CN205847123U - 一种三相t型五电平逆变器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三相T型五电平逆变器电路。包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3、直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4 依次串联后连接在直流电源U dc的两端;所述T型五电平逆变桥包括桥臂A、桥臂B、桥臂C、正直流母线和负直流母线;所述正直流母线与直流电源U dc的正极性端连接,所述负直流母线与直流电源U dc的负极性端连接。克服现有技术中五电平二极管钳位逆变器存在结构复杂,可靠性差,二极管开关损耗大,转换效率低的问题,实现节省大量钳位二极管,降低开关损耗,提高转换效率,简化拓扑结构和运行更加可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子电路领域,具体地,涉及一种三相T型五电平逆变器电路。
背景技术
自人类社会进入电气时代,电能作为一种可再生的清洁能源,被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、经济飞跃的主要动力。
逆变器作为直流—交流电能转换的主要装置,其功率等级,电压等级,转换效率,可靠性等问题是衡量其性能的主要标志。但现有五电平二极管钳位逆变器存在结构复杂,可靠性差,二极管开关损耗大,转换效率低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,针对上述问题,提出一种三相T型五电平逆变器电路,以节省大量钳位二极管,降低开关损耗,提高转换效率,使拓扑结构更加简单,运行更加可靠。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种三相T型五电平逆变器电路,包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3、直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4 依次串联后连接在直流电源U dc的两端,直流分压电容C 1和直流分压电容C 2连接后构成的节点为电位点N+,直流分压电容C 2和直流分压电容C 3连接后构成的节点为电位点N,直流分压电容C 3和直流分压电容C 4连接后构成的节点为电位点N—;
所述T型五电平逆变桥包括桥臂A、桥臂B、桥臂C、正直流母线和负直流母线,桥臂A、桥臂B和桥臂C的电路结构相同;
所述正直流母线与直流电源U dc的正极性端连接,所述负直流母线与直流电源U dc的负极性端连接,所述桥臂A包括全控型开关管Sa1、全控型开关管Sa2、全控型开关管Sa3、全控型开关管Sa4、全控型开关管Sa5、全控型开关管Sa6、全控型开关管Sa7和全控型开关管Sa8,全控型开关管Sa1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sa1的发射极与全控型开关管Sa2的集电极连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极连接,全控型开关管Sa3的发射极与全控型开关管Sa4的集电极连接,全控型开关管Sa4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sa5的集电极与全控型开关管Sa1的发射极和全控型开关管Sa2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sa7的集电极与全控型开关管Sa6的集电极连接,全控型开关管Sa6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sa7的发射极与全控型开关管Sa2的发射极和全控型开关管Sa3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的发射极与全控型开关管Sa3的发射极和全控型开关管Sa4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极之间的节点作为逆变器A相输出端。
进一步地,所述桥臂B包括全控型开关管Sb1、全控型开关管Sb2、全控型开关管Sb3、全控型开关管Sb4、全控型开关管Sb5、全控型开关管Sb6、全控型开关管Sb7和全控型开关管Sb8,全控型开关管Sb1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sb1的发射极与全控型开关管Sb2的集电极连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极连接,全控型开关管Sb3的发射极与全控型开关管Sb4的集电极连接,全控型开关管Sb4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sb5的集电极与全控型开关管Sb1的发射极和全控型开关管Sb2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sb7的集电极与全控型开关管Sb6的集电极连接,全控型开关管Sb6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sb7的发射极与全控型开关管Sb2的发射极和全控型开关管Sb3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的发射极与全控型开关管Sb3的发射极和全控型开关管Sb4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极之间的节点作为逆变器B相输出端。
