DE2749337A1 - Switched mode power supply with oscillator for tv receiver - has supply for drive stage obtained from output connection of output stage - Google Patents

Switched mode power supply with oscillator for tv receiver - has supply for drive stage obtained from output connection of output stage

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DE2749337A1 DE19772749337 DE2749337A DE2749337A1 DE 2749337 A1 DE2749337 A1 DE 2749337A1 DE 19772749337 DE19772749337 DE 19772749337 DE 2749337 A DE2749337 A DE 2749337A DE 2749337 A1 DE2749337 A1 DE 2749337A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/02—Electric fuzes with piezo-crystal

Abstract

The supply unit is designed for use with a TV receiver. It has an oscillator, a drive stage, an output stage and an output transformer. The supply voltage for the drive stage (3) is obtained from the output of the output stage (4) by rectifying the output pulses of a secondary winding (7) of the output transformer (10). The output stage oscillates freely whilst the unit is on and is coupled back to the transformer secondary. This feedback loop is broken when the unit is off. The advantage lies in needing no additional transformer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil nach dem Ober-The present invention relates to a switching power supply according to the upper

begriff von Anspruch 1.concept of claim 1.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrads und zur Miniaturisierung von elektronischen Netzteilen werden diese zunehmend mit hohen Frequenzen betrieben.To increase the efficiency and to miniaturize electronic Power supplies, these are increasingly operated with high frequencies.

So ist es bei Fernsehempfängern üblich, Schaltnetzteile einzusetzen, die einen Oszillator aufweisen, dem eine Treiberstufe, eine Endstufe und ein Ausgangsübertrager nachgeschaltet sind.In television receivers, for example, it is common to use switched-mode power supplies, which have an oscillator, a driver stage, an output stage and an output transformer are downstream.

Derartige Schaltnetzteile haben erhebliche Nachteile.Such switched-mode power supplies have considerable disadvantages.

So sind zum Betrieb der Endstufe große Ansteuerleistungen, die von der Treiberstufe aufzubringen sind, erforderlich. Diese Ansteuerleistungen müssen bei Endstufentransistoren in Form großer Steuerströme von der Treiberstufe geliefert werden. Dazu ist zwischen der Treiberstufe und der Endstufe meist ein zusatzlicher Transformator vorgesehen. Ferner kann die Versorgungsspannung für die Treiberstufe an einem Spannungsteiler abgegriffen werden. Dabei treten in dem zusätzlichen Transformator und insbesonderte an dem Spannungteiler erhebliche Verluste auf, die den Wirkungsgrad eines derartigen Schaltnetzteils in unerwünschter Weise verringern und zu einer störenden Erwarmung fuhren.To operate the output stage, large control powers are required from the driver stage are required. These control services must in the case of output stage transistors in the form of large control currents supplied by the driver stage will. In addition, there is usually an additional one between the driver stage and the output stage Transformer provided. Furthermore, the supply voltage for the driver stage can be tapped at a voltage divider. This step in the additional transformer and in particular at the voltage divider there are considerable losses that reduce the efficiency such a switching power supply in an undesirable manner and reduce to a cause annoying warming.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Schaltnetzteil der eingangs erwanten Art zu entwickeln, bei dem auf einen zusatzlichen Transformator verzichtet werden kann und die Versorgungsspannung der Treiberstufe verlustfrei gewonnen wird.It is therefore the task of a switched-mode power supply of the initially Wanted to develop a type that dispenses with an additional transformer and the supply voltage of the driver stage is obtained without loss.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Versorgungsspannung der Treiberstufe aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewonnen wird.According to the present invention, this object is achieved by that the supply voltage of the driver stage from the output power of the output stage is won.

Dabei ist es besonders günstig, die Versorgungsspannung der Treiberstufe durch Gleichrichtung der Ausgangs impulse einer Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers zu gewinnen.It is particularly advantageous to use the supply voltage for the driver stage by rectifying the output pulses of a secondary winding of the output transformer to win.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung läuft die Endstufe während einer Einschaltphase freischwingend an.In an advantageous embodiment of the invention, the output stage is running freely oscillating during a switch-on phase.

