CN109564917B - 具有热熔断体的瞬变电压抑制装置 - Google Patents

具有热熔断体的瞬变电压抑制装置 Download PDF

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Abstract

一种瞬变电压抑制(TVS)装置，包括：具有第一电极和第二电极的TVS二极管、设置在第一电极上的绝缘板、连接到绝缘板的第一终端引线、连接到第二电极的第二终端引线、以及将第一终端引线连接到第一电极的热熔断元件，该热熔断元件配置成当TVS二极管的温度超出预定安全温度时熔化并断开第一终端引线与第一电极之间的电连接。

Description

具有热熔断体的瞬变电压抑制装置
技术领域
本公开总体上涉及电路保护装置的领域，更特别地涉及一种具有热熔断特征的瞬变电压抑制装置。
背景技术
通常在电子电路中使用有时称作稳压二极管或雪崩二极管的瞬变电压抑制(TVS)二极管来保护装置免受因瞬变电压信号而造成的破坏。TVS二极管一般包括一系列相互连接的成组的或堆叠在一起的硅片(silicon die)。TVS二极管中硅片的数量、尺寸、布置和构成决定了二极管的额定电压。
在通常的非瞬变操作条件下，TVS二极管是被反向偏置的。然而，在瞬变条件下，TVS二极管两侧的反向偏置电压会超出二极管的反向击穿电压，造成二极管将瞬变电压钳制到反向击穿电压，从而防止瞬变电压超出与二极管电连接的电子装置所能承受的最大电压。
TVS二极管的缺点是：当TVS二极管遭受超出二极管额定电压的瞬变电压信号时，二极管会过热和出现故障，这可以导致二极管短路(此时会允许显著的后续电流流过短路的二极管并且可以对连接至二极管的装置造成破坏)。
由于这些和其他的考虑，当前的改进是有用的。
发明内容
该发明内容部分旨在以简化的方式介绍一些在下面的具体实施方式中进一步描述的精选概念。该发明内容部分并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或主要特征，也不旨在辅助确定所要求保护的主题的范围。
根据本公开的一个示例性实施例的瞬变电压抑制(TVS)装置可以包括具有第一电极和第二电极的TVS二极管、设置在第一电极上的绝缘板、连接到绝缘板的第一终端引线、连接到第二电极的第二终端引线、以及将第一终端引线连接到第一电极的热熔断元件，该热熔断元件配置成当TVS二极管的温度超出预定安全温度时熔化并断开第一终端引线与第一电极之间的电连接。
根据本公开的另一个示例性实施例的TVS装置可以包括通过热熔断元件彼此连接的第一TVS二极管和第二TVS二极管、围绕热熔断元件并限定一中空内部腔室的绝缘套、连接到第一TVS二极管的电极的第一终端引线、以及连接到第二TVS二极管的电极的第二终端引线，所述热熔断元件配置成当第一TVS二极管和第二TVS二极管中的至少一个的温度超出预定安全温度时熔化并断开第一TVS二极管与第二TVS二极管之间的电连接。
根据本公开的另一个示例性实施例的TVS装置可以包括：具有第一电极和第二电极的TVS二极管、连接到第一电极的第一终端引线、通过热熔断元件连接到第二电极的第二终端引线，该热熔断元件配置成当TVS二极管的温度超出预定安全温度时熔化并断开第二终端引线与第二电极之间的电连接，TVS二极管、第一终端引线、和第二终端引线设置在包括止动元件的壳体内，该止动元件限制TVS二极管在第二终端引线方向上的移动；所述TVS装置还包括以压缩状态保持在所述壳体的一部分与第二终端引线之间的弹簧元件，该弹簧元件偏压第二终端引线远离第二电极。
附图说明
图1a是示出了根据本公开的瞬变电压抑制装置的一个示例性实施例的透视图；
图1b是示出了图1a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其具有覆盖该装置的热熔断元件的低温粘结剂材料；
图1c是示出了图1a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其具有电绝缘外包覆层；
图2a是示出了根据本公开的瞬变电压抑制装置的另一个示例性实施例的透视图；
图2b是示出了图2a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其具有围绕该装置的热熔断元件的绝缘套；
图2c是示出了图2b中示出的绝缘套的横截面细节图；
图2d是示出了图2a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其具有电绝缘外包覆层；
