CN215580947U - 逆变器装置 - Google Patents

Abstract

一种逆变器装置，有助于减小电感值。本实用新型的逆变器装置包括驱动基板，其具有一相或多相的逆变器电路，且包括：作为开关元件的上桥臂侧开关元件和下桥臂侧开关元件；以及将由开关元件转换后的电力朝用电对象输出的输出部，在一相中，上桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉，和/或，下桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉。

Description

逆变器装置

技术领域

本实用新型涉及逆变器装置。

背景技术

配线图案越长，电感值就越大。特别是在具有开关元件的逆变器电路中，若电感值大，则开关元件进行通断切换时浪涌电压增大，开关元件可能会损坏。

因此，在逆变器电路中，希望减小电感值。

作为减小逆变器电路的电感值的技术，例如存在专利文献1公开的使用芯片电容的技术。

专利文献1：日本特开2007-82359A号公报

实用新型内容

本实用新型正是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种逆变器装置，有助于减小电感值。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种逆变器装置，包括驱动基板，该驱动基板具有一相或多相的逆变器电路，且包括：作为开关元件的上桥臂侧开关元件和下桥臂侧开关元件；以及将由所述开关元件转换后的电力朝用电对象输出的输出部，其中，在一相中，所述上桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，两个所述上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉，和/或，所述下桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，两个所述下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉。

此处，所谓“两个所述上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉”，只要两个上桥臂侧开关元件的排列方向相对于开关元件与输出部的排列方向大致垂直即可，同样地，所谓“两个所述下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉”，只要两个下桥臂侧开关元件的排列方向相对于开关元件与输出部的排列方向垂直大致垂直即可。

根据本实用新型的逆变器装置，在一相中，上桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉，和/或，下桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉，因此，与两个上桥臂侧开关元件或两个下桥臂侧开关元件的排列方向平行于从开关元件朝向输出部的方向的情况相比，将两个上桥臂侧开关元件或两个下桥臂侧开关元件与输出部电连接的配线图案容易变宽、变短，有助于减小电感值，由此，在开关元件进行通断切换时，有助于抑制浪涌电压，避免开关元件损坏。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选在一相中，所述上桥臂侧开关元件并联地设置有三个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述上桥臂侧开关元件呈三角形分布，和/或，所述下桥臂侧开关元件并联地设置有三个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述下桥臂侧开关元件呈三角形分布。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述逆变器电路是多相的逆变器电路，在各相中，所述上桥臂侧开关元件和所述下桥臂侧开关元件分别设置有三个，在至少一相中，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述上桥臂侧开关元件呈L字形分布，和/或，三个所述下桥臂侧开关元件呈L字形分布。

此处，所谓“三个所述上桥臂侧开关元件呈L字形分布”，只要三个上桥臂侧开关元件大致呈L字形分布即可，同样地，所谓“三个所述下桥臂侧开关元件呈L字形分布”，只要三个下桥臂侧开关元件大致呈L字形分布即可。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述驱动基板包括电容元件，所述电容元件电连接在外部电源与所述逆变器电路之间，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述电容元件、所述开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

根据本实用新型的逆变器装置，驱动基板包括电容元件，电容元件电连接在外部电源与逆变器电路之间，在从驱动基板的厚度方向观察时，电容元件、开关元件和输出部沿直线依次排列，因此，将电容元件、开关元件和输出部电连接的配线图案容易变短，有助于减小电感值，从而抑制浪涌电压，避免开关元件损坏。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述驱动基板包括输入部，所述输入部接收来自外部电源的电力，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述输入部、所述开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

根据本实用新型的逆变器装置，驱动基板包括输入部，输入部接收来自外部电源的电力，在从驱动基板的厚度方向观察时，输入部、开关元件和输出部沿直线依次排列，因此，将输入部、开关元件和输出部电连接的配线图案容易变短，有助于减小电感值，从而抑制浪涌电压，避免开关元件损坏。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述逆变器电路是多相的逆变器电路，所述驱动基板包括电容元件、输入部、预驱动器和连接器，所述电容元件电连接在外部电源与所述逆变器电路之间，所述输入部接收来自外部电源的电力，所述预驱动器对所述开关元件进行驱动，所述连接器用于连接控制电路，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述输入部、所述电容元件、所述开关元件和所述输出部沿第一直线依次排列，所述电容元件和所述连接器沿与所述第一直线垂直的第二直线排列，所述预驱动器设置在多相的所述开关元件之间。

