CN217282318U - 一种移动电源独立充放电控制实用电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动电源独立充放电控制实用电路，包括主控MCU、DC‑DC升压电路、电池电压检测电路和电流控制电路，电池电压检测电路，用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；主控MCU分别与电池电压检测电路、DC‑DC升压电路和电流控制电路电连接，用于收集电池电压检测电路检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制DC‑DC升压电路输出相应的电压、以及控制电流控制电路输出相应的电流。本实用新型对于不同的消费群体和使用场景下，都能快速更换电池，降低生产成本；使用方便、灵活性高；产品安全性高，售后方便，维修成本低；开发成本低，待机功耗小，稳定性能好。

Description

一种移动电源独立充放电控制实用电路

技术领域

本实用新型涉及电源控制技术领域，尤其公开了一种移动电源独立充放电控制实用电路。

背景技术

随着科技的进步，手机、平板电脑等便携式电子设备已经得到普及，但由于电池容量所限，在用户外出时间过长时，便携式电子设备的电量往往不足以支撑用户使用，所以用户外出时经常要携带一个移动电源。移动电源是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，其可以为手机、数码相机等电子设备进行充电。

目前国内外移动电源市场，所使用的18650锂电池或者聚合物锂电池，几乎都是并在一起形成电池组，从而达到增加整机电池容量的目的，比如2并电池组、3并电池组、4并电池组等。现在市场上绝大部分移动电源产品，都是直接把电池组密封在产品机壳内，如果内部电池组，发现一个电池出现性能问题，终端用户想要更换，这操作过程难度很大，报废率极高，而且售后维修也非常不便。

因此，现有移动电源维护时更换电池不方便，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种移动电源独立充放电控制实用电路，旨在解决现有移动电源维护时更换电池不方便的技术问题。

本实用新型涉及一种移动电源独立充放电控制实用电路，包括主控MCU、DC-DC升压电路、电池电压检测电路和电流控制电路，其中，

电池电压检测电路，用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；

主控MCU分别与电池电压检测电路、DC-DC升压电路和电流控制电路电连接，用于收集电池电压检测电路检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制DC-DC升压电路输出相应的电压、以及控制电流控制电路输出相应的电流。

进一步地，移动电源独立充放电控制实用电路还包括电池防反接电路、电池隔离电路、电池保护电路、电池充电防护电路和电池自动激活电路，主控MCU分别与电池防反接电路、电池隔离电路、电池保护电路、电池充电防护电路和电池自动激活电路电连接。

进一步地，电池防反接电路包括对多节电池独立控制的多路防反接电路，每路电池防反接电路均包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一三极管，第一场效应管的漏极分三路，第一路与单节电池的正极相连接，第二路与第二场效应管的漏极相连接，第三路通过第一电阻与第一三极管的基极相连接；第一场效应管的栅极分两路，一路与第二场效应管的栅极相连接，另一路通过第二电阻与第一三极管的集电极相连接；第一场效应管的源极分为两路，一路与第二场效应管的源极相连接，另一路通过第三电阻与与第二场效应管的栅极相连接；第四电阻连接于第一三极管的基极和发射极之间；第一三极管的发射极接地。

进一步地，电池隔离电路包括对多节电池独立控制的多路隔离电路，每路电池隔离电路均包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二三极管，第三场效应管的漏极分三路，第一路与第四场效应管的漏极相连接，第二路与第五场效应管的漏极相连接，第三路与第六场效应管的漏极相连接；第三场效应管的源极分为两路，一路与第四场效应管的源极相连接，另一路通过串联的第一二极管和第五电阻后与第四场效应管的栅极相连接；第三场效应管的栅极分为四路，第一路与第四场效应管的栅极相连接，第二路与第四场效应管的栅极相连接，第三路与第四场效应管的栅极相连接，第四路通过第六电阻与第二三极管的集电极相连接，第四场效应管的源极分为两路，一路与第五场效应管的源极相连接，另一路通过串联的第二二极管和第七电阻后与第五场效应管栅极相连接；第二三极管的基极通过第八电阻与主控MCU相连接。