Dazu ist die Endstufe gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung während der Einschaltphase mit der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers rückgekoppelt, wobei der Rückkopplungsweg der Endstufe bei Abschluß der Einschaltphse getrennt ist.For this purpose, the output stage is according to a further advantageous embodiment of the invention during the switch-on phase with the secondary winding of the output transformer fed back, the feedback path of the output stage at the end of the switch-on phase is separated.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung liegt im Rückkopplungsweg der Endstufe ein steuerbarer Schalter, der in der Einschaltphase geschlossen und bei Abschluß der Einschaltphase geöffnet ist. Der steuerbare Schalter kann dazu durch eine aus einer weiteren Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers gewonnenen Spannung umgeschaltet werden.In an advantageous embodiment of the invention lies in the feedback path the output stage a controllable switch that is closed in the switch-on phase and is open at the end of the switch-on phase. The controllable switch can do this by one obtained from another secondary winding of the output transformer Voltage can be switched.

Gemaß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist der steuerbare Schalter als ein während der Einschaltphase getriggerter Thyristor ausgebildet, wobei die Triggerspannung durch einen in Miller-Schaltung betriebenen und durch die aus der weiteren Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers gewonnene Spannung auslösbaren Transistor bei Abschluß der Einschaltphase kurzgeschlossen ist. Dabei kann die aus der weiteren Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers gewonnene Spannung zusätzlich als Steuerspannung einer zwischen dem Oszillator und der Treiberstufe vorgesehenen Schaltstufe zur Impulsbreitenbegrenzung dienen. Zur Vermeidung von Verlusten sind der Ausgangstransistor der Treiberstufe und der Endstufentransistor galvanisch verbunden.According to further advantageous embodiments of the invention is the controllable switches designed as a thyristor triggered during the switch-on phase, where the trigger voltage is operated by a Miller circuit and by the voltage obtained from the further secondary winding of the output transformer triggerable transistor is short-circuited at the end of the switch-on phase. Included can be the voltage obtained from the further secondary winding of the output transformer additionally as a control voltage between the oscillator and the driver stage provided switching stage to limit the pulse width. To avoid Losses are the output transistor of the driver stage and the output stage transistor galvanically connected.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen neben dem hohen Wirkungsgrad und dem Verzicht auf zusätzliche Transformatoren insbesondere darin, daß erfindungsgemäße Schaltnetzteile nur eine Netztrennstelle aufweisen und somit keine Betriebsstörungen durch überhöhte Potentialdifferenzen auftreten. Darüber hinaus laßt sich ein derartig aufgebautes Schaltnetzteil besonders einfach in integrierter Schaltungstechnik aufbauen. Ferner ist es mit einem erfindungsgemãBen Schaltnetzteil möglich, die Zeilenendstufe direkt anzusteuern und somit auf einzelne Schaltkreise, beispielsweise einen weiteren Oszillator, zu verzichten.The advantages of the present invention are in addition to the high efficiency and the waiver of additional transformers in particular that the invention Switching power supplies only have one power disconnection point and therefore no operational disruptions occur due to excessive potential differences. In addition, such a built-up switching power supply particularly easy to build in integrated circuit technology. It is also possible with a switched-mode power supply according to the invention, the line output stage to be controlled directly and thus to individual circuits, for example another Oscillator, do without.

Nachfolgend wird die Erfindung an den Figuren 1 und 2 näher erläutert.The invention is explained in more detail below using FIGS. 1 and 2.

Dabei zeigt die Figur 1 ein erfindungsgernäßes Schaltnetzteil im Blockschaltbild, während in Figur 2 ein konkretes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteils dargestellt ist.FIG. 1 shows a switched-mode power supply according to the invention in a block diagram, while in Figure 2 a specific embodiment of a switching power supply according to the invention is shown.

GemãB Figur 1 sind dem die Frequenz des Schaltnetzteils bestimmenden Oszillator 1 die Schaltstufe 2 zur lmpulsbreitenbegrenzung, die Treiberstufe 3 und die Endstufe 4 mit der Priwwrwicklung 6 des Ausgangsübertragers 10 nachgeschaltet.According to Figure 1 are the frequency of the switching power supply determining Oscillator 1, switching stage 2 for pulse width limitation, driver stage 3 and the output stage 4 with the private winding 6 of the output transformer 10 is connected downstream.

