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半橋驅(qū)動(dòng)波形和變壓器原邊波形

我最近在調(diào)試一個(gè)半橋開(kāi)關(guān)電源。遇到了幾個(gè)問(wèn)題，還請(qǐng)路過(guò)的高手指點(diǎn)下。多謝了

參數(shù)：

直流穩(wěn)壓電源輸出12V驅(qū)動(dòng)SG3525 。測(cè)量輸出的OUTA和OUTB波形正常。頻率38KHZ，死區(qū)1us。沒(méi)有母線電壓。

沒(méi)有母線電壓時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

24V開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)78M15輸出15V驅(qū)動(dòng)SI8261。這顆芯片是單通道隔離驅(qū)動(dòng)MOSFET。見(jiàn)到官方提供了一張兩個(gè)共同驅(qū)動(dòng)MOSFET半橋的示意圖。

si8261做半橋驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)上管的8261使用RS2M+30uF+0.1uF自舉升壓供電。驅(qū)動(dòng)下管的8261使用10uF+0.1uF供電。

直流穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)電源隔離。

交流調(diào)壓器輸出經(jīng)過(guò)KB606整流，4*150uF/400V電解電容濾波，產(chǎn)生母線電壓。

變壓器原邊33匝，電感量3mH，漏感約6uH。使用3根0.5mm漆包線繞制。副邊帶中心抽頭，共11匝，使用4根0.5mm漆包線繞制。分為初級(jí)-次級(jí)-初級(jí)-次級(jí)4層。EE42立式骨架。

橋臂電容使用2個(gè)150uF/400V電解電容。變壓器原邊串聯(lián)1uF/400V CBB22電容。2個(gè)開(kāi)關(guān)管使用PQPF10N80C。

示波器：漢泰DSO5072P 70MHZ 兩通道示波器。

問(wèn)題1.使用普通探頭(1：10)測(cè)量上管的GS波形,夾子連接S端。探針連接G端。發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)壓器輸出增大時(shí)，GS波形幅度也增大。最終導(dǎo)致GS過(guò)壓而擊穿。前面的試驗(yàn)中因此燒了幾個(gè)開(kāi)關(guān)管。

   1)為什么驅(qū)動(dòng)波形(Vg-Vs)也跟著浮動(dòng)？是我測(cè)量方法不正確嗎？  藍(lán)色波形是上管驅(qū)動(dòng)波形。黃色波形是下管驅(qū)動(dòng)波形。這種浮動(dòng)電壓應(yīng)該如何測(cè)？需要隔離高壓探頭才能測(cè)試嗎？

調(diào)壓時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形

    2) 變壓器波形成這樣，是變壓器漏感太大嗎？還是因?yàn)閰?shù)不合適？黃色是上管驅(qū)動(dòng)波形。藍(lán)色是變壓器原邊兩端的波形

上管波形和變壓器原邊波形

請(qǐng)指教，謝謝！

全部回復(fù)(29)
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yuyuyu5
LV.8
2
2020-05-28 10:49
更換元件測(cè)試呀
0
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2020-05-28 12:23
測(cè)量上管需要隔離，因?yàn)楫?dāng)示波器的探頭夾到S的時(shí)候，另一個(gè)探頭加到下管S，這樣上管S通過(guò)示波器內(nèi)部與地鏈接了，導(dǎo)致Vgs電壓增大，因?yàn)槭荊與地的電壓，導(dǎo)致?lián)舸?/div>
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2020-05-29 10:05
@dy-g3Gxyp52
測(cè)量上管需要隔離，因?yàn)楫?dāng)示波器的探頭夾到S的時(shí)候，另一個(gè)探頭加到下管S，這樣上管S通過(guò)示波器內(nèi)部與地鏈接了，導(dǎo)致Vgs電壓增大，因?yàn)槭荊與地的電壓，導(dǎo)致?lián)舸?/span>

如果測(cè)半橋的變壓器原邊電壓波形，是不是也需要用隔離探頭？

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2020-05-29 12:43
@dy-pnIwBsbI
如果測(cè)半橋的變壓器原邊電壓波形，是不是也需要用隔離探頭？
如果只使用一個(gè)通道，示波器的電源地線不要接用一般探頭也可以，但是不要用另一個(gè)通道測(cè)量其他信號(hào)
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2020-05-29 15:22
@dy-g3Gxyp52
如果只使用一個(gè)通道，示波器的電源地線不要接用一般探頭也可以，但是不要用另一個(gè)通道測(cè)量其他信號(hào)
見(jiàn)識(shí)了，謝謝
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2020-05-29 15:38
@dy-pnIwBsbI
見(jiàn)識(shí)了，謝謝

