CN102971936A - 通/断开关和使用所述通/断开关的待机功率关断设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于器具/电子产品的待机功率关断设备，包括：通/断开关，其根据用于接通开关的运动来从第一旋钮的机械移动由其自身生成功率，并生成使用对应功率的“通”信号；通/断开关单元，其生成用于对应的产品的“通/断”信号；供电单元，其通过接收外部输入功率来提供用于对应的产品的每个内部功能单元的操作功率；功率开关单元，其响应于驱动信号来切断或连接用于被提供给电源单元的输入功率的供电路径；控制单元，其响应于从通/断开关单元生成的“断”信号来生成用于使对应的产品断电的控制信号；以及驱动单元，其接收来自从通/断开关单元生成的“通”信号的功率的驱动功率，驱动该功率开关单元来连接供电路径，并且响应于由控制单元提供的“断电”控制信号来驱动功率开关单元来切断供电路径。

Description

通/断开关和使用所述通/断开关的待机功率关断设备

技术领域

本发明一般地涉及用于切断待机功率的装置，如果被连接到各种器具/电子产品的电源插头没有被拔出，则在这些器具/电子产品被“断电”时，该待机功率被浪费。本发明具体地涉及在没有拔出电源插头的情况完全切断待机功率的待机功率切断装置以及可以被应用于此的用于通/断操作的通/断开关。

背景技术

通常，器具/电子产品通过将产品的电源插头连接到安装在家或办公室中的插座来被提供有110V或220V的AC商用电源到内部供电单元，并且通过由供电单元将商用电源转换成正常DC操作电源来使用该电源。该器具/电子产品消耗最小的必要功率，即，待机功率，用于操作生成用于检测由用户进行的通电/断电操作的信号的通/断开关，以及用于驱动用于向甚至处于一般断电状态的供电单元提供功率的功率开关单元。

用来切断待机功率最可靠的方法是从插座拔出电源插头，但是对于每当用户不使用该产品执行该操作是非常麻烦的，并且因为电源插头通常是保持连接的，所以待机功率持续地被消耗。

因此，为了减少待机功率，各种待机功率减少插座和待机功率减少设备已经被研究并且被提供。尤其是，为了减少待机功率，世界各国将所有电子产品的待机功率限制到1W或更少并且为逐步加强该规则而推行计划。

然而，由于限制不调整功率因数，所以这些国家的总体的功率产生量在限制之前和之后没有太大的差别，能量的浪费和限制之前一样，并且由功率产生所引起的CO₂的生成量保持一样。因此，环境持续受到污染。另外，由于结合了用于满足其中待机功率被保持为1W或更少的限制的附加复杂的配置，所以已经存在增加产品价格的问题。

发明内容

技术问题

因此，构想本发明以便解决如上所述的常规技术中的问题并且提供待机功率切断装置，其在如果器具/电子产品被断电的情况下甚至在器具/电子产品的电源插头被插入时，将待机功率完全切断为电源插头被拔出那样。

技术解决方案

为了实现如上所述的目的，本发明的一方面提供了器具/电子产品的待机功率关断设备，包括：通/断开关单元，其通过由接通控制进行第一旋钮的机械移动来自生成功率，包括生成具有该功率的“通”信号的自生成通/断开关，并且生成该产品的通/断信号；供电单元，其通过被提供有外部输入功率来提供用于操作产品的内部功能单元的功率；功率开关单元，其由驱动信号所驱动并且切断或连接被供应到供电单元的外部输入功率的供电路径；控制单元，其生成用于通过从通/断开关单元生成的“断”信号来使产品断电的控制信号；以及，驱动单元，其通过从通/断开关单元生成的通-信号功率获得驱动功率，驱动功率开关单元来连接供电路径，并且根据用于从控制单元供应的用于断电的控制信号来驱动功率开关单元来切断供电路径。

根据本发明的另一方面，本发明提供了自生成通/断开关，其用于器具/电子产品的通/断操作，包括：通-开关模块，其通过根据接通控制的第一旋钮的机械移动来自生成功率，并且生成具有该功率的“通”信号；以及断-开关模块，其根据通过第一旋钮或除该第一旋钮以外提供的第二旋钮的操作进行接触点的接触或分离来生成“断”信号。