Während der Einschaltphase des Netzteils ist die Endstufe 4 über die Sekundäwwicklung 7 rückgekoppelt, wodurch ein freischwingendes Anlaufen der Endstufe gewährleistet wird.During the switch-on phase of the power supply, the output stage 4 is via the Secondary winding 7 fed back, whereby a freely oscillating start-up of the output stage is guaranteed.

Dazu wird der Rückkopplungsweg durch den steuerbaren Schalter 5 während der Einschaltphase geschlossen und bei Abschluß der Einschaltphase geöffnet. Mit der aus den Ausgangsimpulsen der weiteren Sekundärwicklung 8 mit der Diode D2 und dem Kondensator C5 gewonnenen Gleichspannung wird der steuerbare Schalter 5 umgeschaltet. Dabei baut sich während des freischwingenden Anlaufs am Kondensator C5 eine Spannung auf, durch welche der Schalter 5 geöffnet wird. Während des freischwingenden Anlaufs wird ferner aus den Ausgangsimpulsen der Sekundärwicklung 7 mit der Diode und dem Kondensator C8 die Versorgungsspannung für die Treiberstufe 3 gewonnen.Somit wird die Endstufe 4 bei Abschluß der Einschaltphase von der Treiberstufe 3 angesteuert.For this purpose, the feedback path through the controllable switch 5 is during closed during the switch-on phase and opened at the end of the switch-on phase. With from the output pulses of the further secondary winding 8 with the diode D2 and the DC voltage obtained by the capacitor C5 the controllable one Switch 5 switched. This builds up during the free-swinging start-up Capacitor C5 has a voltage through which switch 5 is opened. While the free-swinging start-up is also derived from the output pulses of the secondary winding 7 with the diode and the capacitor C8 the supply voltage for the driver stage 3, so output stage 4 is taken from the driver stage at the end of the switch-on phase 3 controlled.

Während des weiteren Normalbetriebs des Schaltnetzteils wird die Versorgungsspannung für die Treiberstufe am Kondensator C8 abgenommen. An den Anschlüssen der Wicklung 9 werden die Betriebsspannungen für die einzelnen elektronischen Baugruppen des von dem Schaltnetzteils versorgten Gerätes abgegriffen.During the further normal operation of the switched-mode power supply, the supply voltage removed for the driver stage at capacitor C8. At the connections of the winding 9 the operating voltages for the individual electronic assemblies of the tapped from the switched-mode power supply device.

Die Spannung am Kondensator C5 ist in starkem Maße von der Belastung des Schaltnetzteils durch die mit der Wicklung 9 verbundenen elektronischen Baugruppen abhängig. Durch diese belastungsabhängige Spannung wird eine Schalt stufe 2 zur Begrenzung der Breite der von dem Oszillator 1 an die Treiberstufe 3 geführten Impulse in der Weise beeinflußt, daß die Spannung an den Anschlüssen der Wicklung 9 von der Belastung des Schaltnetzteils unabhängig ist. Dazu kann die Schaltstufe 2 beispielsweise als Komparator oder Schmitt-Trigger mit einer durch die Spannung am Kondensator C5 beeinflußbaren Schwellwertspannung ausgebildet sein.The voltage across capacitor C5 is greatly affected by the load of the switched-mode power supply through the electronic assemblies connected to the winding 9 addicted. This load-dependent voltage is a switching stage 2 to Limitation of the width of the pulses sent from the oscillator 1 to the driver stage 3 influenced in such a way that the voltage at the terminals of the winding 9 of the load on the switched-mode power supply is independent. Switching stage 2 can for this purpose, for example as a comparator or Schmitt trigger with a voltage across the capacitor C5 can be influenced threshold voltage.

Der Oszillator 1 kann beispielsweise ein Sinus- oder Sägezahngenerator sein.The oscillator 1 can, for example, be a sine or sawtooth generator be.

Gemäß Figur 2 bilden die Transistoren T1 und T2 in der dort dargestellten äußeren Beschaltung einen an sich bekannten Sagezahngeneretor, der über den Kondensator C4 mit dem durch die Transistoren T3 und T4 gebildeten und als Komparator wirkenden fbersteuerten Differenzverstärker verbunden ist. An der als Eingang des Komparators wirkenden Basis des Transistors T4 liegt eine am Einstellpotentiometer R17 abgegriffene und durch die Zener-Diode D5 stabilisierte Referenzspannung.According to Figure 2, the transistors T1 and T2 in the form shown there external circuit a known Sagezahngeneretor, which over the capacitor C4 with the one formed by the transistors T3 and T4 and acting as a comparator Overdriven differential amplifier is connected. At the as the input of the comparator Acting base of the transistor T4 is a tapped at the setting potentiometer R17 and reference voltage stabilized by the Zener diode D5.

