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KR101462730B1 - 충전 장치 및 무선 충전 장치 - Google Patents

충전 장치 및 무선 충전 장치 Download PDF

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KR101462730B1
KR101462730B1 KR1020120129379A KR20120129379A KR101462730B1 KR 101462730 B1 KR101462730 B1 KR 101462730B1 KR 1020120129379 A KR1020120129379 A KR 1020120129379A KR 20120129379 A KR20120129379 A KR 20120129379A KR 101462730 B1 KR101462730 B1 KR 101462730B1
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한창목
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성재석
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 단색의 표시 장치로 완충된 기기의 재충전시 완충 표시가 용이한 충전 장치 및 무선 충전 장치에 관한 것으로, 충전 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터의 충전 전원을 외부의 충전 대상 기기에 전달하는 충전부; 상기 충전부의 충전 상태를 제어하는 충전 제어부; 상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전 상태를 표시하며 상기 충전 대상 기기가 완충 상태면 표시 동작을 중단하는 표시부; 및 상기 충전 대상 기기의 재충전시 완충 상태면 사전에 설정된 시간 동안 표시부의 표시 동작 중단을 지연시키는 지연부를 포함하는 충전 장치 및 무선 충전 장치를 제안한다.

Description

충전 장치 및 무선 충전 장치{CHARGING APPARATUS AND WIRELESS CHARGING APPARATUS}
본 발명은 충전 표시가 용이한 충전 장치 및 무선 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 장치를 구동시키기 위해서는 동작에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급 장치가 필수적으로 필요하다.
이러한 전원 공급 장치는 대개 상용 교류 전원을 직류 전원인 구동 전원으로 변환하여 전자 장치에 공급해줄 수 있다.
상술한 바와 같이, 전원을 충전하여 전자 장치에 해당하는 구동 전원을 공급하는 충전지가 채용되는 경우, 충전지에 전원을 공급하기 위해 충전 장치가 채용될 수 있다.
이러한 충전 장치는 커넥터 등으로 전자 장치에 직접 연결되어 전자 장치에 내장된 충전지에 전원을 공급하거나, 자기 유도 효과에 의해 비접촉 방식으로 전자 장치에 내장된 충전지에 전원을 공급할 수 있다.
이러한 충전 장치는 충전 상태를 표시하게 위해 발광 다이오드와 같은 표시부를 구비할 수 있다.
단색의 발광 다이오드의 경우 완전히 충전된 전자 장치가 일정 시간 제어된 후 다시 연결될 경우 완충된 전자 장치의 완충 표시를 수행하지 못하는 문제점이 있고, 이를 표시하기 위해 하기의 선행기술문헌에 기재된 발명과 같이 다수의 발광 다이오드를 사용하는 경우 이를 구성하기 위한 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2009-0113732호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 단색의 표시 장치로 완충된 기기의 재충전시 완충 표시가 용이한 충전 장치 및 무선 충전 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로는 충전 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터의 충전 전원을 외부의 충전 대상 기기에 전달하는 충전부; 상기 충전부의 충전 상태를 제어하는 충전 제어부; 상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전 상태를 표시하며 상기 충전 대상 기기가 완충 상태면 표시 동작을 중단하는 표시부; 및 상기 충전 대상 기기의 재충전시 완충 상태면 사전에 설정된 시간 동안 표시부의 표시 동작 중단을 지연시켜, 상기 표시부가 상기 사전에 설정된 시간 동안 충전 상태를 표시시킨 후 표시 동작을 중단시키는 지연부를 포함하는 충전 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 표시부는 단색 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부로부터 상기 충전부에 전달되는 충전 전원의 상태를 검출하는 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 표시부는 상기 충전 대상 기기의 충전시 사전에 설정된 색의 광을 방출하고, 상기 충전 대상 기기의 완충시에는 광 방출 동작을 중단할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 지연부는 상기 표시부와 병렬 연결된 스위치; 상기 충전 제어부의 제어 신호와 상기 스위치의 드레인 사이에 연결된 제1 저항; 상기 스위치의 드레인과 상기 제1 저항 사이에 연결되어 상기 제어 신호를 전달하는 다이오드; 및 상기 스위치의 게이트에 각각 연결되어 상기 스위치의 게이트-소스 문턱 전압과 함께 상기 지연 시간을 결정하는 제2 저항 및 캐패시터를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면으로는 충전 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터의 충전 전원을 사전에 설정된 무선 방식으로 외부의 충전 대상 기기에 전달하는 충전부; 상기 충전부의 충전 상태를 제어하는 충전 제어부; 상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전 상태를 표시하며 상기 충전 대상 기기가 완충 상태면 표시 동작을 중단하는 표시부; 및 상기 충전 대상 기기의 재충전시 완충 상태면 사전에 설정된 시간 동안 표시부의 표시 동작 중단을 지연시켜, 상기 표시부가 상기 사전에 설정된 시간 동안 충전 상태를 표시시킨 후 표시 동작을 중단시키는 지연부를 포함하는 무선 충전 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 충전부는 자기 유도 효과에 따라 상기 충전 전원을 충전 대상 기기에 전달하는 코일부; 및 상기 코일부의 전원 전달 동작을 제어하는 스위치부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단색의 표시 장치로 완충된 기기의 재충전시 일정 시간 표시 장치가 점등된 후 소등되어 기기의 완충 표시가 단색의 표시 장치로도 용이하며, 단색의 표시 장치를 채용하여 제조 비용이 저감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 충전 장치의 개략적인 구성도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 충전 장치의 일 부분을 개략적으로 나타낸 회로도.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 충전 장치의 일 부분의 주요 부분의 전압 파형을 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다.
