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【我是工程師第二季】大功率雙管正激0-50A 0-50V (支持?jǐn)?shù)控)

    非常高興又一次參加電源網(wǎng)的大活動,一關(guān)注很久【我是工程師第二季】

    本帖要帶來的是一款自主原創(chuàng)設(shè)計(jì)的大功率可調(diào)實(shí)驗(yàn)電源

     如題本做品是采用的雙管正激結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)適合做這種大功率場合,其實(shí)我從學(xué)習(xí)開關(guān)電源設(shè)計(jì)的時候就接觸這個拓?fù)淞耍隽撕脦卓畲蠊β孰娫炊际遣捎玫倪@種結(jié)構(gòu),性能很出色,為什么我對這種結(jié)構(gòu)這么情有獨(dú)鐘呢,那就是結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠。在本帖中主要以本作品為例,分享一下設(shè)計(jì)中的過程、經(jīng)驗(yàn)。 如分析的不得到位請各位理解,指正  

  下面介紹一下本作品的一些參數(shù):

   名稱:大功率可調(diào)電源 (實(shí)驗(yàn)室的好幫手)

   輸入電壓:220V

   輸出電壓范圍:0-50V

   輸出電流范圍:0-50A

   功率:1000W   

 

22

 

  目前這個是第二個版本,性能方面已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求了,只可惜飛了幾只器件不夠美觀,沒關(guān)系啦,我的第三版PCB已經(jīng)發(fā)往打樣了,所以本帖會以第三版著重講解,分析。

全部回復(fù)(626)
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zwcyqxzcx
LV.6
2
2016-04-24 16:37
頂樓主
1
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2016-04-24 22:57
@zwcyqxzcx
頂樓主
謝謝
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2016-04-24 23:59

    起初設(shè)計(jì)這個可調(diào)電源的用途就是當(dāng)做實(shí)驗(yàn)電源,方便各種電路板調(diào)試,說實(shí)話搞逆變器開發(fā)的必須要一臺大功率的電源, 通常就是直接用幾個大電瓶,串聯(lián)或者并聯(lián)來滿足,但是電流不可調(diào) 接上上去總感覺怕怕的 ,正的去買一臺大功率可調(diào)電源價格往往比較高   所以我決定自己設(shè)計(jì)一個來滿足各種調(diào)試的要求,用起來得心應(yīng)手。

     設(shè)計(jì)過程:

              確定拓?fù)渲缶褪菐讉€比較重要的地方需要設(shè)計(jì),考慮的了

             輔助電源經(jīng)驗(yàn) :之前做過的兩版都是遇到同樣的問題,輔助電源工作穩(wěn)定,工作在非連續(xù)狀態(tài),此時發(fā)出的干擾足以影響你的電流電壓環(huán)不正常工作,震蕩,變壓器嘯叫 

             上傳幾張各個版本的電源

這是第一版大功率可調(diào), 問題為沒有輔助電源供電,直接利用變壓器的輔助繞組,這樣沒辦法輸出低電壓         第一個失敗品   2015年10月分做的

第二個版本  在上一般的基礎(chǔ)上增加一個TNY276 的輔助電源,改進(jìn)了環(huán)路,但是這個輔助電源工作的實(shí)在讓我很傷心,占空比很小,波形不連續(xù), 各種變壓器重繞都沒辦法解決,這樣一來輔助電源發(fā)出的干擾很大, 使得電源上到300W時環(huán)路嚴(yán)重震蕩。 最后放棄    2015  11月 30

這是第4個版本   因?yàn)樵诘谌齻€版本稍加改進(jìn)而來,所以第三版我就不貼出來了,主要由單面板變成了雙面,主控變成了貼片,因此節(jié)約了很大部分PCB面積,整個電源緊湊了不少,第三個版本也就是第一帖實(shí)物的那張照片,第四版還在打樣的路上......主要要是上電緩沖改成了繼電器延時吸合,和一個短路保護(hù)。2016年 3月23

     今天跟大家分享了我做這個電源的經(jīng)歷,電源之路 真是崎嶇坎坷 傷透腦筋。其實(shí)做了這么多版并不是給別人做的什么項(xiàng)目,主要是一個興趣,決定做的事就一定給做好。也希望大家支持我, 之后慢慢更新....