有利的效果

如上所述，根据本发明的通/断开关和待机功率切断装置可以在器具/电子产品被断电时没有拔出电源插头的情况下完全切断待机功率，所以不需要管理功率因数。如果根据本发明的装置被应用到所有产品，由待机功率所浪费的一个国家的功率生成量被减少100%，并且此外，在功率产生时生成的CO₂被减少以防止地球的环境污染。

附图说明

图1A和1B是示意性地图示了根据本发明的第一实施例的自生成通/断开关的结构的示图；

图2A和2B是示意性地图示了根据本发明的第二实施例的自生成通/断开关的结构的附图；

图3是图示了根据本发明的第一实施例的被提供有待机功率切断装置的器具/电子产品的对应单元的电路的框图；以及

图4是图示了根据本发明的第二实施例的被提供有待机功率切断装置的器具/电子产品中的对应单元的电路的框图。

具体实施方式

现在参考附图描述各方面。在下文中，描述了刻度盘旋钮、微计算机、按钮、闭锁继电器、棒状按钮等，但是它们仅为了更容易地理解本发明而被提供。此外，在以下描述中发现的各种具体定义仅被提供来帮助本发明的一般理解，并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以在没有此类定义的情况下被实现。

图1A和1B是示意性地图示了根据本发明的第一实施例的自生成通/断开关的结构的示图，图1A是该结构的平面图而图1B是该结构的侧视图。在图1A和1B中图示的根据本发明的自生成通/断开关被采用为用于使需要对应的待机功率切断的器具/电子产品进行工作的通/断操作的开关。在这一点上，根据本发明的自生成通/断开关独特地包括一种结构，其自生成用于接通信号和在“通”操作时的接通操作的功率。

就是说，在对应的产品处于“断”状态时，通过关闭被安装在通向被提供有外部功率并且生成用于操作对应的产品的功率的供电单元的供电路径上的功率开关单元来完全地切断待机功率。在这点上，在接通对应的产品的时候，本发明自生成用于操作在自生成通/断开关处的功率开关单元的功率。

参考图1，根据本发明的第一实施例的自生成通/断开关1通过用户的接通操作来利用第一旋钮（刻度盘旋钮11）的机械移动来自生成功率，并且生成具有该功率的接通信号。自生成通/断开关1可以包括生成“通”信号的通-开关模块以及生成“断”信号的断-开关模块，并且可以由例如管状的刻度盘旋钮11所实现，该刻度盘旋钮11以可旋转方式被安装在底板16上并且包括洞（hollow）和被提供在刻度盘旋钮11的洞中并且可以被按压的按钮14。

在刻度盘旋钮11内部，用于功率生成的多个永磁铁被安装，其中北极和南极被交替地布置在适当的位置中，并且用于功率生成的线圈8被安装在该按钮14内部。因此，在刻度盘旋钮11被旋转时，被布置在其中的永磁铁13围绕作为旋转轴的按钮14进行旋转，使得N极和S极被交替地改变，并且因此在按钮14中提供的线圈8中生成电流。生成的电流通过被连接到线圈8的输入-输出线12生成。因此，被安装在刻度盘旋钮11中的永磁铁13和在按钮14中提供的线圈8被彼此连接以形成生成结构。

同时，在自生成通/断开关1中生成“断”信号的断-开关模块可以通过按钮14和轻触开关（tact switch）15来实现。就是说，按压按钮14的操作将被提供有来自用户的用于使对应的装置断电的操作。与按钮14连接的轻触开关15被提供成接触到按钮14的下部分。在按钮14被按压时，轻触开关15的接触点C1和C2被连接，并且在按钮14未被按压时，按钮14通过轻触开关15中的弹簧的功率返回到原始位置，使得轻触开关15的接触点C1和C2被分离。

根据如上所述的本发明的第一实施例可以配置自生成通/断开关1。在该配置中，刻度盘旋钮11可以具有可旋转的结构并且还可以具有在其中按压整个刻度盘旋钮11的结构。在那种情况下，轻触开关被安装在刻度盘旋钮下方使得在该刻度盘旋钮被按压时通过轻触开关生成“断”信号。此外，自生成通/断开关1可以具有根据本发明的各种结构。