상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 충전 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 충전 장치(100)는 전원 공급부(110), 충전부(120), 충전 제어부(130), 검출부(140). 표시부(150) 및 지연부(160)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 사전에 설정된 충전 전원을 공급할 수 있으며, 도시되지 않았지만 입력 전원을 상기 충전 전원으로 변환할 수 있으며, 상기 입력 전원은 상용 교류 전원 또는 직류 전원일 수 있다.
이를 위해, 전원 공급부(110)는 도시되지 않았지만, 상용 교류 전원을 정류하는 정류 회로, 정류된 전원의 전압 및 전류의 위상차를 조정하여 역률을 보정하는 역률 보정 회로 등을 포함할 수 있다.
충전부(120)는 전원 공급부(110)로부터의 충전 전원을 외부의 충전 대상 기기기에 공급할 수 있다.
본 발명의 충전 장치가 일반적인 유선 충전 장치인 경우 충전부(120)는 커넥터와 같은 연결 단자에 연결된 충전 대상 기기에 충전 전원을 공급할 수 있고, 무선 충전 장치인 경우 충전부(120)는 사전에 설정된 무선 방식으로 충전 대상 기기에 충전 전원을 공급할 수 있다.
이를 위해, 충전부(120)는 코일부(121) 및 스위치부(122)를 포함할 수 있다.
코일부(121)는 적어도 하나의 코일을 구비할 수 있으며 자기 유도 방식에 따라 충전 전원을 충전 대상 기기에 공급할 수 있다.
이를 위해, 충전 대상 기기에도 코일부(121)로부터의 자기 유도 방식에 따른 충전 전원을 공급받기 위한 수신 회로를 구비할 수 있다.
공급하고자 하는 충전 전원의 전력 레벨에 따라 코일부(121)는 복수의 코일을 구비할 수 있다.
스위치부(122)는 코일부(121)의 증폭 작용을 스위칭할 수 있으며, 코일부(121)의 코일 개수에 대응되는 스위치를 구비할 수 있다.
스위치부(122)의 스위칭 동작은 충전 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다.
충전 제어부(130)는 충전부(120)의 충전 동작을 제어할 수 있으며, 더하여 충전 대상 기기의 충전 상태의 표시를 제어할 수 있다.
이를 위해, 충전 제어부(130)는 상술한 동작을 수행할 수 있는 소프트웨어 코드가 입력된 마이크로 프로세서일 수 있다.
상술한 충전 제어부(130)는 다음의 5가지 모드의 충전 동작을 제어할 수 있다.
상술한 5가지 모드의 충전 동작으로는 첫번째로 전원만 연결되어 있고 충전이 진행되지 않은 대기 모드, 두번째로 충전이 진행되고 있는 전원 공급 모드, 세번째로 충전이 완료되었을 때의 완충 모드, 네번째로 충전시 온도 상승 등의 이상 동작을 나타내는 폴트(fault) 모드, 마지막 다섯번째로 충전 동작시 충전 장치와 충전 대상 기기 간에 도전체와 같은 이물질의 간섭을 파악하여 동작 이상을 타나내는 에프.오.디(Foreign Object Detection;FOD) 모드일 수 있다.
