隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電以及超導(dǎo)儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象，針對隔離升壓型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關(guān)問題和輸入電感磁復(fù)位問題等進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，解決了這一類拓?fù)渌灿屑夹g(shù)問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓?fù)渥澹治霰容^了各種拓?fù)涞奶攸c(diǎn)，確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進(jìn)行了詳細(xì)的穩(wěn)態(tài)分析和小信號建模分析，為其分析、設(shè)計和搭建實(shí)驗(yàn)平臺提供了電路理論基礎(chǔ)。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數(shù)字化軟起動方案，該方案對主電路進(jìn)行了改造，利用DSP能靈活產(chǎn)生PWM波的特點(diǎn)采用了新的控制策略，成功實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰的原因，采用了有源箝位的方法，有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略，提出了一種控制型軟PWM方法，在不增加主電路元器件的基礎(chǔ)上，通過控制PWM的發(fā)生方法，實(shí)現(xiàn)了有源箝位功率開關(guān)管和橋臂功率開關(guān)管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復(fù)位問題。在正常停機(jī)時提出了一種數(shù)字化軟停止的方法，控制變換器由Boost工作狀態(tài)逐漸過渡到Buck工作狀態(tài)，讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉，最后停止工作。對于故障保護(hù)停機(jī)，采用了繞組磁復(fù)位的方法，把輸入電感設(shè)計成反激式變換器形式，突然停機(jī)時，電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端，這樣保護(hù)了變換器不會損壞。 給出了主電路關(guān)鍵器件參數(shù)的設(shè)計方法，設(shè)計了以DSP-TMS320F2407為核心的數(shù)字控制單元，編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW，輸入電壓直流24V，輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析和仿真結(jié)果。 本文立足于IBFBC的關(guān)鍵技術(shù)要求，并充分考慮工程應(yīng)用中的實(shí)際因素，進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，為實(shí)際系統(tǒng)方案設(shè)計提供理論依據(jù)，并已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的電力電子裝置被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，給電網(wǎng)注入了不可忽視的無功以及諧波電流。 本文首先介紹了諧波的概念和諧波的危害，闡述了諧波問題研究的必要性和緊迫性，并對諧波抑制的方法作了簡單的介紹。并在此基礎(chǔ)上，通過對有源濾波器和無源濾波器各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及有源濾波器裝置的結(jié)構(gòu)、原理的分析，提出了基于DSP控制器的三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器裝置的設(shè)計方案。 并聯(lián)有源電力濾波器主電路設(shè)計是核心環(huán)節(jié)之一。本文在三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過對采用空間矢量調(diào)制的有源電力濾波器的工作過程的研究和分析，揭示了主電路各參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)的要求推導(dǎo)出并聯(lián)APF輸出電感的估算公式。基于對電流跟蹤誤差矢量的度量，推導(dǎo)出直流側(cè)電容電壓臨界值表達(dá)式。詳細(xì)介紹了輸出濾波器參數(shù)的設(shè)計方法。 實(shí)時、高精度的諧波檢測是有源電力濾波器的重要部分。本文詳細(xì)地介紹了瞬時無功功率理論，選擇檢測負(fù)載電流的方式以提取諧波。提出了用滑窗迭代作為低通濾波的數(shù)字算法，以快速分離負(fù)載電流中的基波分量得到諧波指令。以全數(shù)字控制為重點(diǎn)，對電流環(huán)的數(shù)字控制方式，包括數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計做出了比較詳細(xì)的分析。 本文用MATLAB/SIMULINK中的電力系統(tǒng)模塊對有源電力濾波器進(jìn)行了動態(tài)仿真研究。仿真結(jié)果表明這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對電力系統(tǒng)中的諧波抑制具有較好的效果。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于TMS320LF2407A控制的并聯(lián)型電力有源濾波器，對其控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對并聯(lián)型電力有源濾波器進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，微控制器和數(shù)字信號處理器的性價比不斷提高，數(shù)字控制技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中功率高頻開關(guān)電源。