今天測(cè)量結(jié)果，下管關(guān)斷后變壓器原邊波形振蕩，是什么原因引起的？是變壓器的漏感太大，還是走線不合理？怎么消除呢？

這是新變壓器的波形，原邊21匝，電感量0.7mH，漏感2.6uH。副邊7匝，帶中心抽頭

本來(lái)有走線截圖的，結(jié)果上傳走線圖片后，提示含有違禁詞，禁止提交。。。

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2020-05-29 18:47
@dy-g3Gxyp52
測(cè)量上管需要隔離，因?yàn)楫?dāng)示波器的探頭夾到S的時(shí)候，另一個(gè)探頭加到下管S，這樣上管S通過(guò)示波器內(nèi)部與地鏈接了，導(dǎo)致Vgs電壓增大，因?yàn)槭荊與地的電壓，導(dǎo)致?lián)舸?/span>
主電路上傳一張看一下
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2020-05-30 09:15
@dy-g3Gxyp52
主電路上傳一張看一下

附件是我根據(jù)調(diào)試結(jié)果整理的電路圖。請(qǐng)查看

/upload/community/2020/05/30/1590801286-88079.pdf

電路圖和調(diào)試電路板實(shí)物附件所示

/upload/community/2020/05/30/1590802017-41290.docx

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dy-pnIwBsbI
LV.1
10
2020-05-30 11:53
@dy-pnIwBsbI
附件是我根據(jù)調(diào)試結(jié)果整理的電路圖。請(qǐng)查看/upload/community/2020/05/30/1590801286-88079.pdf電路圖和調(diào)試電路板實(shí)物附件所示/upload/community/2020/05/30/1590802017-41290.docx

附件是原邊并聯(lián)RC后的測(cè)試波形

/upload/community/2020/05/30/1590810787-64618.pdf

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dy-g3Gxyp52
LV.1
11
2020-05-30 20:27
@dy-pnIwBsbI
附件是我根據(jù)調(diào)試結(jié)果整理的電路圖。請(qǐng)查看/upload/community/2020/05/30/1590801286-88079.pdf電路圖和調(diào)試電路板實(shí)物附件所示/upload/community/2020/05/30/1590802017-41290.docx

我簡(jiǎn)單看了一下你的電路，先說(shuō)一下這個(gè)電壓尖峰怎么出現(xiàn)的，當(dāng)MOS關(guān)斷的時(shí)候，變壓器初級(jí)電流會(huì)對(duì)管子的DS極電容充電，由于這個(gè)電容很小，電壓很快會(huì)充滿，還會(huì)繼續(xù)上升，只有當(dāng)電壓達(dá)到直流母線電壓的時(shí)候上管的二極管才會(huì)開(kāi)通，電壓才能鉗位到直流母線電壓，這個(gè)電壓能過(guò)沖多少可以估算一下，就是變壓器漏感的能量要全部轉(zhuǎn)移到DS極電容中， 可以計(jì)算這個(gè)電壓過(guò)沖。  

   我看了你的MOS管的參數(shù) 你可以降低管子的關(guān)斷速度，就是把Rg電阻增大，死區(qū)時(shí)間1us很大了，可以減小，或者把下管的DS極并聯(lián)一個(gè)小電容。

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dy-pnIwBsbI
LV.1
12
2020-06-01 10:03
@dy-g3Gxyp52
我簡(jiǎn)單看了一下你的電路，先說(shuō)一下這個(gè)電壓尖峰怎么出現(xiàn)的，當(dāng)MOS關(guān)斷的時(shí)候，變壓器初級(jí)電流會(huì)對(duì)管子的DS極電容充電，由于這個(gè)電容很小，電壓很快會(huì)充滿，還會(huì)繼續(xù)上升，只有當(dāng)電壓達(dá)到直流母線電壓的時(shí)候上管的二極管才會(huì)開(kāi)通，電壓才能鉗位到直流母線電壓，這個(gè)電壓能過(guò)沖多少可以估算一下，就是變壓器漏感的能量要全部轉(zhuǎn)移到DS極電容中，可以計(jì)算這個(gè)電壓過(guò)沖。    我看了你的MOS管的參數(shù) 你可以降低管子的關(guān)斷速度，就是把Rg電阻增大，死區(qū)時(shí)間1us很大了，可以減小，或者把下管的DS極并聯(lián)一個(gè)小電容。