进一步地,所述桥臂C包括全控型开关管Sc1、全控型开关管Sc2、全控型开关管Sc3、全控型开关管Sc4、全控型开关管Sc5、全控型开关管Sc6、全控型开关管Sc7和全控型开关管Sc8,全控型开关管Sc1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sc1的发射极与全控型开关管Sc2的集电极连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极连接,全控型开关管Sc3的发射极与全控型开关管Sc4的集电极连接,全控型开关管Sc4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sc5的集电极与全控型开关管Sc1的发射极和全控型开关管Sc2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sc7的集电极与全控型开关管Sc6的集电极连接,全控型开关管Sc6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sc7的发射极与全控型开关管Sc2的发射极和全控型开关管Sc3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的发射极与全控型开关管Sc3的发射极和全控型开关管Sc4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极之间的节点作为逆变器C相输出端。
进一步地,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4的电容值相等,均为2200μF。
本实用新型各实施例的一种三相T型五电平逆变器电路,包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3、直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4 依次串联后连接在直流电源U dc的两端;所述T型五电平逆变桥包括桥臂A、桥臂B、桥臂C、正直流母线和负直流母线;所述正直流母线与直流电源U dc的正极性端连接,所述负直流母线与直流电源U dc的负极性端连接,克服现有技术中五电平二极管钳位逆变器存在结构复杂,可靠性差,二极管开关损耗大,转换效率低的问题,实现节省大量钳位二极管,降低开关损耗,提高转换效率,简化拓扑结构和运行更加可靠的优点。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1为本实用新型实施例所述的一种三相T型五电平逆变器的电子电路图;
图2为本实用新型实施例所述的一种三相T型五电平逆变器的桥壁A五电平开关状态图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
具体地,一种三相T型五电平逆变器电路,包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3、直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4 依次串联后连接在直流电源U dc的两端,直流分压电容C 1和直流分压电容C 2连接后构成的节点为电位点N+,直流分压电容C 2和直流分压电容C 3连接后构成的节点为电位点N,直流分压电容C 3和直流分压电容C 4连接后构成的节点为电位点N—;
所述T型五电平逆变桥包括桥臂A、桥臂B、桥臂C、正直流母线和负直流母线,桥臂A、桥臂B和桥臂C的电路结构相同;
所述正直流母线与直流电源U dc的正极性端连接,所述负直流母线与直流电源U dc的负极性端连接,
所述桥臂A包括全控型开关管Sa1、全控型开关管Sa2、全控型开关管Sa3、全控型开关管Sa4、全控型开关管Sa5、全控型开关管Sa6、全控型开关管Sa7和全控型开关管Sa8,全控型开关管Sa1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sa1的发射极与全控型开关管Sa2的集电极连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极连接,全控型开关管Sa3的发射极与全控型开关管Sa4的集电极连接,全控型开关管Sa4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sa5的集电极与全控型开关管Sa1的发射极和全控型开关管Sa2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sa7的集电极与全控型开关管Sa6的集电极连接,全控型开关管Sa6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sa7的发射极与全控型开关管Sa2的发射极和全控型开关管Sa3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的发射极与全控型开关管Sa3的发射极和全控型开关管Sa4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极之间的节点作为逆变器A相输出端。
所述桥臂B包括全控型开关管Sb1、全控型开关管Sb2、全控型开关管Sb3、全控型开关管Sb4、全控型开关管Sb5、全控型开关管Sb6、全控型开关管Sb7和全控型开关管Sb8,全控型开关管Sb1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sb1的发射极与全控型开关管Sb2的集电极连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极连接,全控型开关管Sb3的发射极与全控型开关管Sb4的集电极连接,全控型开关管Sb4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sb5的集电极与全控型开关管Sb1的发射极和全控型开关管Sb2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sb7的集电极与全控型开关管Sb6的集电极连接,全控型开关管Sb6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sb7的发射极与全控型开关管Sb2的发射极和全控型开关管Sb3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的发射极与全控型开关管Sb3的发射极和全控型开关管Sb4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极之间的节点作为逆变器B相输出端。