相對于傳統(tǒng)模擬控制方式，數(shù)字控制方式具有電源設(shè)計靈活、外圍控制電路少、可采用較先進(jìn)的控制算法、具有較高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐步成為現(xiàn)代通訊設(shè)備的新型基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。針對傳統(tǒng)開關(guān)電源中損耗較大、超調(diào)量較大、動態(tài)性能較差等問題，本文采用基于DSP的全橋軟開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全橋軟開關(guān)移相控制技術(shù)由智能DSP系統(tǒng)完成，采樣信號采用差分傳輸，控制算法采用模糊自適應(yīng)PID算法，產(chǎn)生數(shù)字PWM波配合驅(qū)動電路控制全橋開關(guān)的通斷。在輸入端應(yīng)用平均電流控制法的有源功率因數(shù)校正，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，從而使功率因數(shù)接近1。最后通過Matlab仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制算法比傳統(tǒng)PID控制算法在超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間，動態(tài)特性等性能上具有優(yōu)越性。 論文以高頻開關(guān)電源的設(shè)計為主線，在詳細(xì)分析各部分電路原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的主電路設(shè)計、輔助電路設(shè)計、控制電路設(shè)計、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了高頻變壓器的設(shè)計及模糊自適應(yīng)PID控制器的實(shí)現(xiàn)。并將輔助電源及控制電路制成電路板，以及在此電路板基礎(chǔ)上進(jìn)行各波形分析并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
上傳時間： 2013-04-24
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當(dāng)今世界，環(huán)境污染嚴(yán)重，能源出現(xiàn)危機(jī)，機(jī)動車輛排氣污染已占城市大氣污染的很大比重，電動汽車作為無污染交通工具，在市場上具有很大的優(yōu)越性。而電動汽車充電技術(shù)也在不斷發(fā)展，不斷優(yōu)化。奧運(yùn)臨近，我國為把2008年北京奧運(yùn)會辦成真正的綠色奧運(yùn)，將在奧運(yùn)村及北京很多范圍內(nèi)使用電動汽車。本論文針對2008北京奧運(yùn)會用電動汽車，對其充電電源進(jìn)行了系統(tǒng)的研究設(shè)計。本文提出了以零電壓零電流(ZVZCS)全橋軟開關(guān)變換器為主拓?fù)涞某潆婋娫聪到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了較高功率因數(shù)與高效率的充電設(shè)備。文中首先總結(jié)了電動汽車充電電源的研究現(xiàn)狀和充電控制策略，進(jìn)行了多種全橋軟開關(guān)拓?fù)浔容^，最終選擇采用副邊簡單輔助電路的ZVZCS變換器拓?fù)洌撏負(fù)涫褂靡粋€電容和兩個二極管構(gòu)成副邊輔助電路，無需有損元件和有源開關(guān)器件，輔助電路構(gòu)成簡單，控制方法簡單，能很好的實(shí)現(xiàn)主開關(guān)器件的ZVZCS，也能嵌位副邊整流電壓。以可靠性為大前提，對充電電源進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計。另外，本文針對輕載情況下，超前臂不能實(shí)現(xiàn)零電壓開通的問題，對變換器進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了全負(fù)載范圍的軟開關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該拓?fù)鋺?yīng)用于電動汽車充電電源的可行性。
標(biāo)簽： 軟開關(guān) 全橋變換器 電動汽車充電
上傳時間： 2013-07-13
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隨著電信業(yè)的迅猛發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜先進(jìn)。作為通訊支撐系統(tǒng)的通訊用基礎(chǔ)電源系統(tǒng)，市場需求逐年增加，其動力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網(wǎng)絡(luò)高效、安全、有序的正常運(yùn)行，對通信電源系統(tǒng)的品質(zhì)提出了越來越嚴(yán)格的要求，推動了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展。 本文在廣泛了解通信電源的行業(yè)現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入研究了開關(guān)電源的基本原理及相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)分析了開關(guān)電源功率因數(shù)技術(shù)及移相全橋軟開關(guān)PWM技術(shù)的基本原理，并在這基礎(chǔ)上設(shè)計了一款通信機(jī)房常用的48V/25A的通信電源模塊，該電源模塊由功率因數(shù)校正和DC/DC變換兩級電路組成，采用了一些最新的技術(shù)來提高電源的性能。例如，在電路拓?fù)渲幸胲涢_關(guān)技術(shù)，通過采用移相全橋軟開關(guān)PWM變換器實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通，減小功率器件損耗，提高電源效率；采用高性能的DSP芯片對電源實(shí)現(xiàn)數(shù)字PWM控制，克服了一般單芯片控制器由于運(yùn)行頻率有限，無法產(chǎn)生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無法完成單周期控制的缺陷；引入了智能控制技術(shù)，以模糊自適應(yīng)PID控制算法取代傳統(tǒng)的PID算法，提高了開關(guān)電源的動態(tài)性能。 整篇論文以電源設(shè)計為主線，在詳細(xì)分析電路原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的主電路參數(shù)設(shè)計、輔助電路設(shè)計、控制回路設(shè)計、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。