5
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2016-04-25 08:28
支持樓主,會持續(xù)關(guān)注更新
0
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2016-04-25 11:43
@電源技術(shù)磚家
  起初設(shè)計(jì)這個可調(diào)電源的用途就是當(dāng)做實(shí)驗(yàn)電源,方便各種電路板調(diào)試,說實(shí)話搞逆變器開發(fā)的必須要一臺大功率的電源,通常就是直接用幾個大電瓶,串聯(lián)或者并聯(lián)來滿足,但是電流不可調(diào)接上上去總感覺怕怕的,正的去買一臺大功率可調(diào)電源價格往往比較高 所以我決定自己設(shè)計(jì)一個來滿足各種調(diào)試的要求,用起來得心應(yīng)手。   設(shè)計(jì)過程:        確定拓?fù)渲缶褪菐讉€比較重要的地方需要設(shè)計(jì),考慮的了       輔助電源經(jīng)驗(yàn):之前做過的兩版都是遇到同樣的問題,輔助電源工作穩(wěn)定,工作在非連續(xù)狀態(tài),此時發(fā)出的干擾足以影響你的電流電壓環(huán)不正常工作,震蕩,變壓器嘯叫        上傳幾張各個版本的電源[圖片]這是第一版大功率可調(diào),問題為沒有輔助電源供電,直接利用變壓器的輔助繞組,這樣沒辦法輸出低電壓    第一個失敗品 2015年10月分做的[圖片]第二個版本 在上一般的基礎(chǔ)上增加一個TNY276的輔助電源,改進(jìn)了環(huán)路,但是這個輔助電源工作的實(shí)在讓我很傷心,占空比很小,波形不連續(xù),各種變壓器重繞都沒辦法解決,這樣一來輔助電源發(fā)出的干擾很大,使得電源上到300W時環(huán)路嚴(yán)重震蕩。最后放棄  2015 11月30[圖片]這是第4個版本 因?yàn)樵诘谌齻€版本稍加改進(jìn)而來,所以第三版我就不貼出來了,主要由單面板變成了雙面,主控變成了貼片,因此節(jié)約了很大部分PCB面積,整個電源緊湊了不少,第三個版本也就是第一帖實(shí)物的那張照片,第四版還在打樣的路上......主要要是上電緩沖改成了繼電器延時吸合,和一個短路保護(hù)。2016年3月23   今天跟大家分享了我做這個電源的經(jīng)歷,電源之路真是崎嶇坎坷傷透腦筋。其實(shí)做了這么多版并不是給別人做的什么項(xiàng)目,主要是一個興趣,決定做的事就一定給做好。也希望大家支持我,之后慢慢更新....
感謝 樓主 分享
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2016-04-25 12:09
支持雨平哥,簡直膜拜,教我玩哈呀。
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guang盧
LV.7
8
2016-04-25 20:47
支持!!來聽課!
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2016-04-26 08:28
@td大炮臺
支持雨平哥,簡直膜拜,教我玩哈呀。
感謝建兄,我這東西都做這么多版還沒完善,就別膜拜了 你都是FPC+LLC一次成型
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2016-04-26 08:29
@sojo工程師
支持樓主,會持續(xù)關(guān)注更新
感謝支持~
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2016-04-26 08:39
@電源技術(shù)磚家
  起初設(shè)計(jì)這個可調(diào)電源的用途就是當(dāng)做實(shí)驗(yàn)電源,方便各種電路板調(diào)試,說實(shí)話搞逆變器開發(fā)的必須要一臺大功率的電源,通常就是直接用幾個大電瓶,串聯(lián)或者并聯(lián)來滿足,但是電流不可調(diào)接上上去總感覺怕怕的,正的去買一臺大功率可調(diào)電源價格往往比較高 所以我決定自己設(shè)計(jì)一個來滿足各種調(diào)試的要求,用起來得心應(yīng)手。   設(shè)計(jì)過程:        確定拓?fù)渲缶褪菐讉€比較重要的地方需要設(shè)計(jì),考慮的了       輔助電源經(jīng)驗(yàn):之前做過的兩版都是遇到同樣的問題,輔助電源工作穩(wěn)定,工作在非連續(xù)狀態(tài),此時發(fā)出的干擾足以影響你的電流電壓環(huán)不正常工作,震蕩,變壓器嘯叫        上傳幾張各個版本的電源[圖片]這是第一版大功率可調(diào),問題為沒有輔助電源供電,直接利用變壓器的輔助繞組,這樣沒辦法輸出低電壓    第一個失敗品 2015年10月分做的[圖片]第二個版本 在上一般的基礎(chǔ)上增加一個TNY276的輔助電源,改進(jìn)了環(huán)路,但是這個輔助電源工作的實(shí)在讓我很傷心,占空比很小,波形不連續(xù),各種變壓器重繞都沒辦法解決,這樣一來輔助電源發(fā)出的干擾很大,使得電源上到300W時環(huán)路嚴(yán)重震蕩。最后放棄  2015 11月30[圖片]這是第4個版本 因?yàn)樵诘谌齻€版本稍加改進(jìn)而來,所以第三版我就不貼出來了,主要由單面板變成了雙面,主控變成了貼片,因此節(jié)約了很大部分PCB面積,整個電源緊湊了不少,第三個版本也就是第一帖實(shí)物的那張照片,第四版還在打樣的路上......主要要是上電緩沖改成了繼電器延時吸合,和一個短路保護(hù)。2016年3月23   今天跟大家分享了我做這個電源的經(jīng)歷,電源之路真是崎嶇坎坷傷透腦筋。其實(shí)做了這么多版并不是給別人做的什么項(xiàng)目,主要是一個興趣,決定做的事就一定給做好。也希望大家支持我,之后慢慢更新....
上一個我的主結(jié)構(gòu)圖,由于是寬的范圍調(diào)節(jié),所以也學(xué)習(xí)線性電源切換變壓器的繞組來實(shí)現(xiàn)寬范圍