根据本实用新型的逆变器装置，驱动基板包括对开关元件进行驱动的预驱动器，因此，与将预驱动器设置在驱动基板外的情况相比，将预驱动器与开关元件电连接的配线图案容易变短，有助于减小电感值，从而抑制浪涌电压，避免开关元件损坏；并且，驱动基板包括电容元件和输入部，在从驱动基板的厚度方向观察时，输入部、电容元件、开关元件和输出部沿第一直线依次排列，因此，将输入部、电容元件、开关元件和输出部电连接的配线图案容易变短，有助于减小电感值，从而抑制浪涌电压，避免开关元件损坏。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选至少在一相中，从所述上桥臂侧开关元件至所述输出部的上桥臂侧配线图案与从所述输出部至所述下桥臂侧开关元件的下桥臂侧配线图案在所述驱动基板的厚度方向上至少局部重叠。

根据本实用新型的逆变器装置，至少在一相中，从上桥臂侧开关元件至输出部的配线图案与从输出部至下桥臂侧开关元件的配线图案在驱动基板的厚度方向上至少局部重叠，因此，从上桥臂侧开关元件流向输出部的电流与从输出部流向下桥臂侧开关元件的电流在驱动基板的厚度方向上局部重叠且互为反向地流动，由电流引起的磁场相互抵消，由此，有助于减小电感值。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选至少在一相中，所述上桥臂侧开关元件和所述下桥臂侧开关元件均设置于所述驱动基板的厚度方向上的一侧的表面，所述驱动基板由多层构成，第一配线图案以及与所述第一配线图案电连接的第二配线图案设置于彼此不同的所述层，所述上桥臂侧开关元件串联在所述第一配线图案的中途，所述下桥臂侧开关元件串联在第二配线图案的中途，在所述驱动基板的厚度方向上，所述第一配线图案与所述第二配线图案至少局部重叠。

根据本实用新型的逆变器装置，至少在一相中，上桥臂侧开关元件和下桥臂侧开关元件均设置于驱动基板的厚度方向上的一侧的表面，驱动基板由多层构成，第一配线图案以及与第一配线图案电连接的第二配线图案设置于彼此不同的层，上桥臂侧开关元件串联在第一配线图案的中途，下桥臂侧开关元件串联在第二配线图案的中途，在驱动基板的厚度方向上，第一配线图案与第二配线图案至少局部重叠，因此，流经第一配线图案的电流与流经第二配线图案的电流在驱动基板的厚度方向上局部重叠且互为反向地流动，由电流引起的磁场相互抵消，由此，有助于减小电感值。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述上桥臂侧开关元件、所述下桥臂侧开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

此外，在本实用新型的逆变器装置中，优选所述用电对象是马达。

(实用新型效果)

根据本实用新型，至少在一相中，上桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉，和/或，下桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从驱动基板的厚度方向观察时，两个下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从开关元件朝向输出部的方向交叉，因此，与两个上桥臂侧开关元件或两个下桥臂侧开关元件的排列方向平行于从开关元件朝向输出部的方向的情况相比，将两个上桥臂侧开关元件或两个下桥臂侧开关元件与输出部电连接的配线图案容易变宽、变短，有助于减小电感值，由此，在开关元件进行通断切换时，有助于抑制浪涌电压，避免开关元件损坏。

附图说明

图1是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置以及由逆变器装置控制的马达的电路图。

图2是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置中的基板的俯视图。

图3是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置中的基板的侧剖视图。

(符号说明)

1 逆变器装置

10 驱动基板

11 逆变器电路

111 开关元件

111a 上桥臂侧开关元件

111a1 第一上桥臂侧开关元件

111a2 第二上桥臂侧开关元件

111a3 第三上桥臂侧开关元件

111b 下桥臂侧开关元件

111b1 第一下桥臂侧开关元件

111b2 第二下桥臂侧开关元件

111b3 第三下桥臂侧开关元件

12 电容元件

121 第一电容元件

122 第二电容元件

14 预驱动器

15 连接器

16 螺钉

171 第一配线图案

1711 上桥臂侧配线图案

172 第二配线图案

1721 下桥臂侧配线图案

18 输入部

19 输出部

191 第一输出部

192 第二输出部

193 第三输出部

20 外部电源

30 用电对象

具体实施方式

下面，结合图1至图3对本实用新型实施方式的逆变器装置进行说明，其中，图1是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置以及由逆变器装置控制的马达的电路图，图2是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置中的基板的俯视图，图3是示意表示本实用新型实施方式的逆变器装置中的基板的侧剖视图。