上傳時間： 2013-05-26
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隨著對電能應(yīng)用高效率的要求，基于電力電子技術(shù)的非線性負(fù)載等開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍，這些開關(guān)設(shè)備造成的諧波成分對電網(wǎng)的污染也越來越嚴(yán)重。這些諧波會影響其它電氣設(shè)備的正常工作，危及電網(wǎng)安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項(xiàng)目方案的論證階段，為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設(shè)計和仿真驗(yàn)證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網(wǎng)相連的并聯(lián)電力有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)而分析了這種主電路結(jié)構(gòu)在大容量和低開關(guān)頻率場合對開關(guān)紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制，選取全狀態(tài)反饋來達(dá)到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網(wǎng)處理為擾動輸入，對LCL主電路在靜止abc坐標(biāo)系中進(jìn)行了建模，然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點(diǎn)設(shè)計了控制系統(tǒng)。為消除電網(wǎng)這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響，引入了電壓前饋，并從理論上推導(dǎo)了前饋的具體關(guān)系式。之后引入了觀測器，并把對電網(wǎng)輸入的建模考慮進(jìn)了觀測器，消除了電網(wǎng)輸入對狀態(tài)估計和補(bǔ)償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實(shí)際安裝時，電網(wǎng)進(jìn)線和變壓器的電感是不確定的，其會加在LCL的網(wǎng)側(cè)電感上，從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產(chǎn)生偏差，因此文章研究了所設(shè)計的控制器對LCL網(wǎng)側(cè)電感變化的適應(yīng)性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設(shè)計了重復(fù)控制器。 最后，基于設(shè)計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娏τ性礊V波器系統(tǒng)模型，進(jìn)行了仿真；并對動靜態(tài)性能進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了設(shè)計和理論分析的正確性。
上傳時間： 2013-06-20
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LED顯示屏作為一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視，它以其動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面，且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善，LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng)，提出了一個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，整個系統(tǒng)分三部分組成：DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù)，經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素數(shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存，經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流，經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存，再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后，從多方面論述了該方案的可行性，仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能，可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn)，不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求，而且增加了設(shè)計的靈活性，不需修改電路硬件設(shè)計，縮短了設(shè)計周期，還可以進(jìn)行在線升級。
上傳時間： 2013-04-24