先謝過(guò)了，我試驗(yàn)下，把測(cè)量結(jié)果發(fā)出來(lái)，

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dy-pnIwBsbI
LV.1
13
2020-06-01 14:42
@dy-pnIwBsbI
先謝過(guò)了，我試驗(yàn)下，把測(cè)量結(jié)果發(fā)出來(lái)，

我在輸出整流橋并聯(lián)了22Ω+10nF。出現(xiàn)關(guān)斷后有一個(gè)很寬的阻尼振蕩。被體二極管鉗位。

然后在原邊并聯(lián)50Ω+20nF后，調(diào)壓器輸出150V，50Ω電阻很快變黑。換成10K電阻后再?zèng)]有發(fā)現(xiàn)變黑。

在下管的DS并聯(lián)1nF，0.5nf,0.3nf電容后，出現(xiàn)上管導(dǎo)通時(shí)下管也接近導(dǎo)通。

見(jiàn)附件圖3

/upload/community/2020/06/01/1590993732-13155.docx

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dy-g3Gxyp52
LV.1
14
2020-06-01 18:26
@dy-pnIwBsbI
我在輸出整流橋并聯(lián)了22Ω+10nF。出現(xiàn)關(guān)斷后有一個(gè)很寬的阻尼振蕩。被體二極管鉗位。然后在原邊并聯(lián)50Ω+20nF后，調(diào)壓器輸出150V，50Ω電阻很快變黑。換成10K電阻后再?zèng)]有發(fā)現(xiàn)變黑。在下管的DS并聯(lián)1nF，0.5nf,0.3nf電容后，出現(xiàn)上管導(dǎo)通時(shí)下管也接近導(dǎo)通。見(jiàn)附件圖3/upload/community/2020/06/01/1590993732-13155.docx
你的那個(gè)黃色是上管gs電壓?jiǎn)幔撬{(lán)色是那個(gè)電壓， 當(dāng)原邊并聯(lián)RC的時(shí)候，R要消耗功率，P=(1/2*C*V^2)*f,  f是工作頻率，每一次都要通過(guò)R對(duì)電容充電，當(dāng)電阻是10K的時(shí)候，時(shí)間常數(shù)RC=200us,這個(gè)時(shí)間常數(shù)應(yīng)該比你的開(kāi)關(guān)周期大很多了，在一個(gè)工作周期電容是沒(méi)有充多少電，所以V很小，所以R上消耗的功率減小，就不會(huì)燒了，要想讓C充滿電，那RC<1/3T,T是你電路的工作周期。 當(dāng)上管導(dǎo)通的時(shí)候，下管的D極電壓變化，這個(gè)變化率會(huì)在下管的g極產(chǎn)生一個(gè)電壓，你可以測(cè)一下這個(gè)電壓有多少，看是否大于VT了，  我的建議是兩個(gè)管子的Rg電阻都增大一點(diǎn)，16歐姆有點(diǎn)小
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dy-pnIwBsbI
LV.1
15
2020-06-02 07:59
@dy-g3Gxyp52
你的那個(gè)黃色是上管gs電壓?jiǎn)幔撬{(lán)色是那個(gè)電壓，當(dāng)原邊并聯(lián)RC的時(shí)候，R要消耗功率，P=(1/2*C*V^2)*f, f是工作頻率，每一次都要通過(guò)R對(duì)電容充電，當(dāng)電阻是10K的時(shí)候，時(shí)間常數(shù)RC=200us,這個(gè)時(shí)間常數(shù)應(yīng)該比你的開(kāi)關(guān)周期大很多了，在一個(gè)工作周期電容是沒(méi)有充多少電，所以V很小，所以R上消耗的功率減小，就不會(huì)燒了，要想讓C充滿電，那RC

感謝回帖

1.黃色波形是下管對(duì)地驅(qū)動(dòng)信號(hào)(DC耦合）。藍(lán)色是變壓器上端對(duì)地信號(hào)(AC耦合)。

2.柵極電阻已經(jīng)改成33Ω了

3.我再試下

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dy-pnIwBsbI
LV.1
16
2020-06-08 08:56
@dy-g3Gxyp52
你的那個(gè)黃色是上管gs電壓?jiǎn)?，那藍(lán)色是那個(gè)電壓，當(dāng)原邊并聯(lián)RC的時(shí)候，R要消耗功率，P=(1/2*C*V^2)*f, f是工作頻率，每一次都要通過(guò)R對(duì)電容充電，當(dāng)電阻是10K的時(shí)候，時(shí)間常數(shù)RC=200us,這個(gè)時(shí)間常數(shù)應(yīng)該比你的開(kāi)關(guān)周期大很多了，在一個(gè)工作周期電容是沒(méi)有充多少電，所以V很小，所以R上消耗的功率減小，就不會(huì)燒了，要想讓C充滿電，那RC