图2A和2B是示意性地图示了根据本发明的第二实施例的自生成通/断开关的结构的附图。图2A是该结构的平面图而图2B是该结构的侧视图。参考图2A和2B，根据本发明的第二实施例的自生成通/断开关1通过由用户执行接通操作来由第一旋钮（棒状按钮2）的机械移动自生成功率，并且生成具有该功率的接通信号。基本地，自生成通/断开关1包括小型发电机7和与小型发电机7的转子相连接的可旋转的小齿轮6以及具有与该小齿轮6相连接的齿条传动结构的棒状按钮2。此外，自生成通/断开关1可以包括支撑构件3，其支撑并引导棒状按钮2的移动。

利用以上的结构，在棒状按钮2在A方向上被按压时，与棒状按钮2的齿条传动结构啮合的小齿轮6旋转以使发电机7的转子旋转，以便生成功率。棒状按钮2包括用于提供恢复力的弹簧4，因此在被按压的棒状按钮2未被按压时，弹簧4在B方向上往回移动，使得棒状按钮2返回到原始位置。

同时，在用户执行按压棒状按钮2的操作时，装置的电源可以被断电（就是说，在对应的产品处于“断”状态时，棒状按钮的操作可以接通对应的装置，并且在对应的装置处于“通”状态时，棒状按钮的操作可以关闭对应的产品）。针对该配置，在棒状按钮2被按压时，可以提供生成“断”信号的光耦合器5。就是说，在棒状按钮2被按压时，从光耦合器5的发光设备生成的光被按钮2的一端和被按压的弹簧4所阻挡，使得光未被输入到光接收元件。

本文中，可以参考图3来详细描述根据本发明的第一实施例的待机功率切断装置，其被提供有根据本发明的第一或第二实施例的自生成通/断开关。

图3是图示了根据本发明的第一实施例的被提供有待机功率切断装置的器具/电子产品的对应单元的电路的框图。参考图3，根据本发明的第一实施例的待机功率关断设备基本地包括：通/断开关单元27，其包括如图1A、1B、2A和2B中所图示的自生成通/断开关1，并且生成用于使对应的产品通电或断电的通/断信号；供电单元22，其通过被提供有外部输入功率来提供用于操作对应产品20的各个内部功能单元的功率；功率开关单元26，其切断或连接由驱动信号所驱动的并且由供电单位所提供的输入功率的供电路径；控制单元23，其生成用于通过从通/断开关单元27生成的“断”信号来使对应产品的电源断电的控制信号；以及驱动单元24，其获得从通/断开关单元27生成的通-信号功率信号，驱动功率开关单元26来连接到供电路径，并且根据从控制单元23提供的用于使电源断电的控制信号来驱动功率开关单元来切断供电路径。此时，例如，自生成通/断开关1采用图1中所图示的第一实施例的结构。

供电单元22可以被配置成被提供有110V或220V的商用AC电源并且生成例如12V或5V的功率VCC和VP以用于操作该产品。

可以由用于仅通过驱动信号进行通电和断电的闭锁继电器来实现功率开关单元26。

可以由微计算机U1实现控制单元23以便控制整个操作状态、计算和确定。

通/断开关单元27可以仅包括如图1A、1B、2A和2B中所图示的自生成通/断开关1。此外，在根据本发明的实施例的其中自生成通/断开关1生成AC电功率的结构中，通/断开关单元27可以包括AC-DC转换器21，其用于将生成的AC电功率转换成DC电功率并且AC-DC转换器21供应用于操作驱动单元24的功率VG。此外，在操作功率VG从AC-DC转换器21被充分地供应到驱动单元24之后，时间延迟单元25可以被提供用于延迟来自AC-DC转换器21的信号输出以提供延迟的信号到驱动单元24，使得该驱动单元24被接通。

驱动单元24可以被实现成具有一种结构，其将从通/断开关单元27提供的“通”信号与第一到第四晶体管（例如，NPN型晶体管）相连接，以便通过控制单元23的控制信号来执行切换。

在这点上，驱动单元24的第一和第二晶体管Q1和Q2具有一种结构，其中从供电单元22提供的操作功率VCC和与从通/断开关单元27提供的“通”信号相对应的操作功率VG分别从输入（例如，集电极端子）提供，第二晶体管Q2的输出（例如，发射极端子）与功率开关单元26的螺线管的第一端子S相连接，并且第一晶体管Q1的输出（发射极端子）与螺线管的第二端子R相连接。此外，第三晶体管Q3的输入（集电极端子）被连接到螺线管的第一端子S，输出（发射极端子）被连接到接地端子，第四晶体管Q4的输入（集电极端子）被连接到螺线管的第二端子R，并且输出（发射极端子）被连接到接地端子。