此处，为方便说明，将相互正交的三个方向设为X方向、Y方向和Z方向，且将X方向的一侧设为X1，将X方向的另一侧设为X2，将Y方向的一侧设为Y1，将Y方向的另一侧设为Y2，将Z方向的一侧设为Z1，将Z方向的另一侧设为Z2。

(逆变器装置的电路结构)

如图1所示，逆变器装置1包括逆变器电路11，逆变器电路11包括多个例如由场效应管(FET)构成的开关元件111。并且，逆变器装置1从外部电源20获取电力，并由开关元件111进行转换，然后将电力朝用电对象30输出。

此处，如图1所示，逆变器电路11是多相的逆变器电路，用电对象30是多相马达。

此外，如图1所示，逆变器电路11包括U相、V相和W相这三相，各相的开关元件111均包括上桥臂侧开关元件111a和下桥臂侧开关元件111b。具体而言，如图1所示，在各相中，上桥臂侧开关元件111a的一端与外部电源20的正极侧电连接，另一端与下桥臂侧开关元件111b的一端电连接，下桥臂侧开关元件111b的另一端与外部电源20的负极侧电连接。并且，如图2所示，开关元件111包括：U相的第一上桥臂侧开关元件111a1、第一下桥臂侧开关元件111b1；V相的第二上桥臂侧开关元件111a2、第二下桥臂侧开关元件111b2；以及W相的第三上桥臂侧开关元件111a3、第三下桥臂侧开关元件111b3。

此外，如图1所示，在外部电源20与逆变器电路11之间还电连接有电容元件12。具体而言，如图1所示，电容元件12的一端与外部电源20的正极侧电连接，另一端与外部电源20的负极侧电连接。

(逆变器装置的机械结构)

如图2所示，逆变器装置1包括驱动基板10，该驱动基板10具有逆变器电路11，且包括：作为开关元件111的上桥臂侧开关元件111a和下桥臂侧开关元件111b；以及将由开关元件111转换后的电力朝用电对象输出的输出部19。

此处，如图2所示，逆变器电路11包括U相、V相和W相这三相，输出部19包括与U相、V相和W相分别对应的第一输出部191、第二输出部192和第三输出部193，U相、V相和W相的开关元件111的排列方向(在图示的例子中与X方向一致)与第一输出部191、第二输出部192和第三输出部193的排列方向相同。并且，在逆变器电路11的各相中，上桥臂侧开关元件111a并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向(在图示的例子中与Z方向一致)观察时，两个上桥臂侧开关元件111a(在图示的例子中是各相的Y1方向侧的两个上桥臂侧开关元件111a)的排列方向相对于从开关元件111朝向输出部19的方向(在图示的例子中与Y方向一致)垂直，并且，下桥臂侧开关元件111b并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向观察时，两个下桥臂侧开关元件111b(在图示的例子中是各相的Y2方向侧的两个下桥臂侧开关元件111b)的排列方向相对于从开关元件111朝向输出部19的方向垂直。具体而言，在逆变器电路11的各相中，上桥臂侧开关元件111a并联地设置有三个，在从驱动基板10的厚度方向观察时，三个上桥臂侧开关元件111a呈三角形分布(在图示的例子中是大致呈L字形分布，L字形的一条边大致与X方向平行，L字形的另一条边大致与Y方向平行)，并且，下桥臂侧开关元件111b并联地设置有三个，在从驱动基板10的厚度方向观察时，三个下桥臂侧开关元件111b呈三角形分布(在图示的例子中是大致呈L字形分布，L字形的一条边大致与X方向平行，L字形的另一条边大致与Y方向平行)。