An dem weiteren Eingang des Komparators, der durch die Basis des Transistors T3 gebildet wird, überlagern sich die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators und eine aus der belastungsabhängigen Spannung am Kondensator C gewonnene und am Widerstand R10 abgegriffene Regelspannung. Die 5.At the other input of the comparator, through the base of the transistor T3 is formed, the output voltage of the sawtooth generator and a voltage obtained from the load-dependent voltage across the capacitor C and across the resistor R10 tapped control voltage. The 5th

Ausgangsimpulse des Kompsrators mit einer von der Belastung der Sekundär wicklung 9 abhängigen geregelten Breite steuern über die Transistoren T 5' und T6 der Treiberstufe den Endstufentransistor T7 an. Dabei wird die Versorgungsspannung für den Transistor T6 der Treiberstufe durch Gleichrichtung der Au8gangsimpulse der Sekundärwicklung 7 mit der Diode D4 gewonnen und steht am Kondensator C8 an. Die Versorgungsspannung für das gesamte Schaltnetzteil wird am Anschlußpunkt 12 eingespeist.Output pulses of the Kompsrator with one of the load of the secondary Winding 9 dependent controlled width control via the transistors T 5 'and T6 the driver stage to the output stage transistor T7. The supply voltage for the transistor T6 of the driver stage by rectifying the output pulses the secondary winding 7 with the diode D4 and is present at the capacitor C8. The supply voltage for the entire switched-mode power supply is at connection point 12 fed in.

Am Anschlußpunkt 14* steht eine netzfrequente Wechselspannung an, welche durch die Diode D3 gleichgerichtet wird. Daraus wird während der Einschaltphase die as Widerstand R24 Ofsllende Triggerspannung für den Thyristor Th gewonnen. Der Endstufentransistor ist somit über die Sekundarwicklung 7 rückgekoppelt und läuft bei geschlossenem Thyristor freischwingend an. Durch die silber den Kondensator C7 und den Widerstand R23 an die Basis des Endstufentransistors T7 geführten netzfrequenten Impulse wird der Einschwingvorgang der Endstufe unterstützt.At connection point 14 * there is a mains frequency alternating voltage, which is rectified by the diode D3. This becomes during the switch-on phase the resistor R24 Ofsllende trigger voltage for the thyristor Th obtained. Of the The output stage transistor is thus fed back via the secondary winding 7 and runs freely oscillating when the thyristor is closed. Through the silver the capacitor C7 and the resistor R23 led to the base of the output stage transistor T7 mains frequency Impulses, the transient process of the output stage is supported.

Während der Einschaltphase der Endstufe steigt die Spannung am Kondensator C . Eine dieser Spannung proportionale Spannung fällt an dem aus den 5.During the switch-on phase of the output stage, the voltage on the capacitor increases C. A voltage proportional to this voltage drops across the voltage from FIG.

Widerständen R14 und R15 gebildeten Spannungsteiler ab und wird über den Widerstand R19 an die Basis des mit dem Kondensator C6 in Miller-Schaltung betriebenen Transistor T8 geführt. Bei Abschluß der Einschaltphase wird der Transistor T8 durch die beschriebene Verkopplung mit der Spannung am Kondensator C5 durchgeschaltet. Damit werden die Triggerimpulse des Thyristors Th kurzgeschlossen, wodurch der Thyristor sperrt und der Rückkopplungsweg des Endstufentransistors T7 getrennt wird.Resistors R14 and R15 formed a voltage divider and is across the resistor R19 to the base of the operated with the capacitor C6 in Miller circuit Transistor T8 led. At the end of the switch-on phase, the transistor T8 is through the described coupling with the voltage on the capacitor C5 is switched through. So that the trigger pulses of the thyristor Th are short-circuited, whereby the thyristor blocks and the feedback path of the output stage transistor T7 is disconnected.

Während der Einschaltphase hat sich am Kondensator C8 eine für die Versorgung des Treibertransistors T6 ausreichende Spannung aufgebaut.During the switch-on phase, a for the Supply of the driver transistor T6 built up sufficient voltage.