根据该配置，在来自通/断开关单元27的“通”信号被施加到处于“高”态的第一和第四晶体管Q1和Q4的基极端子时，该第一和第四晶体管Q1和Q4被接通，电流从功率开关单元26的闭锁继电器的螺线管的第二端子R流到第一端子S，使得该螺线管被激励，闭锁继电器的接触点C3和C4接触到彼此，并且功率被供应到供电单元22。

同时，在根据如图1中所图示的第一实施例的自生成通/断开关1的按钮14被按压以便关闭产品的电源时，轻触开关15的接触点C1和C2接触到彼此并且接触点C1具有在其中接触点C1与控制单元23的微计算机输入I1相连接的配置并通过电阻 R1被提供有用于操作对应的产品的功率VCC，并且接触点C2被连接到接地端子。因此，接触点C1和C2接触到彼此，处于低态的信号被供应给控制单元23的微计算机输入I1。

以同样的方式，在根据如图2中所图示的第二端子的自生成通/断开关1的棒状按钮2被按压时，通过光耦合器5处于低态的信号被配置成被供应到微计算机U1的输入I1。

在控制单元23的微计算机U1的输入I1处于低态时，控制单元23可以被配置使得输出O1是处于高态的输出并且被施加到驱动单元的第二和第三晶体管Q2和Q3的基极端子以便切断电源。在这点上，控制单元23因此被配置使得第二和第三晶体管Q2和Q3被接通，电流从功率开关单元26的闭锁继电器的螺线管的第一端子S流到第二端子R，使得该螺线管被激励，接触点C3和C4被分离，并且到供电单元22的电源被切断。

在下文中，更详细地描述了根据本发明的待机功率切断装置的操作。例如，在如图1中所图示的底板16上配置的刻度盘旋钮11被旋转以便生成用于接通该产品的电源的初始电力时，在刻度盘旋钮11中的永磁铁13旋转并且N极和S极交替，并且电流在被安装在按钮14中的线圈8中流动，从而生成电力。

此外，根据另一方法，在棒状按钮2在如图2中所图示的A方向上被按压时，与棒状按钮2的齿条传动结构互锁的小齿轮6旋转，使得发电机7的转子被旋转，从而生成电力。

以这种方式生成的电力可以是交流电。在这种情况下，通过如图2中所图示的AC-DC转换器21将交流电转换成直流电，使得驱动功率VG被供应给驱动单元24。为了安全地驱动功率开关单元26的闭锁继电器26,在驱动单元的功率VG被稳定后，通过时间延迟单元来延迟“通”信号，使得在一定时间之后具有该功率的“通”信号被供应给驱动单元24。被供应给驱动单元24的“通”信号被施加到处于高态的驱动单元24的第一和第四晶体管Q1和Q4的基极端子，并且第一和第四晶体管Q1和Q4被接通，使得电流从闭锁继电器的螺线管的第二端子R流到第一端子S，使得该螺线管被激励，闭锁继电器的接触点C3和C4接触到彼此，并且功率被供应到供电单元22。

如果功率被供应到供电单元22，则功率单元22生成并且供应为产品所需要的功率。在所需要的功率被供应到控制单元23时，该控制单元23开始控制并且执行该产品的功能。

同时，本文描述了用于使正常操作的产品断电的操作。在图1的按钮14被按压时，被安装在按钮14下方的轻触开关15的旋钮被按压，轻触开关15的接触点C1和C2接触到彼此，使得电阻R1被串联连接并且微计算机U1的输入I1变成低态。

以另一种方式，在图2中所图示的棒状按钮2在A方向上被按压时，棒状按钮2阻挡由光耦合器5发射的光并且微计算机U1的输入I1通过阻挡光传输而变成低态。

在控制单元23的微计算机U1的输入I1是处于低态的输入时，微计算机U1确定来关闭电源并且供应处于高态的微计算机U1的输出O1。输出O1被施加到驱动单元24的第二和第三晶体管Q2和Q3的基极端子，使得第二和第三晶体管Q2和Q3被接通。因此，电流从闭锁继电器的螺线管的第一端子S流到第二端子R，使得该螺线管以与“通”状态相反的状态被激励，并且闭锁继电器的接触点C3和C4被分离以切断被供应到供电单元22的电源，从而完全地切断待机功率。