此外，如图2和图3所示，驱动基板10包括电容元件12、输入部18、预驱动器14和连接器15，电容元件12电连接在外部电源20与逆变器电路11之间，输入部18接收来自外部电源20的电力，预驱动器14对开关元件111进行驱动，连接器15用于连接控制电路(未图示)。并且，如图2所示，输入部18、电容元件12、开关元件111和输出部19沿第一直线(在图示的例子中与Y方向平行的直线)依次排列，电容元件12和连接器15沿与第一直线垂直的第二直线(在图示的例子中与X方向平行的直线)排列(在图示的例子中，电容元件12包括设置在连接器15的X1方向侧的第一电容元件121以及设置在连接器15的X2方向侧的第二电容元件122)，预驱动器14设置在多相的开关元件111之间(在图示的例子中，预驱动器14设置在V相的开关元件111与W相的开关元件111之间)。

此外，如图3所示，在逆变器电路11的至少一相中，从上桥臂侧开关元件111a至输出部19的上桥臂侧配线图案1711与从输出部19至下桥臂侧开关元件111b的下桥臂侧配线图案1721在驱动基板10的厚度方向(在图示的例子中与Z方向一致)上至少局部重叠。具体而言，在逆变器电路11的各相中，上桥臂侧开关元件111a和下桥臂侧开关元件111b均设置于驱动基板10的厚度方向上的一侧(在图示的例子中是Z1方向侧)的表面，驱动基板10由多层构成，第一配线图案171以及与第一配线图案171电连接的第二配线图案172设置于驱动基板10的彼此不同的层，上桥臂侧开关元件111a串联在第一配线图案171的中途，下桥臂侧开关元件111b串联在第二配线图案172的中途，在驱动基板10的厚度方向上，第一配线图案171与第二配线图案172至少局部重叠，第一配线图案171包括上桥臂侧配线图案1711，第二配线图案172包括下桥臂侧配线图案1721。并且，如图3所示，在驱动基板10中设置有螺钉16，螺钉16沿驱动基板10的厚度方向贯穿驱动基板10，并将第一配线图案171与第二配线图案172电连接。并且，如图2所示，在从驱动基板10的厚度方向观察时，输入部18、上桥臂侧开关元件111a、下桥臂侧开关元件111b和输出部19沿直线依次排列。

(本实施方式的主要效果)

根据本实施方式的逆变器装置1，在逆变器电路11的各相中，上桥臂侧开关元件111a并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件111a的排列方向相对于从开关元件111朝向输出部19的方向垂直，并且，下桥臂侧开关元件111b并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向观察时，两个下桥臂侧开关元件111b的排列方向相对于从开关元件111朝向输出部19的方向垂直，因此，与两个上桥臂侧开关元件111a或两个下桥臂侧开关元件111b的排列方向平行于从开关元件111朝向输出部19的方向的情况相比，将两个上桥臂侧开关元件111a或两个下桥臂侧开关元件111b与输出部19电连接的配线图案容易变宽、变短，有助于减小电感值，由此，在开关元件111进行通断切换时，有助于抑制浪涌电压，避免开关元件111损坏。

此外，根据本实施方式的逆变器装置1，在逆变器电路11的各相中，从上桥臂侧开关元件111a至输出部19的配线图案1711与从输出部19至下桥臂侧开关元件111b的配线图案1721在驱动基板10的厚度方向上至少局部重叠，因此，如图3中箭头所示，从上桥臂侧开关元件111a流向输出部19的电流与从输出部19流向下桥臂侧开关元件111b的电流在驱动基板10的厚度方向上局部重叠且互为反向地流动，由电流引起的磁场相互抵消，由此，有助于减小电感值，由此，在开关元件111进行通断切换时，更能抑制浪涌电压，避免开关元件111损坏。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型的具体实现并不受上述实施方式的限制。

例如，在上述实施方式中，将逆变器装置1用于对作为用电对象30的马达供电，但并不局限于此，还可将逆变器装置1应用于其它用途。

此外，在上述实施方式中，在逆变器电路11的各相中，上桥臂侧开关元件111a和下桥臂侧开关元件111b分别并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件111a的排列方向和两个下桥臂侧开关元件111b的排列方向分别相对于从开关元件111朝向输出部19的方向垂直，但并不局限于此，只要在逆变器电路11的至少一相中，上桥臂侧开关元件111a或下桥臂侧开关元件111b并联地设置有两个以上，在从驱动基板10的厚度方向观察时，两个上桥臂侧开关元件111a或下桥臂侧开关元件111b的排列方向相对于从开关元件111朝向输出部19的方向交叉即可。