图3a是示出了根据本公开的瞬变电压抑制装置的另一个示例性实施例的透视图；
图3b是示出了图3a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其中该装置的热熔断元件处于打开状态；
图3c是示出了图3a中示出的瞬变电压抑制装置的透视图，其中该装置的壳体是完全组装好的。
具体实施方式
现在将参照附图更加全面地描述根据本公开的瞬变电压抑制(TVS)装置的多个实施例，这些附图中呈现出了TVS装置的优选实施例。然而，本公开的TVS装置可以以许多不同的形式实施并且不应该被解释成局限于这里叙述的这些实施例。相反地，提供这些实施例是为了使得本公开对于本领域技术人员来讲是全面和完整的、且完全表达了TVS装置的范围。在所有这些图中，类似的附图标记表示类似的元件，除非另外指明。
现在参见图1a-1c，示出了根据本公开的一个示例性实施例的TVS装置(下文称为“装置10”)。正如在图1a中最佳示出的，装置10可以包括由成堆或成组的相互连接的硅片14限定的TVS二极管12。硅片14可以限定在TVS二极管12的第一、顶侧上的第一电极16和在TVS二极管12的第二、底侧上的第二电极18。在装置10的正常操作期间，允许电流流过第一与第二电极16、18之间的TVS二极管12，正如在下面更详细地描述的那样。正如本领域普通技术人员将会意识到的，TVS二极管12可以具有由硅片14的数量、尺寸、布置和构成所决定的反向击穿电压和额定电压。
装置10还可以包括设置在第一电极16上的绝缘板20。绝缘板20可以紧固或粘结到第一电极16(例如利用非导电粘结剂)，但是这不是关键的。绝缘板20可以由任何电绝缘的耐热材料构成，包括但不限于陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、各种复合物等等。导电的第一终端引线22可以连接到绝缘板20，比如利用粘结剂或其他紧固设施。导电的第二终端引线24可以直接连接(例如，在它们之间没有绝缘板)到TVS二极管12的第二电极18(比如利用焊料或导电粘结剂)，以与其形成直接的电连接。第一和第二终端引线22、24可以便于装置10与电路内的其他装置的电连接。
仍然参见图1a，装置10还可以包括设置在第一终端引线22与TVS二极管12的第一电极16之间的热熔断元件26。热熔断元件26可以包括通过导电的低温接头30、32连接到第一终端引线22和第一电极16的保险丝元件28。低温接头30、32可以由例如低温导电膏体或低温焊料形成。保险丝元件28和低温接头30、32可以具有接近(优选低于)TVS二极管12的预定“安全温度”的熔化温度。该“安全温度”可以是TVS二极管12的最大安全操作温度，TVS二极管12在该“安全温度”以上可能发生故障和短路。因此，当保险丝元件28和低温接头30、32被加热到接近该安全温度的温度时(例如由瞬变状态期间来自于TVS二极管12的热辐射)，保险丝元件28和低温接头30、32可以熔化，从而断开第一终端引线22与第一电极16之间的导电路径。保险丝元件28还可以具有额定电流，该额定电流对应于当保险丝元件28以传统保险丝的方式遭受过载电流时(例如在瞬变状态期间)会造成保险丝元件28熔化并分离的过载电流。
参见图1b，可以在热熔断元件26的顶部上设置一些低温非导电的粘结剂材料34(为了清楚起见，在图1a中未示出粘结剂材料34)。在一个非限定性示例中，粘结剂材料34可以是热熔融的，不过可以构想到其他的低温非导电的粘结剂材料，并且可以以类似方式实施而不脱离本公开的范围。当粘结剂材料34是固体时(即在低于粘结剂材料34的熔化温度的温度处)，粘结剂材料34可以围绕热熔断元件26，以便于当将装置10被装入保护性的电绝缘外包覆层36(例如塑料)中时，如图1c中所示，外包覆层36将会限定围绕热熔断元件26的穹顶状的或者凸起的部分38。粘结剂材料34可以具有接近(优选低于)TVS二极管12的上述安全温度的熔化温度。因此，当粘结剂材料被加热到接近该安全温度的温度时(例如由瞬变状态期间来自于TVS二极管12的热辐射加热)，粘结剂材料34可以熔化并且可以在围绕热熔断元件26的凸起的部分38内形成空的空间。
当热熔断元件26的保险丝元件28和低温接头30、32熔化时(这可以在粘结剂材料34熔化之后发生或者与粘结剂材料34的熔化基本同时发生，并且这可能是由于瞬变状态期间来自于TVS二极管12的热辐射和/或由于瞬变状态期间高于保险丝元件28的额定电流的过载电流而发生的)，熔化的保险丝元件28和低温接头30、32可以流动或者消散到周围的由熔化的粘结剂材料34排空的空的空间中，从而减轻了电弧放电，而如果熔化的导电元件被限制到紧密的空间并且不允许被消散则会发生电弧放电。