검출부(140)는 전원 공급부(110)에서 충전부(120)에 전달되는 충전 전원의 상태를 검출할 수 있으며, 보다 상세하게는 전원 공급부(110)에서 충전부(120)에 전달된 충전 전원이 사전에 설정된 정상 상태에 해당하는지 또는 션트(shunt) 상태에 해당하는지를 검출할 수 있다.
표시부(150)는 충전 제어부(130)의 충전 표시 제어에 따라 충전 대상 기기의 충전 상태를 표시할 수 있다.
보다 상세하게는 표시부(150)는 단색 발광 다이오드 일 수 있으며, 충전 제어부(130)의 충전 표시 제어에 따라 충전 대상 기기가 충전 중인 경우 사전에 설정된 색의 광을 방출할 수 있으며, 충전 대상 기기가 완전히 충전된 완충 상태인 경우 광 방출을 중단할 수 있다.
상술한 표시부(150)는 충전 제어부(130)의 제어에 따라 충전 대상 기기가 완전히 충전된 완충 상태인 경우 광 방출을 중단할 수 있으나, 다른 충전 기기에 의해 충전이 완료된 상태의 충전 대상 기기의 경우 충전을 실행하는 경우 광 방출 동작이 중단되어 충전 대상 기기와 충전 장치가 정상적으로 동작하는지 또는 충전 대상 기기가 완충 상태인지 정확하게 표시되기 곤란할 수 있다.
이에 따라, 지연부(160)는 표시부(150)의 광 방출 중단 동작을 지연시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 충전 장치의 일 부분을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 충전 장치의 충전 제어부(130), 표시부(150) 및 지연부(160)을 개략적으로 나타내는 회로도이고, 도 3은 도 4에 도시된 본 발명의 충전 장치의 표시부(150) 및 지연부(160)의 시뮬레이션 동작 파형을 제공하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 2를 참조하면, 지연부(160)는 제1 및 제2 저항(R1,R2), 다이오드(D), 캐패시터(C) 및 스위치(Q)를 포함할 수 있다.
스위치(Q)는 표시부(150)의 단색 발광 다이오드와 병렬 연결될 수 있으며, N형 MOS FET일 수 있다.
제1 저항(R1)과 다이오드(D)는 제어부(130)의 신호 중 제2 표시 신호(V2)를 전달하는 신호단과 스위치(Q)의 드레인 사이에 직렬 연결될 수 있으며, 제2 저항(R2)와 캐패시터(C)는 스위치(Q)의 게이트에 연결될 수 있으며, 캐패시터(C)는 접지에, 제2 저항(R2)는 제2 표시 신호(V2)를 전달하는 신호단에 연결될 수 있다.
한편, 표시부(150)의 단색 발광 다이오드에는 제어부(130)의 표시 신호 중 제1 표시 신호(V1)가 전달될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 충전 장치의 일 부분의 주요 부분의 전압 파형을 나타내는 그래프이다.
도 3과 함께, 도 4를 참조하면, 충전 제어부(130)으로부터의 제1 및 제2 표시 신호(V1,V2)에 의해 상술한 충전 동작 모드가 표시될 수 있다.
즉, 제1 및 제2 표시 신호(V1,V2)의 신호 레벨이 각각 로우 레벨이면 첫번째의 대기 모드, 제1 표시 신호(V1)가 하이 레벨이고, 제2 표시 신호(V2)가 로우 레벨이면 두번째인 전원 공급 모드, 제1 표시 신호(V1)가 로우 레벨이고, 제2 표시 신호(V2)가 하이 레벨이면 세번째인 완충 모드를 표시할 수 있다.
이에 따라, 제2 표시 신호(V2)를 스위치(Q)에 게이트에 연결하고, 스위치(Q)의 게이트-소스 간의 문턱 전압과 제2 저항(R2) 및 캐패시터(C)의 시정수에 의해 지연 시간이 결정되어 완충 상태인 충전 대상 기기의 재충전시 지연 시간 동안 표시부(150)의 광 방출 동작이 진행된 후 광 방출 동작이 중단될 수 있다.