這個繼電器根據(jù)輸出的電壓來確定狀態(tài),高于25V吸合,低于20V釋放  

1
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fatning
LV.1
12
2016-04-26 08:52
感謝樓主分享!長期關(guān)注!
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2016-04-26 13:09
ll
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2016-04-26 16:04
@電源技術(shù)磚家
ll
直接放圖了哇給力
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2016-04-26 20:35
@電源技術(shù)磚家
ll
求樓主 講解原理圖每一部分原理與精華
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314340889
LV.2
16
2016-04-27 09:55

感謝樓主分享,繼續(xù)關(guān)注中,

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2016-04-27 14:17
@電源技術(shù)磚家
ll

UC3845用在這里要共高壓地,而且時電流模式,所以使用UC3845對布線的要求是很高的。特別注意的是共地問題。不然環(huán)路不穩(wěn)定也是常見的問題,UC3845在做后級的電流電壓環(huán)也會遇到問題,還要通過光耦隔離,這樣增加了環(huán)路不穩(wěn)定的因素,  之后受張工指點(diǎn),干脆換成TL494用1路PWM做驅(qū)動 ,共低壓地,這樣一下解決了許多問題。比如供電,反饋  

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2016-04-27 14:56
@314340889
感謝樓主分享,繼續(xù)關(guān)注中,
厲害
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army
LV.2
19
2016-04-28 02:08
@朱振豪1992
厲害
樓主好厲害
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2016-04-28 09:05
@314340889
感謝樓主分享,繼續(xù)關(guān)注中,
PCB又回來了,趕緊來個特寫:

但愿是終極版~~

1
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2016-04-28 09:47
@電源技術(shù)磚家
PCB又回來了,趕緊來個特寫:[圖片][圖片]但愿是終極版~~
漂亮極了
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2016-04-28 14:22

一氣之下,裝兩臺試試

用的PQ5050大變壓器,都是之前兩個版本通用的

3根5mR的康銅絲做電流采樣,前級是不采電流的。  一個7P的端子是調(diào)節(jié)電壓,電流, ADC-I   ADI-U 還有 VREF+5V  +12V ,   單獨(dú)兩個2P端子就是接數(shù)字表頭。

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2016-04-28 16:38
@電源技術(shù)磚家
[圖片]一氣之下,裝兩臺試試[圖片]用的PQ5050大變壓器,都是之前兩個版本通用的[圖片]3根5mR的康銅絲做電流采樣,前級是不采電流的。 一個7P的端子是調(diào)節(jié)電壓,電流,ADC-I  ADI-U還有VREF+5V +12V ,  單獨(dú)兩個2P端子就是接數(shù)字表頭。

期待你的測試數(shù)據(jù)

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wt.liu
LV.5
24
2016-04-29 14:20
@電源技術(shù)磚家
ll
雙管正激變換的變壓器計(jì)算應(yīng)該和普通正激的計(jì)算方式相同吧?
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2016-04-29 14:29
@wt.liu
雙管正激變換的變壓器計(jì)算應(yīng)該和普通正激的計(jì)算方式相同吧?
這個是不一樣的,雙管正激的最大占空比只有50%
1
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syh258456
LV.4
26
2016-04-29 19:47
@電源技術(shù)磚家
上一個我的主結(jié)構(gòu)圖,由于是寬的范圍調(diào)節(jié),所以也學(xué)習(xí)線性電源切換變壓器的繞組來實(shí)現(xiàn)寬范圍[圖片]這個繼電器根據(jù)輸出的電壓來確定狀態(tài),高于25V吸合,低于20V釋放 

正激后面那個續(xù)流電感怎么選擇,還有電感量怎么計(jì)算,真心求解????