在装置10的正常操作期间，可以允许电流在第一与第二终端引线22、24之间流过热熔断元件26和TVS二极管12，并且TVS二极管12可以以传统的方式操作以钳制超出TVS二极管12的反向击穿电压的电压，以便于保护所连接的装置。然而，如果装置10两侧的电压超出TVS二极管12的额定电压，那么TVS二极管12的温度可能升高到安全温度以上，并且TVS二极管12可以辐射出造成保险丝元件28、低温接头30、32和粘结剂材料34被加热到它们各自的熔化温度的热量。此外或者替代性地，流过保险丝元件28的电流可以超出保险丝元件28的额定电流。因此，保险丝元件28、低温接头30、32以及粘结剂材料34可以以上面所述的方式熔化并分离，从而断开第一终端引线22与TVS二极管12的第一电极16之间的导电路径。因此，尽管瞬变过载电压状态破坏了TVS二极管12并使其短路，但是防止了后续电流流过装置10。
现在参见图2a-2d，示出了根据本公开的另一个示例性实施例的TVS装置(下文称作“装置110”)。正如在图2a中最佳示出的，装置110可以包括由相应的成堆或成组的相互连接的硅片114、115限定的第一和第二TVS二极管112、113。第一和第二TVS二极管112、113可以通过热熔断元件126彼此串联地电连接，热熔断元件可以是或者可以包括保险丝元件128(下面更详细地进行描述)。正如本领域普通技术人员将会意识到的，第一和第二TVS二极管112、113可以具有由它们各自的硅片114、115的数量、尺寸、布置和构成所决定的各自的反向击穿电压和额定电压。
保险丝元件128可以具有接近(优选低于)TVS二极管112、113的预定“安全温度”的熔化温度。该“安全温度”可以是TVS二极管112、113的最大安全操作温度，TVS二极管112、113在该“安全温度”以上可能发生故障和短路。因此，当保险丝元件128被加热到接近该安全温度时(例如由瞬变状态期间来自于TVS二极管112、113的热辐射加热)，保险丝元件128可以熔化，从而断开第一和第二TVS二极管112、113之间的导电路径。第一和第二TVS二极管112、113的安全温度可以是相同的或者可以是不同的。保险丝元件128还可以具有额定电流，该额定电流对应于当保险丝元件128以传统保险丝的方式遭受过载电流时(例如在瞬变状态期间)会造成保险丝元件128熔化并分离的过载电流。
装置110还可以包括可以分别连接(比如利用焊料或导电粘结剂)到第一和第二TVS二极管112、113的第一和第二电极116、118的导电的第一和第二终端引线122、124，以与其形成直接的电连接。第一和第二终端引线122、124可以便于装置110与电路内的其他装置的电连接。
现在参见图2b，装置110还可以包括围绕TVS二极管112、113中间的热熔断元件126的保险丝元件128的绝缘套134(示出为透明的)。绝缘套134可以由任何电绝缘的耐热材料形成，包括但不限于陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、各种复合物等等。绝缘套134可以限定一中空的内部腔室135(图2c)，该内部腔室提供了在径向上围绕保险丝元件128的空的包封空间。
当保险丝元件128熔化时(这可以是由于瞬变状态期间来自于TVS二极管112、113的热辐射和/或由于瞬变状态期间高于保险丝元件128的额定电流的过载电流而发生的)，熔化的保险丝元件128可以流入或消散到周围的由内部腔室135提供的空的空间中，从而减轻了电弧放电，而如果熔化的保险丝元件128被限制到紧密的空间并且不允许被消散则会发生电弧放电。可以构想到装置110的如下实施例，在所述实施例中，绝缘套134的内部腔室135可以填充有灭弧材料(例如沙子)，这可以进一步辅助减轻在保险丝元件128熔化之后发生的电弧放电。如图2d中所示，TVS二极管112、113和绝缘套134可以覆盖有保护性的电绝缘外包覆层138(例如塑料)。