이를 도 4를 참조하면, 제1 표시 신호(V1)(e), 제2 표시 신호(V2)(a)에 의해 일정 시간 표시부(150)의 단색 발광 다이오드가 턴 온 된 후 턴 오프되며(d) 이는 스위치(Q)의 게이트-소스 간의 문턱 전압과 제2 저항(R2) 및 캐패시터(C)의 시정수에 의해 결정된 지연 시간에 따라 신호 전달이 지연되어(b,c), 완충 상태인 충전 대상 기기의 재충전시에도 일정 시간 발광 다이오드가 점등 후 자동 소등되어 완충 상태를 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단색의 표시 장치로 완충된 기기의 재충전시 일정 시간 표시 장치가 점등된 후 소등되어 기기의 완충 표시가 단색의 표시 장치로도 용이하며, 단색의 표시 장치를 채용하여 제조 비용이 저감될 수 있다.
더하여, 표시 장치의 동작을 제어하기 위해서 마이크로 프로세서가 주로 채용되나, 본 발명에서는 마이크로 프로세서의 제어를 제외하여 소프트웨어 코드 변경 없이 간단한 수동 회로만으로 표시 장치의 동작을 제어하여 마이크로 프로세서의 한정된 메모리 용량을 효율적으로 사용이 가능할 수 있다.
또한, 완충 표시시 발광 동작이 자동 소등되어 전원 상태 표시에 필요한 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 충전 장치, 무선 충전 장치
110: 전원 공급부
120: 충전부
121: 코일부
122: 스위치부
130: 충전 제어부
140: 검출부
150: 표시부
160: 지연부

Claims (11)

  1. 충전 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터의 충전 전원을 외부의 충전 대상 기기에 전달하는 충전부;
    상기 충전부의 충전 상태를 제어하는 충전 제어부;
    상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전 상태를 표시하며 상기 충전 대상 기기가 완충 상태면 표시 동작을 중단하는 표시부; 및
    상기 충전 대상 기기의 재충전시 완충 상태면 사전에 설정된 시간 동안 표시부의 표시 동작 중단을 지연시키는 지연부를 포함하고,
    상기 지연부는
    상기 표시부와 병렬 연결된 스위치;
    상기 충전 제어부의 제어 신호와 상기 스위치의 드레인 사이에 연결된 제1 저항;
    상기 스위치의 드레인과 상기 제1 저항 사이에 연결되어 상기 제어 신호를 전달하는 다이오드; 및
    상기 스위치의 게이트에 각각 연결되어 상기 스위치의 게이트-소스 문턱 전압과 함께 상기 지연 시간을 결정하는 제2 저항 및 캐패시터
    를 포함하는 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는 단색 발광 다이오드인 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 상기 충전부에 전달되는 충전 전원의 상태를 검출하는 검출부를 더 포함하는 충전 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 충전 대상 기기의 충전시 사전에 설정된 색의 광을 방출하고, 상기 충전 대상 기기의 완충시에는 광 방출 동작을 중단하는 충전 장치.
  5. 삭제
  6. 충전 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터의 충전 전원을 사전에 설정된 무선 방식으로 외부의 충전 대상 기기에 전달하는 충전부;
    상기 충전부의 충전 상태를 제어하는 충전 제어부;
    상기 충전 제어부의 제어에 따라 충전 상태를 표시하며 상기 충전 대상 기기가 완충 상태면 표시 동작을 중단하는 표시부; 및
    상기 충전 대상 기기의 재충전시 완충 상태면 사전에 설정된 시간 동안 표시부의 표시 동작 중단을 지연시키는 지연부를 포함하고,
    상기 지연부는
    상기 표시부와 병렬 연결된 스위치;
    상기 충전 제어부의 제어 신호와 상기 스위치의 드레인 사이에 연결된 제1 저항;
    상기 스위치의 드레인과 상기 제1 저항 사이에 연결되어 상기 제어 신호를 전달하는 다이오드; 및
    상기 스위치의 게이트에 각각 연결되어 상기 스위치의 게이트-소스 문턱 전압과 함께 상기 지연 시간을 결정하는 제2 저항 및 캐패시터
    를 포함하는 무선 충전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전부는
    자기 유도 효과에 따라 상기 충전 전원을 충전 대상 기기에 전달하는 코일부; 및
    상기 코일부의 전원 전달 동작을 제어하는 스위치부
    를 포함하는 무선 충전 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 표시부는 단색 발광 다이오드인 무선 충전 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 상기 충전부에 전달되는 충전 전원의 상태를 검출하는 검출부를 더 포함하는 무선 충전 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 충전 대상 기기의 충전시 사전에 설정된 색의 광을 방출하고, 상기 충전 대상 기기의 완충시에는 광 방출 동작을 중단하는 무선 충전 장치.
  11. 삭제
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