如上所述，本发明可以体现通/断开关和使用该通/断开关的待机功率切断装置，并且因此执行通/断开关操作以及待机功率切断操作。与此同时，利用具体实施例来在以上描述了本发明，但是在不偏离本发明的范围的情况下，各种修改也许是可能的。

例如，在如上所述的实施例中，从通/断开关单元27生成的“通”信号被提供给驱动单元24，并且驱动单元24驱动功率开关单元26，但是也许可能的是，从通/断开关单元27生成的“通”信号直接地驱动功率开关单元26。参考图4，将更详细地描述该操作。

图4是图示了根据本发明的第二实施例的被提供有待机功率切断装置的器具/电子产品中对应单元的电路的框图。根据图4中所图示的第二实施例的配置最类似于图3中所图示的第一实施例的配置。然而，第二实施例具有一种结构，在其中在由光三端双向可控硅（photo-triac）配置的功率开关单元28中执行图2中所图示的第一实施例的配置中的驱动单元24和功率开关单元26的角色，所述光三端双向可控硅是在图4中所图示的第二实施例中连接光耦合器和三端双向可控硅（triac）的结构。在这种情况下，所认为的是，光三端双向可控硅的光耦合器部分作为驱动单元起作用，并且三端双向可控硅部分作为功率开关单元起作用。

就是说，第二实施例可以具有一种结构，在其中从通/断开关单元1生成的“通”信号（功率）被供应到功率开关单元28的光三端双向可控硅的发光二极管D8，并且从控制单元23的微计算机U1的第三输出O3输出的控制信号被提供给共同的光三端双向可控硅的发光二极管D8。

因此，在从通/断开关单元1生成的“通”信号（功率）被供应到功率开关单元28的光三端双向可控硅的发光二极管D8时，光三端双向可控硅被接通，使得光三端双向可控硅的主传输线T1和T2变成连接。因此，功率被供应到供电单元22，并且供电单元22生成为产品所需要并被提供用于该产品的功率。在这点上，在功率被供应给控制单元23的微计算机U1时，微计算机U1使第三输出O3处于高态并且将第三输出O3供应给光三端双向可控硅的发光二极管D8，使得光三端双向可控硅持续地处于接通状态并且使到供电单元22的电源也被持续。

在下文中，在该产品被断电时，控制单元23的微计算机U1输出处于低态的第三输出O3，使得光三端双向可控硅的发光二极管D8的电源被切断并且发光。因此，光三端双向可控硅被关闭，该光三端双向可控硅的主传输线T1和T2被切断，被供应到供电单元22的功率被切断，并且待机功率变成零。

如上所述，使用根据本发明的第二实施例的光三端双向可控硅的待机功率切断装置被配置，并且在这种情况下，通/断开关单元27可以不被提供有如在图3中所图示的第一实施例中提供的时间延迟单元25。

Claims (12)

1.一种器具/电子产品的待机功率切断装置，包括：

通/断开关单元，其通过由接通控制进行第一旋钮的机械移动来自生成功率，包括生成具有所述功率的“通”信号的自生成通/断开关，并且生成所述产品的通/断信号；

供电单元，其通过被提供有外部输入功率来提供用于操作产品的内部功能单元的功率；

功率开关单元，其由驱动信号所驱动并且切断或连接被供应到所述供电单元的外部输入功率的供电路径；

控制单元，其生成用于通过从通/断开关单元生成的“断”信号使所述产品断电的控制信号；以及

驱动单元，其通过从通/断开关单元生成的通-信号功率获得驱动功率，驱动所述功率开关单元来连接所述供电路径，并且根据从控制单元供应的用于断电的控制信号来驱动所述功率开关单元来切断所述供电路径。

2.根据权利要求1所述的待机功率关断设备，其中所述通/断开关单元包括AC-DC转换器，其将从自生成通/断开关生成的AC功率转换成DC功率，使得AC-DC转换器提供用于所述驱动单元的驱动功率的“通”信号，并且通过将从AC-DC转换器输出的信号延迟预定时间来提供“通”信号，使得所述驱动单元驱动所述功率开关单元来连接所述供电路径。