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2016-05-01 20:28
@電源技術(shù)磚家
[圖片]一氣之下,裝兩臺試試[圖片]用的PQ5050大變壓器,都是之前兩個版本通用的[圖片]3根5mR的康銅絲做電流采樣,前級是不采電流的。 一個7P的端子是調(diào)節(jié)電壓,電流,ADC-I  ADI-U還有VREF+5V +12V ,  單獨(dú)兩個2P端子就是接數(shù)字表頭。

別人五一到處玩去了,反正沒什么好玩的,我就趁放假來更新下帖子吧

    繼續(xù)裝機(jī):

裝的差不多咯,上個電試一下,  不過測試新機(jī)這個過程一定要謹(jǐn)慎的了,并不是一下就接個220V進(jìn)去了

下面我來分享一下這個測試的過程吧:

首先用實(shí)驗(yàn)電源調(diào)個50V(直流電源一樣咯,反正經(jīng)過橋整的)的樣子,電流調(diào)小點(diǎn)1A一下吧,上電之后 ---輔助電源沒有啟動,根據(jù)之前的經(jīng)驗(yàn),這個VIPer12a這個輔助電源應(yīng)該啟動才對。---斷電檢查一下。。。。 發(fā)現(xiàn)問題了,電源IC  VCC的電容接反了,啟動電壓建立不起來,感覺不是很舒服了,我有種感覺就是,每做一個東西第一次上電如果比較順利啟動,那意味這個作品必定整個調(diào)試過程比較順利了,感覺  感覺。  趕緊吧電容位置換過來。。再次上電,,,,不經(jīng)意間電源指示燈亮了

好了,還算問題不大,,接著用表測輔助電壓的值正常不,畢竟輔助電源變壓器是后來繞的,,+13.5  -13.6    +13.4,  三路電壓勻?yàn)檎?,穩(wěn)定,用示波器看了下VIPer12A的波形,  占空比放得比較大,因?yàn)檩斎腚妷罕容^低,但是比較穩(wěn)定, 可以了。。。接著就看TL494的工作情況, 測了下9腳驅(qū)動腳的波形 ,只見早已發(fā)波,但是頻率不對,100K   發(fā)現(xiàn)是5腳電容又裝錯了, 感覺后面還有大事發(fā)生啊~~  換回102后正常了接著測量MOS G  S的驅(qū)動波形:

,

測上管,下管,勻?yàn)橥瑯硬ㄐ危@又接近一步了,驅(qū)動是沒有問題的  ,馬上聯(lián)想到,既然已經(jīng)發(fā)波,那么后級一定有電壓了,滿占空比得時候,后級正常的話輸出電壓在14V左右,馬上用萬用表測后面輸出電壓------只見只有6.幾V 奇怪了。。滿占空比,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不是這樣吧-----只聽見碰的一下、、、

噢~NO !嚇?biāo)? baobao了,放了個沖天炮。。一臉的電解液呀。。。  電容又裝反了,應(yīng)了剛才的預(yù)感,大事件。這個經(jīng)歷告訴我,一定要心細(xì),不毛糙。  

好吧,既然這樣了,換個電容,接著測試吧,,但是時刻提醒自己,要細(xì)致認(rèn)真   

換好電容,用稀釋劑洗一下PCB 上點(diǎn)之后就直接進(jìn)入電壓環(huán)路,9.7V   波形很穩(wěn)定, 接著調(diào)節(jié)一下電位器,直接電壓跟著改變了

最低電壓差不多0.11v  還可以再低,不過已經(jīng)失去意義了吧  ,因?yàn)檩斎腚妷褐挥?0幾V,所以輸出的最高也就14V的樣子, 電壓正常了,環(huán)路穩(wěn)定

  那么就要帶點(diǎn)負(fù)載測試下電流吧  

這是引出兩條比較長的線短路輸出端,再調(diào)節(jié)電流電位器,只見電流表平滑走來走去,,還算比較順利~~

最低電流在0.2A左右,  現(xiàn)在最大到30A占空比就滿了,  上高壓應(yīng)該就正常了... 30A不敢長時間了, 都沒裝散熱器了。。  10幾秒就感覺管子發(fā)熱了。。

好了,到這一步就差不多說明PCB線路沒問題了---期待上高壓吧..