所述桥臂C包括全控型开关管Sc1、全控型开关管Sc2、全控型开关管Sc3、全控型开关管Sc4、全控型开关管Sc5、全控型开关管Sc6、全控型开关管Sc7和全控型开关管Sc8,全控型开关管Sc1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sc1的发射极与全控型开关管Sc2的集电极连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极连接,全控型开关管Sc3的发射极与全控型开关管Sc4的集电极连接,全控型开关管Sc4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sc5的集电极与全控型开关管Sc1的发射极和全控型开关管Sc2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sc7的集电极与全控型开关管Sc6的集电极连接,全控型开关管Sc6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sc7的发射极与全控型开关管Sc2的发射极和全控型开关管Sc3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的发射极与全控型开关管Sc3的发射极和全控型开关管Sc4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极之间的节点作为逆变器C相输出端。
所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4的电容值相等,均为2200μF。
结合图1,新型三相T型五电平逆变器,包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3与直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,
直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3与直流分压电容C 4相互串联,直流分压电容C 1连接直流电源U dc的正端,直流分压电容C 4连接直流电源U dc的负端,电位点N+是直流分压电容C 1与直流分压电容C 2的中点,与T型逆变桥的上中点n+相连,电位点N是直流分压电容C 2与直流分压电容C 3的中点,与T型逆变桥的中点n相连,电位点N—是直流分压电容C 3与直流分压电容C 4的中点,与T型逆变桥的下中点n—相连,
T型五电平逆变桥由桥臂A、桥臂B和桥臂C三相组成,T型五电平逆变桥直流母线的正端与直流电源U dc正端相连,T型五电平逆变桥直流母线的负端与直流电源U dc负端相连,T型逆变桥的上中点n+与电位点N+相连,T型逆变桥的中点n与电位点N相连,T型逆变桥的下中点n—与电位点N—相连,桥臂A、桥臂B和桥臂C位于每相桥臂的中点,是逆变器的输出端。
其中,桥臂A,包括全控型开关管Sa1、开关管Sa2、开关管Sa3、开关管Sa4、开关管Sa5、开关管Sa6、开关管Sa7和开关管Sa8,所述开关管Sa1的集电极与直流母线正端相连,开关管Sa1的发射极与开关管Sa2的集电极相连,开关管Sa2的发射极与开关管Sa3的集电极相连,开关管Sa3的发射极与开关管Sa4的集电极相连,开关管Sa4的发射极与直流母线负端相连,开关管Sa5的集电极与开关管Sa1的发射极和开关管Sa2的集电极相连,开关管Sa5的发射极连接于T型逆变桥的上中点n+,开关管Sa8的发射极与开关管Sa3的发射极和开关管Sa4的集电极相连,开关管Sa8的集电极连接于T型逆变桥的下中点n—,开关管Sa7的发射极与开关管Sa2的发射极和开关管Sa3的集电极相连,开关管Sa7的集电极与开关管Sa6的集电极相连,开关管Sa6的发射极连接于T型逆变桥的中点n。
桥臂B,包括全控型开关管Sb1、开关管Sb2、开关管Sb3、开关管Sb4、开关管Sb5、开关管Sb6、开关管Sb7和开关管Sb8,所述开关管Sb1的集电极与直流母线正端相连,开关管Sb1的发射极与开关管Sb2的集电极相连,开关管Sb2的发射极与开关管Sb3的集电极相连,开关管Sb3的发射极与开关管Sb4的集电极相连,开关管Sb4的发射极与直流母线负端相连,开关管Sb5的集电极与开关管Sb1的发射极和开关管Sb2的集电极相连,开关管Sb5的发射极连接于T型逆变桥的上中点n+,开关管Sb8的发射极与开关管Sb3的发射极和开关管Sb4的集电极相连,开关管Sb8的集电极连接于T型逆变桥的下中点n—,开关管Sb7的发射极与开关管Sb2的发射极和开关管Sb3的集电极相连,开关管Sb7的集电极与开关管Sb6的集电极相连,开关管Sb6的发射极连接于T型逆变桥的中点n。
桥臂C,包括全控型开关管Sc1、开关管Sc2、开关管Sc3、开关管Sc4、开关管Sc5、开关管Sc6、开关管Sc7和开关管Sc8,所述开关管Sc1的集电极与直流母线正端相连,开关管Sc1的发射极与开关管Sc2的集电极相连,开关管Sc2的发射极与开关管Sc3的集电极相连,开关管Sc3的发射极与开关管Sc4的集电极相连,开关管Sc4的发射极与直流母线负端相连,开关管Sc5的集电极与开关管Sc1的发射极和开关管Sc2的集电极相连,开关管Sc5的发射极连接于T型逆变桥的上中点n+,开关管Sc8的发射极与开关管Sc3的发射极和开关管Sc4的集电极相连,开关管Sc8的集电极连接于T型逆变桥的下中点n—,开关管Sc7的发射极与开关管Sc2的发射极和开关管Sc3的集电极相连,开关管Sc7的集电极与开关管Sc6的集电极相连,开关管Sc6的发射极连接于T型逆变桥的中点n。
在图1中,以桥臂A为例,当开关管Sa1、开关管Sa2、开关管Sa7和开关管Sa8导通, 开关管Sa3、开关管Sa4、开关管Sa5和开关管Sa6关断时,逆变器输出电平+U dc/2;当开关管Sa2、开关管Sa5、开关管Sa7和开关管Sa8导通,开关管Sa1、开关管Sa3、开关管Sa4和开关管Sa6关断时,逆变器输出电平+ U dc /4;当开关管Sa5、开关管Sa6、开关管Sa7和开关管Sa8导通,开关管Sa1、开关管Sa2、开关管Sa3和开关管Sa4关断时,逆变器输出电平0;当开关管Sa3、开关管Sa5、开关管Sa6和开关管Sa8导通,开关管Sa1、开关管Sa2、开关管Sa4和开关管Sa7关断时,逆变器输出电平-U dc/4;当开关管Sa3、开关管Sa4、开关管Sa5和开关管Sa6导通,开关管Sa1、开关管Sa2、开关管Sa7和开关管Sa8关断时,逆变器输出电平-U dc/2。所以A相开关状态组合有五种电平输出,具体如图2所示,图2中“1”表示开关导通,“0”表示开关关断。桥臂B与桥臂C相似。
至少可以达到以下有益效果:克服现有技术中五电平二极管钳位逆变器存在结构复杂,可靠性差,二极管开关损耗大,转换效率低的问题,实现节省大量钳位二极管,降低开关损耗,提高转换效率,简化拓扑结构和运行更加可靠的优点。