我按照您提供的計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)使用22nF時(shí)，電阻消耗的功率=36W，就不奇怪2W的電阻會(huì)燒毀。我用33nF+4個(gè)100R/5W電阻組成一個(gè)100R電阻，4個(gè)電阻在輸入高壓后都被燒黑了。應(yīng)該換更小的電容，以減小電阻消耗的功率，并考慮T>3RC？

如使用1nF時(shí)，電阻消耗的功率=1/2*1n*300*300*40K≈2W。按照R

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2020-06-08 10:15
@dy-pnIwBsbI
今天測(cè)量結(jié)果，下管關(guān)斷后變壓器原邊波形振蕩，是什么原因引起的？是變壓器的漏感太大，還是走線不合理？怎么消除呢？[圖片]這是新變壓器的波形，原邊21匝，電感量0.7mH，漏感2.6uH。副邊7匝，帶中心抽頭[圖片]本來(lái)有走線截圖的，結(jié)果上傳走線圖片后，提示含有違禁詞，禁止提交。。。
輕載時(shí)這種波形很正常啊，沒(méi)什么問(wèn)題。
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dy-pnIwBsbI
LV.1
18
2020-06-11 13:32
@qinzutaim
輕載時(shí)這種波形很正常啊，沒(méi)什么問(wèn)題。
可是上電后磁芯發(fā)熱很快。今天又測(cè)了下，上電后十分鐘內(nèi)，使用紅外槍測(cè)量得到磁芯溫度從室溫約28℃上升到90℃。
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2020-06-12 08:09
@dy-pnIwBsbI
可是上電后磁芯發(fā)熱很快。今天又測(cè)了下，上電后十分鐘內(nèi)，使用紅外槍測(cè)量得到磁芯溫度從室溫約28℃上升到90℃。
空載溫升還是帶載溫升？帶載的話就是變壓器設(shè)計(jì)或整機(jī)散熱的問(wèn)題了。
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dy-pnIwBsbI
LV.1
20
2020-06-12 16:56
@qinzutaim
空載溫升還是帶載溫升？帶載的話就是變壓器設(shè)計(jì)或整機(jī)散熱的問(wèn)題了。

多謝回復(fù)

我在輸出端接了個(gè)10K/2W金屬膜電阻作為負(fù)載。最高輸出42V。

還做了一個(gè)原邊21匝，7根0.5，副,7匝，5根0.5，原邊電感量0.2mH(這個(gè)電感量是不是太小了？)。波形也是這樣。磁芯升溫很快。

之前有做過(guò)一個(gè)2.8mH的變壓器。原邊29匝，2根0.5，副邊7匝，3根0.5，同樣的負(fù)載，磁芯只有微弱的溫升，但是波形很爛，關(guān)斷期間有幅度很大的振蕩波形。

/upload/community/2020/06/12/1591952027-29509.pdf

請(qǐng)問(wèn)這是什么原因產(chǎn)生的呢？是漏感和MOS的電容產(chǎn)生了諧振？該怎么消除呢？

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2020-06-12 17:00
@dy-pnIwBsbI
多謝回復(fù)我在輸出端接了個(gè)10K/2W金屬膜電阻作為負(fù)載。最高輸出42V。還做了一個(gè)原邊21匝，7根0.5，副,7匝，5根0.5，原邊電感量0.2mH(這個(gè)電感量是不是太小了？)。波形也是這樣。磁芯升溫很快。之前有做過(guò)一個(gè)2.8mH的變壓器。原邊29匝，2根0.5，副邊7匝，3根0.5，同樣的負(fù)載，磁芯只有微弱的溫升，但是波形很爛，關(guān)斷期間有幅度很大的振蕩波形。/upload/community/2020/06/12/1591952027-29509.pdf請(qǐng)問(wèn)這是什么原因產(chǎn)生的呢？是漏感和MOS的電容產(chǎn)生了諧振？該怎么消除呢？
什么變壓器??？21匝只有200uH ？   這類(lèi)變壓器一般不用開(kāi)氣隙的。輕載波形都會(huì)振蕩的。
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dy-pnIwBsbI
LV.1
22
2020-06-12 19:33
@qinzutaim
什么變壓器?。?1匝只有200uH ？ 這類(lèi)變壓器一般不用開(kāi)氣隙的。輕載波形都會(huì)振蕩的。