进一步地，电池保护电路包括对多节电池独立控制的多路保护电路，每路电池保护电路均包括过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元，主控MCU分别与过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元相连接。

进一步地，电池保护电路包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、锂电池保护芯片、第一过流MOS芯片、第二过流MOS芯片、第八电阻、第九电阻和第一电容，第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管相并联后通近第八电阻和第一电容与锂电池保护芯片相连接，锂电池保护芯片通过第九电阻接地；第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片并联后分别与电池负极和锂电池保护芯片相连接。

进一步地，电池充电防护电路包括第十电阻，第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片的电池负极端并联后通过第十电阻接地。

进一步地，电池自动激活电路包括第二电容、第十一电阻和第七场效应管，第七场效应管的栅极通过串联的第二电容和第十一电阻后与电池负极相连接，第七场效应管的源极与锂电池保护芯片相连接，第七场效应管的漏极分别与第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片相连接。

进一步地，移动电源独立充放电控制实用电路还包括LED电路，主控MCU与LED电路相连接。

进一步地，第七场效应管采用N-MOS管。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型提供一种移动电源独立充放电控制实用电路，采用主控MCU、DC-DC升压电路、电池电压检测电路和电流控制电路，电池电压检测电路用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；主控MCU用于收集电池电压检测电路检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制DC-DC升压电路输出相应的电压、以及控制电流控制电路输出相应的电流。本实用新型提供的移动电源独立充放电控制实用电路，对于不同的消费群体和使用场景下，都能快速更换电池，降低生产成本；单节、双节、三节及四节电池均可使用；使用方便、灵活性高；产品安全性高，售后方便，维修成本低；开发成本低，待机功耗小，稳定性能好。

附图说明

图1为本实用新型提供的移动电源独立充放电控制实用电路第一实施例的功能框图；

图2为本实用新型提供的移动电源独立充放电控制实用电路第二实施例的功能框图；

图3为本实用新型提供的移动电源独立充放电控制实用电路的电路原理示意图。

附图标号说明：

10、MCU；20、DC-DC升压电路；30、电池电压检测电路；40、电流控制电路；50、电池防反接电路；60、电池隔离电路；70、电池保护电路；80、电池充电防护电路；90、电池自动激活电路。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型第一实施例提出一种移动电源独立充放电控制实用电路，包括主控MCU10、DC-DC升压电路20、电池电压检测电路30、电流控制电路40，其中，电池电压检测电路30，用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；主控MCU10分别与电池电压检测电路30、DC-DC升压电路20和电流控制电路40电连接，用于收集电池电压检测电路30检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制DC-DC升压电路20输出相应的电压、以及控制电流控制电路40输出相应的电流。在本实施例中，如果电池电压检测电路30有一节电池出现故障或是电池电量不够时，则主控MCU10控制DC-DC升压电路20进行升压、同时主控MCU10控制电流控制电路40进行升流，恢复正常的供电，从而方便在移动电源维护时更换电量不足或是出现故障的电池，同时不影响整个电路的运行。

在上述结构中，请见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，还包括电池防反接电路50、电池隔离电路60、电池保护电路70、电池充电防护电路80和电池自动激活电路90，主控MCU10分别与电池防反接电路50、电池隔离电路60、电池保护电路70、电池充电防护电路80和电池自动激活电路90，用于对电池进行防反接、隔离、电池保护、电池充电防护和自动激活。本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，产品安全性高，售后方便，维修成本低；开发成本低，待机功耗小，稳定性能好。

进一步地，参见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，电池防反接电路50包括对多节电池独立控制的多路防反接电路，每路电池防反接电路50均包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一三极管，第一场效应管的漏极分三路，第一路与单节电池的正极相连接，第二路与第二场效应管的漏极相连接，第三路通过第一电阻与第一三极管的基极相连接；第一场效应管的栅极分两路，一路与第二场效应管的栅极相连接，另一路通过第二电阻与第一三极管的集电极相连接；第一场效应管的源极分为两路，一路与第二场效应管的源极相连接，另一路通过第三电阻与与第二场效应管的栅极相连接；第四电阻连接于第一三极管的基极和发射极之间；第一三极管的发射极接地。在本实施例中，采用4节电池。分别采用四路电池防反接电路50对4节电池中的每节电池进行控制。第一场效应管和第二场效应管均采用P-MOS管。第一三极管采用NPN型三极管。如果单节电池出现正负极反接的情况，则第一三极管不会导通，不会影响4节电池之间的相互电压检测，保证移动电源能够正常工作，不会出现电池烧毁等安全隐患，仅仅是减少了移动电源的电池总容量。本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，采用电池防反接电路50防止电池反接，产品安全性高，售后方便，维修成本低；开发成本低，待机功耗小，稳定性能好。