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直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)采用全數(shù)字的合成方法，所產(chǎn)生的信號具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續(xù)、輸出相位噪聲低和可以產(chǎn)生任意波形等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文研究的是一種基于DDS/FPGA的多波形信號源系統(tǒng)，其中，DDS技術(shù)是其核心技術(shù)。DDS可以精確地控制合成信號的三個參量：幅度、相位以及頻率，因此利用DDS技術(shù)可以合成任意波形。但因其數(shù)字化合成的固有特點(diǎn)，使其輸出信號中存在大量雜散信號。雜散信號的主要來源是：相位截斷帶來的雜散信號；幅度量化帶來的雜散信號；DAC的非線性特性帶來的雜散信號。這些雜散信號嚴(yán)重影響了合成信號的頻譜純度。因此抑制這些雜散信號是提高合成信號譜質(zhì)的關(guān)鍵。 本文在研究各種抑制DDS雜散技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了中和加擾技術(shù)，這可以在很大程度上減小雜散對DDS輸出信號譜質(zhì)的影響。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片，其超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力十分適合應(yīng)用于DDS多波形信號源的開發(fā)。在QuartusⅡ平臺下運(yùn)用Verilog HDL語言和原理圖設(shè)計可以很方便地應(yīng)用各種抑制雜散信號的方法來提高輸出信號的譜質(zhì)。 結(jié)合高速DDS技術(shù)和FPGA兩者的優(yōu)點(diǎn)，本文設(shè)計了一種基于DDS/FPGA的多波形信號源，它能完成正弦波、余弦波、三角波、鋸齒波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多種信號。使得所設(shè)計的信號源可以適應(yīng)多種不同的工作環(huán)境，給工作帶了方便。
上傳時間： 2013-07-27
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LED顯示屏作為一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視，它以其動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面，且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善，LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng)，提出了一個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，整個系統(tǒng)分三部分組成：DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù)，經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素數(shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存，經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流，經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存，再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后，從多方面論述了該方案的可行性，仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能，可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn)，不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求，而且增加了設(shè)計的靈活性，不需修改電路硬件設(shè)計，縮短了設(shè)計周期，還可以進(jìn)行在線升級。
上傳時間： 2013-06-22
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由于各種非線性電力電子裝置的和功率開關(guān)器件的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了諧波。隨著對電能質(zhì)量要求的不斷提高，各種治理諧波的電力電子裝置就產(chǎn)生了。諧波治理的方法主要有無源濾波技術(shù)和有源電力濾波器技術(shù)。傳統(tǒng)的方法采用LC 無源濾波器，與無源濾波器相比有源電力濾波器具有很大的優(yōu)越性，因此越來越多的應(yīng)用到治理諧波污染中。隨著以DSP 和FPGA 的高速發(fā)展，以全數(shù)字化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的有源電力濾波器必將更多的應(yīng)用到諧波裝置中去。本文深入分析了諧波治理的研究背景意義和有源濾波器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。介紹了有源濾波器的基本的工作原理；分類；諧波的檢測方法和控制策略，在各個方法的比較上選用基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法對諧波電流進(jìn)行了檢測。并提出了一種基于 DSP 及FPGA 控制的有源電力濾波器的設(shè)計方案，重點(diǎn)研究了三相并聯(lián)型有源濾波器的控制系統(tǒng)及硬件設(shè)計。本文還對系統(tǒng)的功率器件進(jìn)行了分析并選用IGBT 作為其開關(guān)器件。設(shè)計了IGBT 驅(qū)動及保護(hù)電路，利用理論分析和仿真結(jié)果設(shè)定了系統(tǒng)直流側(cè)電容和輸出電感的參數(shù)。對整個系統(tǒng)進(jìn)行了Simulink 仿真實(shí)驗(yàn)，選用DSP 和和FPGA 作為核心處理芯片，DSP 用來采集數(shù)據(jù)并檢測諧波，F(xiàn)PGA 用來實(shí)現(xiàn)PWM 脈沖的輸出。設(shè)計并調(diào)試出非線性負(fù)載，傳感器采集，電流電壓調(diào)理電路，主電路，過零檢測電路，IGBT 的驅(qū)動及吸收緩沖電路。并在此基礎(chǔ)上搭建出了試驗(yàn)平臺。給出了DSP 及FPGA 的軟件設(shè)計思想和流程。
標(biāo)簽： FPGA 有源濾波器 硬件設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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