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2016-05-01 20:57
@電源技術(shù)磚家
別人五一到處玩去了,反正沒什么好玩的,我就趁放假來更新下帖子吧  繼續(xù)裝機(jī):[圖片][圖片]裝的差不多咯,上個電試一下, 不過測試新機(jī)這個過程一定要謹(jǐn)慎的了,并不是一下就接個220V進(jìn)去了下面我來分享一下這個測試的過程吧:[圖片]首先用實(shí)驗(yàn)電源調(diào)個50V(直流電源一樣咯,反正經(jīng)過橋整的)的樣子,電流調(diào)小點(diǎn)1A一下吧,上電之后---輔助電源沒有啟動,根據(jù)之前的經(jīng)驗(yàn),這個VIPer12a這個輔助電源應(yīng)該啟動才對。---斷電檢查一下。。。。發(fā)現(xiàn)問題了,電源IC VCC的電容接反了,啟動電壓建立不起來,感覺不是很舒服了,我有種感覺就是,每做一個東西第一次上電如果比較順利啟動,那意味這個作品必定整個調(diào)試過程比較順利了[圖片],感覺 感覺。 趕緊吧電容位置換過來。。再次上電,,,,不經(jīng)意間電源指示燈亮了[圖片]好了,還算問題不大,,接著用表測輔助電壓的值正常不,畢竟輔助電源變壓器是后來繞的,,+13.5 -13.6  +13.4, 三路電壓勻?yàn)檎#€(wěn)定,用示波器看了下VIPer12A的波形, 占空比放得比較大,因?yàn)檩斎腚妷罕容^低,但是比較穩(wěn)定,可以了。。。接著就看TL494的工作情況,測了下9腳驅(qū)動腳的波形,只見早已發(fā)波,但是頻率不對,100K 發(fā)現(xiàn)是5腳電容又裝錯了,[圖片] 感覺后面還有大事發(fā)生啊~~ 換回102后正常了接著測量MOSG S的驅(qū)動波形:[圖片],測上管,下管,勻?yàn)橥瑯硬ㄐ?,這又接近一步了,驅(qū)動是沒有問題的 ,馬上聯(lián)想到,既然已經(jīng)發(fā)波,那么后級一定有電壓了,滿占空比得時候,后級正常的話輸出電壓在14V左右,馬上用萬用表測后面輸出電壓------只見只有6.幾V奇怪了。。滿占空比,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不是這樣吧-----只聽見碰的一下、、、[圖片]噢~NO!嚇?biāo)?nbsp;baobao了,放了個沖天炮。。一臉的電解液呀。。。[圖片] 電容又裝反了,應(yīng)了剛才的預(yù)感,大事件。這個經(jīng)歷告訴我,一定要心細(xì),不毛糙。 好吧,既然這樣了,換個電容,接著測試吧,,但是時刻提醒自己,要細(xì)致認(rèn)真  [圖片]換好電容,用稀釋劑洗一下PCB上點(diǎn)之后就直接進(jìn)入電壓環(huán)路,9.7V 波形很穩(wěn)定,接著調(diào)節(jié)一下電位器,直接電壓跟著改變了[圖片]最低電壓差不多0.11v 還可以再低,不過已經(jīng)失去意義了吧 ,因?yàn)檩斎腚妷褐挥?0幾V,所以輸出的最高也就14V的樣子,電壓正常了,環(huán)路穩(wěn)定 那么就要帶點(diǎn)負(fù)載測試下電流吧 [圖片]這是引出兩條比較長的線短路輸出端,再調(diào)節(jié)電流電位器,只見電流表平滑走來走去,,還算比較順利~~最低電流在0.2A左右, 現(xiàn)在最大到30A占空比就滿了, 上高壓應(yīng)該就正常了...30A不敢長時間了,都沒裝散熱器了。。 10幾秒就感覺管子發(fā)熱了。。好了,到這一步就差不多說明PCB線路沒問題了---期待上高壓吧..
張工還會炸電容,不簡單啊,嘿嘿。
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xinghaitec
LV.2
29
2016-05-03 13:23
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jwdxu2009
LV.7
30
2016-05-04 13:14
大功率的電源,參考和學(xué)習(xí)
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2016-05-04 15:44
求詳細(xì)算法,正在學(xué)習(xí)正激,謝謝!
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