最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种三相T型五电平逆变器电路,其特征在于,包括直流电源U dc、直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3、直流分压电容C 4和T型五电平逆变桥,
所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4 依次串联后连接在直流电源U dc的两端,直流分压电容C 1和直流分压电容C 2连接后构成的节点为电位点N+,直流分压电容C 2和直流分压电容C 3连接后构成的节点为电位点N,直流分压电容C 3和直流分压电容C 4连接后构成的节点为电位点N—,
所述T型五电平逆变桥包括桥臂A、桥臂B、桥臂C、正直流母线和负直流母线,桥臂A、桥臂B和桥臂C的电路结构相同,
所述正直流母线与直流电源U dc的正极性端连接,所述负直流母线与直流电源U dc的负极性端连接,
所述桥臂A包括全控型开关管Sa1、全控型开关管Sa2、全控型开关管Sa3、全控型开关管Sa4、全控型开关管Sa5、全控型开关管Sa6、全控型开关管Sa7和全控型开关管Sa8,全控型开关管Sa1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sa1的发射极与全控型开关管Sa2的集电极连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极连接,全控型开关管Sa3的发射极与全控型开关管Sa4的集电极连接,全控型开关管Sa4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sa5的集电极与全控型开关管Sa1的发射极和全控型开关管Sa2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sa7的集电极与全控型开关管Sa6的集电极连接,全控型开关管Sa6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sa7的发射极与全控型开关管Sa2的发射极和全控型开关管Sa3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的发射极与全控型开关管Sa3的发射极和全控型开关管Sa4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sa8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sa2的发射极与全控型开关管Sa3的集电极之间的节点作为逆变器A相输出端。
2.根据权利要求1所述的三相T型五电平逆变器电路,其特征在于,所述桥臂B包括全控型开关管Sb1、全控型开关管Sb2、全控型开关管Sb3、全控型开关管Sb4、全控型开关管Sb5、全控型开关管Sb6、全控型开关管Sb7和全控型开关管Sb8,全控型开关管Sb1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sb1的发射极与全控型开关管Sb2的集电极连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极连接,全控型开关管Sb3的发射极与全控型开关管Sb4的集电极连接,全控型开关管Sb4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sb5的集电极与全控型开关管Sb1的发射极和全控型开关管Sb2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sb7的集电极与全控型开关管Sb6的集电极连接,全控型开关管Sb6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sb7的发射极与全控型开关管Sb2的发射极和全控型开关管Sb3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的发射极与全控型开关管Sb3的发射极和全控型开关管Sb4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sb8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sb2的发射极与全控型开关管Sb3的集电极之间的节点作为逆变器B相输出端。
3.根据权利要求1或2所述的三相T型五电平逆变器电路,其特征在于,所述桥臂C包括全控型开关管Sc1、全控型开关管Sc2、全控型开关管Sc3、全控型开关管Sc4、全控型开关管Sc5、全控型开关管Sc6、全控型开关管Sc7和全控型开关管Sc8,全控型开关管Sc1的集电极与正直流母线连接,全控型开关管Sc1的发射极与全控型开关管Sc2的集电极连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极连接,全控型开关管Sc3的发射极与全控型开关管Sc4的集电极连接,全控型开关管Sc4的发射极与负直流母线连接,全控型开关管Sc5的集电极与全控型开关管Sc1的发射极和全控型开关管Sc2的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc5的发射极与电位点N+连接, 全控型开关管Sc7的集电极与全控型开关管Sc6的集电极连接,全控型开关管Sc6的发射极与电位点N连接,全控型开关管Sc7的发射极与全控型开关管Sc2的发射极和全控型开关管Sc3的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的发射极与全控型开关管Sc3的发射极和全控型开关管Sc4的集电极之间的节点连接,全控型开关管Sc8的集电极与电位点N—连接,全控型开关管Sc2的发射极与全控型开关管Sc3的集电极之间的节点作为逆变器C相输出端。
4.根据权利要求1所述的三相T型五电平逆变器电路,其特征在于,所述直流分压电容C 1、直流分压电容C 2、直流分压电容C 3和直流分压电容C 4的电容值相等,均为2200μF。
Priority Applications (1)
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