在装置110的正常操作期间，可以允许电流在第一与第二终端引线122、124之间流过第一和第二TVS二极管112、113以及热熔断元件126，并且第一和第二TVS二极管112、113可以以传统的方式操作以钳制超出第一和第二TVS二极管112、113的反向击穿电压的电压，以便于保护所连接的装置。然而，如果装置110两侧的电压超出第一和第二TVS二极管112、113中的一个或两个的额定电压，那么第一和第二TVS二极管112、113中的一个或两个的温度可以升高到它们各自的安全温度以上，导致第一和第二TVS二极管112、113中的一个或两个可以辐射出造成保险丝元件128被加热到其熔化温度的热量。此外或者替代性地，流过保险丝元件128的电流可以超出保险丝元件128的额定电流。因此，保险丝元件128可以以上面所述的方式熔化，从而断开第一和第二TVS二极管112、113之间的导电路径。因此，尽管瞬变过载电压状态破坏了第一和第二TVS二极管112、113并使其短路，但是防止了后续电流流过装置110。
现在参见图3a-3c，示出了根据本公开的另一个示例性实施例的TVS装置(下文称作“装置210”)。参见图3a，装置210可以包括由成堆或成组的相互连接的硅片214限定的TVS二极管212。硅片214可以限定在TVS二极管212的第一、顶侧上的第一电极216和在TVS二极管212的第二、底侧上的第二电极218。在装置210的正常操作期间，允许电流流过第一与第二电极216、218之间的TVS二极管212，正如在下面更详细地描述的那样。正如本领域普通技术人员将会意识到的，TVS二极管212可以具有由硅片214的数量、尺寸、布置和构成所决定的反向击穿电压和额定电压。
装置210还可以包括可以分别电连接到TVS二极管212的第一和第二电极216、218的导电的第一和第二终端引线222、224，以便于装置210与电路内的其他装置的电连接。第二终端引线224可以通过热熔断元件226连接到第二电极218，热熔断元件可以是或者可以包括导电的低温接头232。低温接头232例如可以由低温导电膏体或低温焊料形成。低温接头232可以具有接近(优选低于)TVS二极管212的预定“安全温度”的熔化温度。该“安全温度”可以是TVS二极管212的最大安全操作温度，TVS二极管212在该“安全温度”以上可能发生故障和短路。因此，当低温接头232被加热到接近该安全温度的温度时(例如由瞬变状态期间来自于TVS二极管212的热辐射加热)，低温接头232可以熔化，通过装置210的导电路径可以断开，正如下面进一步描述的那样。
TVS二极管212和第一和第二终端引线222、224可以设置在保护性的电绝缘壳体233内，该壳体例如可以由塑料形成。可以将环氧树脂模制化合物或者类似的材料施加到装置210，以密封装置210的内部并且固化来限定壳体233的前壁237(图3c中示出)，第一和第二终端引线222、224通过前壁伸出。为了清楚起见，图3a和3b中省略了前壁237。壳体233可以包括与其成一体的止动元件236a-d，它们围绕TVS二极管212并且限制TVS二极管212在第一和第二终端引线222、224的方向上的移动(例如图3a中示出的上下方向)。包括第一和第二终端引线222、224以及止动元件236a-d的装置210的内部可以涂有耐热材料(例如硅胶)。耐热材料可以使装置210的内部隔热，以在瞬变状态期间防止装置210周围的装置受到可以由TVS二极管212产生的热量的影响。耐热材料可以另外地防护TVS二极管212抵抗离子渗透。此外，在环氧树脂模制化合物固化之后，耐热材料虽然相比于上述环氧树脂模制化合物相对较软，但是可以在以未固化的状态施加环氧树脂模制化合物时为环氧树脂模制化合物提供物理支撑，并且可以用作缓冲层来防止环氧树脂模制化合物包封并硬化在第二终端引线224周围。因为耐热材料相比于固化的环氧树脂模制化合物相对较软，所以可以允许第二终端引线224在耐热材料内移动(正如下面进一步描述的)，尽管第二终端引线224由耐热材料包围。
仍然参见图3a，装置210还可以包括弹簧元件235，在装置210的正常操作期间，弹簧元件以将第二终端引线224偏压远离TVS二极管212的第二电极218的方式受压地保持在壳体233的内部与第二终端引线224的一部分之间。例如，如图3a中所示，弹簧元件235可以受压地保持在止动元件236d与第二终端引线224的水平取向的部分240之间，该水平取向的部分240相对于第二终端引线224的直接从第二电极218延伸的竖直取向的部分242弯曲90度的角度。当低温接头232是固体时(即在低温下)，由低温接头232提供的连结可以足够强，以抵抗压缩的弹簧元件235的力并保持第二终端引线224与第二电极218之间的电连接。然而，当低温接头232熔化时，这种连结可以被破坏，弹簧元件235可以迫使第二终端引线224从第二电极218弯曲或挠曲离开，如图3b中所示，从而在第二终端引线224与第二电极218之间产生显著的间隙以减轻电弧放电，而如果在瞬变状态期间第二终端引线224保持靠近第二电极218则会发生电弧放电。