优选地，参见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，电池隔离电路60包括对多节电池独立控制的多路隔离电路，每路电池隔离电路60均包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二三极管，第三场效应管的漏极分三路，第一路与第四场效应管的漏极相连接，第二路与第五场效应管的漏极相连接，第三路与第六场效应管的漏极相连接；第三场效应管的源极分为两路，一路与第四场效应管的源极相连接，另一路通过串联的第一二极管和第五电阻后与第四场效应管的栅极相连接；第三场效应管的栅极分为四路，第一路与第四场效应管的栅极相连接，第二路与第四场效应管的栅极相连接，第三路与第四场效应管的栅极相连接，第四路通过第六电阻与第二三极管的集电极相连接，第四场效应管的源极分为两路，一路与第五场效应管的源极相连接，另一路通过串联的第二二极管和第七电阻后与第五场效应管栅极相连接；第二三极管的基极通过第八电阻与主控MCU10相连接。在本实施例中，第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管均采用P-MOS管。第二三极管采用NPN型三极管。四节独立电池隔离电路，能使4节电池相互独立使用，保证4节电池电压，不会出现电流反灌，进一步保证移动电源的使用安全性。

进一步地，请见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，电池保护电路70包括对多节电池独立控制的多路保护电路，每路电池保护电路70均包括过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元，主控MCU10分别与过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元相连接。具体地，电池保护电路70包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、锂电池保护芯片、第一过流MOS芯片、第二过流MOS芯片、第八电阻、第九电阻和第一电容，第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管相并联后通近第八电阻和第一电容与锂电池保护芯片相连接，锂电池保护芯片通过第九电阻接地；第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片并联后分别与电池负极和锂电池保护芯片相连接。电池保护电路70具有过充电保护电压检测，过放电保护电压检测，过放电流保护检测，过温度保护，电池短路保护等。

进一步地，请见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，电池充电防护电路80包括第十电阻，第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片的电池负极端并联后通过第十电阻接地。本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，当终端用户更换电池特性比较差的电池，电池电压下降到0v左右，可以实现0v充电功能，从而进一步延长电池的使用寿命。

优选地，请见图1至图3，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，电池自动激活电路90包括第二电容、第十一电阻和第七场效应管，第七场效应管的栅极通过串联的第二电容和第十一电阻后与电池负极相连接，第七场效应管的源极与锂电池保护芯片相连接，第七场效应管的漏极分别与第一过流MOS芯片和第二过流MOS芯片相连接。移动电源独立充放电控制实用电路还包括LED电路，主控MCU10与LED电路相连接。第七场效应管采用N-MOS管。在本实施例中，主控MCU10的输入输出电流I/O端口与LED电路相连接，用于控制LED电路。电池自动激活电路90组成LC串联回路，形成脉冲电压，能够激活第七场效应管，使得电池BAT-端负载电阻减小，从而达到激活电池的目的。

如图1至图3所示，本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，其工作原理为：

移动电源独立充放电控制实用电路包括由分离元器件组成四节独立电池防反接电路50、四节独立电池隔离电路60、四节独立电池保护电路70、0V电池充电防护电路80和四节独立电池自动激活电路90。