3.根据权利要求1所述的待机功率关断设备，其中所述自生成通/断开关包括：

具有洞的管状刻度盘旋钮，其以可旋转的方式被安装在底板上，如所述第一旋钮；以及

按钮，其在所述洞中被提供并且可以被按压，以及

其中具有交替地布置的N极和S极的用于功率生成的多个永磁铁被安装在所述刻度盘旋钮内部，用于功率生成的线圈被安装在所述按钮中，并且通过旋转所述刻度盘旋钮并且通过穿过所述线圈在所述永磁铁和所述线圈之间的相互作用来生成对应于“通”信号的电流。

4.根据权利要求3所述的待机功率关断设备，进一步包括：

轻触开关，其与所述按钮相连接，以及

其中在按压所述按钮时所述轻触开关的接触点被连接，并且通过所述轻触开关的操作生成通/断开关单元的所述“断”信号。

5.根据权利要求1所述的待机功率关断设备，其中所述自生成通/断开关包括：

发电机；

可旋转的小齿轮，其与所述发电机的转子相连接；以及

棒状按钮，其具有与所述小齿轮相连接的齿条传动结构，如所述第一旋钮，以及

其中与所述棒状按钮的齿条传动结构互锁的所述小齿轮通过根据按压所述棒状按钮的操作的移动进行旋转，以旋转所述发电机的转子，以便生成对应于所述“通”信号的电流。

6.根据权利要求5所述的待机功率关断设备，进一步包括：

光耦合器，其中通过所述棒状按钮的移动来使从发光二极管生成的光被阻挡，以便不被输入到接收元件，

其中根据所述光耦合器的输出生成所述通/断开关单元的所述“断”信号。

7.一种用于器具/电子产品的通/断操作的自生成通/断开关，包括：

通-开关模块，其通过根据接通控制的第一旋钮的机械移动来自生成功率，并且生成具有所述功率的“通”信号；以及

断-开关模块，其根据通过所述第一旋钮或除所述第一旋钮以外提供的第二旋钮的操作进行所述接触点的接触或分离来生成“断”信号。

8.根据权利要求7所述的自生成通/断开关，进一步包括：

AC-DC转换器，其将从所述通-开关单元生成的功率转换成DC功率，以及

时间延迟单元，其将从所述AC-DC转换器输出的信号延迟预定时间。

9.根据权利要求7所述的自生成通/断开关，其中所述通-开关模块包括：

具有洞的管状刻度盘旋钮，其以可旋转的方式被安装在底板上，如所述第一旋钮；以及

按钮，其在所述刻度盘旋钮的洞中被提供并且可以被按压，如所述第二旋钮，以及

其中具有交替地布置的N极和S极的用于功率生成的多个永磁铁被安装在所述刻度盘旋钮内部，用于功率生成的线圈被安装在所述按钮中，并且通过旋转所述刻度盘旋钮并且通过穿过所述线圈在永磁铁和线圈之间的相互作用来生成对应于“通”信号的电流。

10.根据权利要求9所述的自生成通/断开关，其中所述通-开关模块进一步包括：

轻触开关，其与所述按钮相连接，以及

其中在按压所述按钮时所述轻触开关的接触点被连接，并且通过轻触开关的操作来生成通/断开关单元的所述“断”信号。

11.根据权利要求7所述的自生成通/断开关，其中所述通-开关模块包括：

发电机；

可旋转的小齿轮，其与所述发电机的转子相连接；以及

棒状按钮，其具有与所述小齿轮相连接的齿条传动结构，如所述第一旋钮，以及

其中与所述棒状按钮的齿条传动结构互锁的所述小齿轮通过根据按压所述棒状按钮的操作的移动进行旋转，以旋转所述发电机的转子，以便生成对应于所述“通”信号的电流。

12.根据权利要求11所述的待机功率关断设备，其中所述断-开关模块包括：

光耦合器，其中通过所述棒状按钮的移动使从发光二极管生成的光被阻挡，以便不被输入到接收元件，以及

其中根据所述光耦合器的输出来生成所述通/断开关单元的所述“断”信号。

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