在装置210的正常操作期间，可以允许电流在第一与第二终端引线222、224之间流过TVS二极管212，TVS二极管212可以以传统的方式操作以钳制超出TVS二极管212的反向击穿电压的电压，以便于保护所连接的装置。然而，如果TVS二极管212两侧的电压超出TVS二极管212的额定电压，那么TVS二极管212的温度可以升高到安全温度以上，并且TVS二极管212可以辐射出造成低温接头232被加热到其熔化温度的热量。因此，低温接头232可以熔化，允许弹簧元件235如上所述地那样使第二终端引线224移动远离第二电极218，从而断开通过装置210的导电路径。因此，尽管瞬变过载电压状态破坏了TVS二极管212并使其短路，但是防止了后续电流流过装置210。
当在本文使用时，以单数形式叙述并且前面加有“一”或“一个”的元件或步骤应该理解为不排除多个元件或步骤，除非明确记载了这种排除。此外，参照本公开的“一个实施例”并不旨在被解释为排除也结合有所记载的特征的另外实施例的存在。
虽然本公开参照了某些实施例，但是对所述实施例作出的许多修改、替换和变化是可行的，并不脱离如在所附的权利要求中限定的本公开的领域和范围。因此，本公开并不旨在局限于所描述的实施例，而是其具有由后面的权利要求的语言及其等价方式限定的全部范围。

Claims (6)

1.一种瞬变电压抑制装置，包括：
具有第一电极和第二电极的瞬变电压抑制二极管；
连接到第一电极的第一终端引线；
通过热熔断元件连接到第二电极的第二终端引线，该热熔断元件配置成当瞬变电压抑制二极管的温度超出预定安全温度时熔化并断开第二终端引线与第二电极之间的电连接；
瞬变电压抑制二极管、第一终端引线和第二终端引线设置在壳体内，所述壳体包括：
止动元件，所述止动元件限制瞬变电压抑制二极管在第二终端引线的方向上移动；以及
弹簧元件，所述弹簧元件受压地保持在所述壳体的一部分与第二终端引线之间，所述弹簧元件偏压所述第二终端引线远离所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的瞬变电压抑制装置，其中，瞬变电压抑制二极管包括成堆的硅片。
3.根据权利要求1所述的瞬变电压抑制装置，其中，所述热熔断元件包括导电粘结剂。
4.根据权利要求1所述的瞬变电压抑制装置，其中，所述壳体的内部涂有耐热材料。
5.根据权利要求4所述的瞬变电压抑制装置，其中，所述耐热材料是硅胶。
6.根据权利要求1所述的瞬变电压抑制装置，其中，所述弹簧元件支承在所述第二终端引线的第一部分上，所述第一部分从第二终端引线的连接到第二电极的第二部分呈角度地延伸。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109494260B (zh) * 2018-12-28 2024-04-05 山东省半导体研究所 一种oj芯片大功率瞬态抑制保护二极管及其制作方法
CN112420676A (zh) * 2020-11-14 2021-02-26 陕西航空电气有限责任公司 一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286739A1 (en) * 1987-04-14 1988-10-19 Semitron Industries Limited Transit suppression system
CN2585394Y (zh) * 2002-11-29 2003-11-05 郑赞文 热熔断体保护器
CN201001034Y (zh) * 2007-01-05 2008-01-02 陈广赢 接线式信号避雷器
CN101432837A (zh) * 2006-03-28 2009-05-13 爱尔兰力特保险丝有限公司 瞬态电压浪涌抑制
CN105428179A (zh) * 2015-12-31 2016-03-23 洪湖市蓝光电子有限责任公司 一种耐断开电流的合金型热熔断体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE349557A (zh) * 1927-03-11
US3575645A (en) * 1969-07-17 1971-04-20 Gen Motors Corp Power zener package
