2003-0012847A patent/KR100523891B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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