四节独立电池防反接电路50：场效应管Q17、场效应管Q21、电阻R13、电阻R17、三极管Q29、电阻R25和电阻R26组成单节电池BAT1防反接电路；场效应管Q18、场效应管Q22、电阻R14、电阻R19、三极管Q30、电阻R27和电阻R28组成单节电池BAT2防反接电路；场效应管Q19、场效应管Q23、电阻R15、电阻R21、三极管031、电阻R29和电阻R30组成单节电池BAT3防反接电路；Q20、Q24、电阻R16、电阻R23、三极管Q32、电阻R31和电阻R32组成单节电池BAT4防反接电路；电池BAT1、电池BAT2、电池BAT3、电池BAT4其中任意单节电池正极一端，分别接到场效应管Q21、场效应管Q22、场效应管Q23、场效应管Q24漏极D端，高电平分别通过三极管Q29、三极管Q30、三极管Q31、三极管Q32导通，分别打开场效应管Q21、场效应管Q22、场效应管Q23、场效应管Q24，形成四节电池，各电池分压点分别为：VBAT1、VBAT2、VBAT3、VBAT4；若电池BAT1、BAT2、BAT3、BAT4其中任意单节电池中出现正负极接反的情况下，则该节接反的电池中三极管Q29、三极管Q30、三极管Q31、三极管Q32不会导通，因此不会影响4节电池之间的相互电压检测，保证移动电源能够正常工作，不会出现电池烧毁等安全隐患，仅仅是减少了移动电源的电池总容量。

四节独立电池隔离电路60：由场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q9、场效应管Q10、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、Q25和电阻R18组成BAT1与BAT+隔离电路；场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q11、场效应管Q12、二极管D3、二极管D4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、Q26和电阻R20组成BAT2与BAT+隔离电路；场效应管Q5、场效应管Q6、场效应管Q13、场效应管Q14、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、Q27和电阻R22组成BAT3与BAT+隔离电路；场效应管Q7、场效应管Q8、场效应管Q15、场效应管Q16、二极管D7、二极管D8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、三极管Q28和电阻R24组成BAT4与BAT+隔离电路；四节独立电池隔离电路，能使4节电池相互独立使用，保证4节电池电压，不会出现电流反灌，进一步保证移动电源的使用安全性。

四节独立电池保护电路70：分别由隔离二极管D9、隔离二极管D10、隔离二极管D11、隔离二极管D12、锂电池保护芯片U1、第一过流MOS芯片U2、第二过流MOS芯片U3、电阻R33、电容C1和电阻R34组成四节独立电池保护电路，具有过充电保护电压检测，过放电保护电压检测，过放电流保护检测，过温度保护，电池短路保护等。

0V电池充电防护电路80：在电池负极端，与地端并接电阻R35＝1K，当终端用户更换电池特性比较差的电池，电池电压下降到0v左右，可以实现0v充电功能，从而进一步延长电池的使用寿命。

四节独立电池自动激活电路90：由电容C2、电阻R36、场效应管036组成四节独立电池自动激活电路90；当BAT1、BAT2、BAT3、BAT4其中任意1节电池，放入电池组盒内，不需要5v充电激活，依靠V_BAT1234，电容C2、电阻R36组成LC串联回路，形成的脉冲电压，能够激活场效应管Q36，使得电池BAT-端负载电阻减小，从而达到激活电池的目的。

本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，采用主控MCU、DC-DC升压电路、电池电压检测电路和电流控制电路，电池电压检测电路用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；主控MCU用于收集电池电压检测电路检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制DC-DC升压电路输出相应的电压、以及控制电流控制电路输出相应的电流。本实施例提供的移动电源独立充放电控制实用电路，对于不同的消费群体和使用场景下，都能快速更换电池，降低生产成本；单节、双节、三节及四节电池均可使用；使用方便、灵活性高；产品安全性高，售后方便，维修成本低；开发成本低，待机功耗小，稳定性能好。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，包括主控MCU(10)、DC-DC升压电路(20)、电池电压检测电路(30)和电流控制电路(40)，其中，

所述电池电压检测电路(30)，用于检测各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流；

所述主控MCU(10)分别与所述电池电压检测电路(30)、所述DC-DC升压电路(20)和所述电流控制电路(40)电连接，用于收集所述电池电压检测电路(30)检测到的各种电池组合使用下的电池电压和充放电电流，控制所述DC-DC升压电路(20)输出相应的电压、以及控制所述电流控制电路(40)输出相应的电流。