US3700969A (en) * 1972-02-14 1972-10-24 Gen Motors Corp Repairable semiconductor assembly
US4739070A (en) * 1986-04-23 1988-04-19 The Dow Chemical Company Preparation of substituted (dichloromethyl)pyridines
KR930003554A (ko) * 1991-07-29 1993-02-24 이헌조 마이컴 출력포트의 오동작 방지방법
US6980411B2 (en) * 2003-06-04 2005-12-27 Bel Fuse Incorporated Telecom circuit protection apparatus
US7567416B2 (en) 2005-07-21 2009-07-28 Cooper Technologies Company Transient voltage protection device, material, and manufacturing methods
WO2009132170A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Access Business Group International Llc Input protection circuit
CN201438458U (zh) * 2009-08-21 2010-04-14 朝阳无线电元件有限责任公司 金属封装瞬态电压抑制二极管
US20120170163A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-05 Adrian Mikolajczak Barrier diode for input power protection
CN104347565B (zh) * 2013-07-23 2017-02-15 中国振华集团永光电子有限公司 瞬态电压抑制二极管封装结构
DE102013217320A1 (de) 2013-08-30 2015-03-05 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Sicherungselement für eine Überspannungsschutzeinrichtung
CN204165676U (zh) 2014-11-17 2015-02-18 天水华天传感器有限公司 一种绝缘防雷变送器
US10148079B2 (en) * 2015-04-07 2018-12-04 Dongguan Littelfuse Electronics Co., Ltd. Surge protection device
DE102017218582B4 (de) * 2017-10-18 2019-12-24 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Bauraumbegrenztes Schutzmodul mit zumindest zwei Überspannungsschutzelementen in parallelen Stromzweigen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286739A1 (en) * 1987-04-14 1988-10-19 Semitron Industries Limited Transit suppression system
CN2585394Y (zh) * 2002-11-29 2003-11-05 郑赞文 热熔断体保护器
CN101432837A (zh) * 2006-03-28 2009-05-13 爱尔兰力特保险丝有限公司 瞬态电压浪涌抑制
CN201001034Y (zh) * 2007-01-05 2008-01-02 陈广赢 接线式信号避雷器
CN105428179A (zh) * 2015-12-31 2016-03-23 洪湖市蓝光电子有限责任公司 一种耐断开电流的合金型热熔断体

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