此外，在上述实施方式中，输入部18、电容元件12、开关元件111和输出部19沿第一直线依次排列，电容元件12和连接器15沿与第一直线垂直的第二直线排列，预驱动器14设置在多相的开关元件111之间，但并不局限于此，输入部18、电容元件12、开关元件111和输出部19的相对位置关系也可根据需要适当变更(例如输入部18也可设置在多相的开关元件111的X1方向侧或X2方向侧，电容元件12也可设置在电容元件12的X1方向侧或X2方向侧，预驱动器14也可设置在多相的开关元件111的X1方向侧或X2方向侧)。

此外，在上述实施方式中，驱动基板10包括电容元件12和预驱动器14，但并不局限于此，也可将电容元件12和预驱动器14设置在驱动基板10外并通过配线与驱动机构10电连接。

此外，在上述实施方式中，第一配线图案171和/或第二配线图案172既可埋设在驱动基板10中，也可设置在驱动基板10的表面。

此外，在上述实施方式中，逆变器装置1是多相的逆变器装置，但并不局限于此，逆变器装置1也可以是单相的逆变器装置。

应当理解，本实用新型在其范围内，能将实施方式中的各个部分自由组合，或是将实施方式中的各个部分适当变形、省略。

Claims (10)

1.一种逆变器装置，包括驱动基板，该驱动基板具有一相或多相的逆变器电路，且包括：作为开关元件的上桥臂侧开关元件和下桥臂侧开关元件；以及将由所述开关元件转换后的电力朝用电对象输出的输出部，其特征在于，

在一相中，

所述上桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，两个所述上桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉，

和/或，

所述下桥臂侧开关元件并联地设置有两个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，两个所述下桥臂侧开关元件的排列方向相对于从所述开关元件朝向所述输出部的方向交叉。

2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

在一相中，

所述上桥臂侧开关元件并联地设置有三个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述上桥臂侧开关元件呈三角形分布，

和/或，

所述下桥臂侧开关元件并联地设置有三个以上，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述下桥臂侧开关元件呈三角形分布。

3.如权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，

所述逆变器电路是多相的逆变器电路，

在各相中，所述上桥臂侧开关元件和所述下桥臂侧开关元件分别设置有三个，

在至少一相中，在从所述驱动基板的厚度方向观察时，三个所述上桥臂侧开关元件呈L字形分布，和/或，三个所述下桥臂侧开关元件呈L字形分布。

4.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述驱动基板包括电容元件，

所述电容元件电连接在外部电源与所述逆变器电路之间，

在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述电容元件、所述开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

5.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述驱动基板包括输入部，

所述输入部接收来自外部电源的电力，

在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述输入部、所述开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

6.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述逆变器电路是多相的逆变器电路，

所述驱动基板包括电容元件、输入部、预驱动器和连接器，

所述电容元件电连接在外部电源与所述逆变器电路之间，

所述输入部接收来自外部电源的电力，

所述预驱动器对所述开关元件进行驱动，

所述连接器用于连接控制电路，

在从所述驱动基板的厚度方向观察时，

所述输入部、所述电容元件、所述开关元件和所述输出部沿第一直线依次排列，

所述电容元件和所述连接器沿与所述第一直线垂直的第二直线排列，

所述预驱动器设置在多相的所述开关元件之间。

7.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

至少在一相中，从所述上桥臂侧开关元件至所述输出部的上桥臂侧配线图案与从所述输出部至所述下桥臂侧开关元件的下桥臂侧配线图案在所述驱动基板的厚度方向上至少局部重叠。

8.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

至少在一相中，

所述上桥臂侧开关元件和所述下桥臂侧开关元件均设置于所述驱动基板的厚度方向上的一侧的表面，

所述驱动基板由多层构成，第一配线图案以及与所述第一配线图案电连接的第二配线图案设置于彼此不同的所述层，

所述上桥臂侧开关元件串联在所述第一配线图案的中途，

所述下桥臂侧开关元件串联在第二配线图案的中途，

在所述驱动基板的厚度方向上，所述第一配线图案与所述第二配线图案至少局部重叠。

9.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

在从所述驱动基板的厚度方向观察时，所述上桥臂侧开关元件、所述下桥臂侧开关元件和所述输出部沿直线依次排列。

10.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述用电对象是马达。

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