2.如权利要求1所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述移动电源独立充放电控制实用电路还包括电池防反接电路(50)、电池隔离电路(60)、电池保护电路(70)、电池充电防护电路(80)和电池自动激活电路(90)，所述主控MCU(10)分别与所述电池防反接电路(50)、所述电池隔离电路(60)、所述电池保护电路(70)、所述电池充电防护电路(80)和所述电池自动激活电路(90)电连接。

3.如权利要求2所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池防反接电路(50)包括对多节电池独立控制的多路防反接电路，每路所述电池防反接电路(50)均包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一三极管，所述第一场效应管的漏极分三路，第一路与单节电池的正极相连接，第二路与第二场效应管的漏极相连接，第三路通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极相连接；所述第一场效应管的栅极分两路，一路与所述第二场效应管的栅极相连接，另一路通过所述第二电阻与所述第一三极管的集电极相连接；所述第一场效应管的源极分为两路，一路与所述第二场效应管的源极相连接，另一路通过所述第三电阻与所述与所述第二场效应管的栅极相连接；所述第四电阻连接于所述第一三极管的基极和发射极之间；所述第一三极管的发射极接地。

4.如权利要求2所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池隔离电路(60)包括对多节电池独立控制的多路隔离电路，每路所述电池隔离电路(60)均包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二三极管，所述第三场效应管的漏极分三路，第一路与所述第四场效应管的漏极相连接，第二路与所述第五场效应管的漏极相连接，第三路与所述第六场效应管的漏极相连接；所述第三场效应管的源极分为两路，一路与所述第四场效应管的源极相连接，另一路通过串联的所述第一二极管和所述第五电阻后与所述第四场效应管的栅极相连接；所述第三场效应管的栅极分为四路，第一路与所述第四场效应管的栅极相连接，第二路与所述第四场效应管的栅极相连接，第三路与所述第四场效应管的栅极相连接，第四路通过第六电阻与所述第二三极管的集电极相连接，所述第四场效应管的源极分为两路，一路与所述第五场效应管的源极相连接，另一路通过串联的所述第二二极管和所述第七电阻后与所述第五场效应管栅极相连接；所述第二三极管的基极通过所述第八电阻与主控MCU(10)相连接。

5.如权利要求2所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池保护电路(70)包括对多节电池独立控制的多路保护电路，每路所述电池保护电路(70)均包括过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元，所述主控MCU(10)分别与过充电保护电压检测单元、过放电保护电压检测单元、过放电流保护检测单元、过温度保护单元和电池短路保护单元相连接。

6.如权利要求2所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池保护电路(70)包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、锂电池保护芯片、第一过流MOS芯片、第二过流MOS芯片、第八电阻、第九电阻和第一电容，所述第三二极管、所述第四二极管、所述第五二极管和所述第六二极管相并联后通近所述第八电阻和所述第一电容与所述锂电池保护芯片相连接，所述锂电池保护芯片通过所述第九电阻接地；所述第一过流MOS芯片和所述第二过流MOS芯片并联后分别与电池负极和所述锂电池保护芯片相连接。

7.如权利要求6所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池充电防护电路(80)包括对多节电池独立控制的多路充电防护电路，每路所述电池充电防护电路(80)包括第十电阻，所述第一过流MOS芯片和所述第二过流MOS芯片的电池负极端并联后通过所述第十电阻接地。

8.如权利要求7所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述电池自动激活电路(90)包括对多节电池独立控制的多路自动激活电路，每路所述电池自动激活电路(90)包括第二电容、第十一电阻和第七场效应管，所述第七场效应管的栅极通过串联的所述第二电容和所述第十一电阻后与电池负极相连接，所述第七场效应管的源极与所述锂电池保护芯片相连接，所述第七场效应管的漏极分别与所述第一过流MOS芯片和所述第二过流MOS芯片相连接。

9.如权利要求8所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述第七场效应管采用N-MOS管。

10.如权利要求2所述的移动电源独立充放电控制实用电路，其特征在于，所述移动电源独立充放电控制实用电路还包括LED电路，所述主控MCU(10)与所述LED电路相连接。

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