謝謝回復(fù)，

1.這個(gè)變壓器(200uH)的原邊分為兩層繞，內(nèi)層3根，外層4根。測(cè)量原邊電感量200uH。我當(dāng)時(shí)把外層繞組去掉，測(cè)電感量有2.8mH。應(yīng)該是外邊這一層繞組的問(wèn)題。

2.這個(gè)振蕩波形也正常嗎？意思是加大負(fù)載后振蕩會(huì)自動(dòng)衰減？我再找個(gè)更大的負(fù)載試下看。

3.這個(gè)磁芯沒(méi)有磨氣隙，也沒(méi)有墊氣隙。買(mǎi)來(lái)后直接裝的

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2020-06-13 09:08
@dy-pnIwBsbI
謝謝回復(fù)，1.這個(gè)變壓器(200uH)的原邊分為兩層繞，內(nèi)層3根，外層4根。測(cè)量原邊電感量200uH。我當(dāng)時(shí)把外層繞組去掉，測(cè)電感量有2.8mH。應(yīng)該是外邊這一層繞組的問(wèn)題。2.這個(gè)振蕩波形也正常嗎？意思是加大負(fù)載后振蕩會(huì)自動(dòng)衰減？我再找個(gè)更大的負(fù)載試下看。3.這個(gè)磁芯沒(méi)有磨氣隙，也沒(méi)有墊氣隙。買(mǎi)來(lái)后直接裝的

估計(jì)是外層繞反了。


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dy-pnIwBsbI
LV.1
24
2020-06-16 14:33
@qinzutaim
估計(jì)是外層繞反了。

今天試驗(yàn)了1.4mH變壓器，原邊15匝，7根0.5，副邊7匝，5根0.5，波形如下

/upload/community/2020/06/16/1592289505-70069.pdf

這個(gè)該怎么改？

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2020-06-17 08:40
@dy-pnIwBsbI
今天試驗(yàn)了1.4mH變壓器，原邊15匝，7根0.5，副邊7匝，5根0.5，波形如下/upload/community/2020/06/16/1592289505-70069.pdf這個(gè)該怎么改？
驅(qū)動(dòng)波形出現(xiàn)前面出現(xiàn)一個(gè)尖是硬開(kāi)關(guān)普遍存在的，就是所謂的米勒效應(yīng)，沒(méi)看出上下管共通的波形，要測(cè)一下開(kāi)關(guān)管的電流波形才知道，如果有的話加大死區(qū)時(shí)間。
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dy-pnIwBsbI
LV.1
26
2020-06-17 11:48
@qinzutaim
驅(qū)動(dòng)波形出現(xiàn)前面出現(xiàn)一個(gè)尖是硬開(kāi)關(guān)普遍存在的，就是所謂的米勒效應(yīng)，沒(méi)看出上下管共通的波形，要測(cè)一下開(kāi)關(guān)管的電流波形才知道，如果有的話加大死區(qū)時(shí)間。

謝謝回復(fù)。

圖中的黃色波形是下管驅(qū)動(dòng)波形。示波器顯示在兩個(gè)正脈沖中間(對(duì)應(yīng)于上管驅(qū)動(dòng)輸出)出現(xiàn)了一個(gè)窄脈沖。我在GS之間并聯(lián)了一個(gè)1nF/1KV電容后測(cè)量幅值有4V左右。

需要電流探頭(這個(gè)探頭真沒(méi)有。)測(cè)量開(kāi)關(guān)管電流嗎？用電流互感器轉(zhuǎn)成電壓測(cè)可以嗎？

1
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2020-06-17 13:36
@dy-pnIwBsbI
謝謝回復(fù)。圖中的黃色波形是下管驅(qū)動(dòng)波形。示波器顯示在兩個(gè)正脈沖中間(對(duì)應(yīng)于上管驅(qū)動(dòng)輸出)出現(xiàn)了一個(gè)窄脈沖。我在GS之間并聯(lián)了一個(gè)1nF/1KV電容后測(cè)量幅值有4V左右。需要電流探頭(這個(gè)探頭真沒(méi)有。)測(cè)量開(kāi)關(guān)管電流嗎？用電流互感器轉(zhuǎn)成電壓測(cè)可以嗎？
可以的，不過(guò)死區(qū)1微秒還共通的可能性不大。
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2022-02-15 15:25
@qinzutaim
可以的，不過(guò)死區(qū)1微秒還共通的可能性不大。

學(xué)習(xí)了！

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