Somit arbeitet die Schaltung nach Abschluß der Einschaltphsse als ein durch einen Oszillator erregtes geregeltes Schaltnetzteil. Über den Anschlußpunkt 13 kann das Schaltnetzteil beispielsweise mit der Zeilenfrequenz eines Fernsehempfängers synchronisiert werden.Thus, the circuit operates after the completion of the switch-on phase as a regulated switched-mode power supply excited by an oscillator. About the connection point 13, the switched-mode power supply can, for example, use the line frequency of a television receiver be synchronized.

Erfindungsgemäße Schaltnetzteile zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad und eine große Betriebssicherheit aus. Sie sind besonders gut für Fernsehempfangsgerate mit Netztrennung geeignet.Switching power supplies according to the invention are characterized by a high degree of efficiency and a high level of operational reliability. They are especially good for television receivers suitable with mains disconnection.

Lee r ei t eLee rides

Claims (11)

Schaltnetzteil Anstruche Schaltnetzteil mit einem Osziflator, einer Treiberstufe, einer Endstufe und einem Ausgangsübertrager, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung der Treiberstufe (3) aus der All6-gangsleistung der Endstufe (4) gewinnbar ist. Switching power supply Paintings Switching power supply with an oscillator, a Driver stage, an output stage and an output transformer, characterized in that that the supply voltage of the driver stage (3) from the all6-output power of the Output stage (4) can be obtained. 2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Versorgunusapannung der Treiberstufe (3) durch Gleichrichtung der Ausgangsimpulse einer Sekundärwicklung (7) des Ausgangsübertragers (10) gewinnbar ist. 2. Switching power supply according to claim 1, characterized in that the Supply voltage of the driver stage (3) by rectifying the output pulses a secondary winding (7) of the output transformer (10) can be obtained. 3. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (4) während einer Einschaltphase freischwingend anläuft. 3. Switching power supply according to Claims 1 and 2, characterized in that that the output stage (4) starts swinging freely during a switch-on phase. 4. Schaltnetzteil nach den Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (4) während der Einschaltphase mit der Sekundärwicklung (7) des Ausgangsübertragers (10) rückgekoppelt ist. 4. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that that the output stage (4) during the switch-on phase with the secondary winding (7) of the Output transformer (10) is fed back. 5. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abschluß der Einschaltphase der Rückkopplungsweg der Endstufe (4) getrennt ist. 5. Switching power supply according to claims 1 to 4, characterized in that that at the end of the switch-on phase, the feedback path of the output stage (4) is disconnected is. 6. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rückkopplungsweg der Endstufe (4) ein steuerbarer Schalter (5) liegt und dieser Schalter (5) in der Einschaltphase geschlossen und bei Abschluß der Einschaltphase geöffnet ist.6. Switching power supply according to claims 1 to 5, characterized in that that in the feedback path of the output stage (4) there is a controllable switch (5) and this switch (5) closed in the switch-on phase and at the end of the switch-on phase is open. 7. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (5) durch eine aus einer weiteren Sekundrrwicklung (8) des Ausgangsübertragers (10) gewonnenen Spannung umschaltbar ist.7. Switching power supply according to claims 1 to 6, characterized in that that the controllable switch (5) by one of a further secondary winding (8) the output transformer (10) obtained voltage is switchable. 8. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (5) als ein während der Einschaltphase getriggerter Thyristor (Th) ausgebildet ist.8. Switching power supply according to claims 1 to 7, characterized in that that the controllable switch (5) as a triggered during the switch-on phase Thyristor (Th) is formed. 9. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerspannung durch einen in Miller-Schaltung betriebenen und durch die aus der weiteren Sekundärwicklung (8) des Ausgangsübertragers (10) gewonnene Spannung auslösbaren Transistor (T8) bei Abschluß der Einschaltphase kurzgeschlossen ist.9. Switching power supply according to claims 1 to 8, characterized in that that the trigger voltage is operated by a Miller circuit and by the voltage obtained from the further secondary winding (8) of the output transformer (10) triggerable transistor (T8) is short-circuited at the end of the switch-on phase. 10. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die aus der weiteren Sekundärwicklung (8) des Ausgangsübertragers (10) gewonnene Spannung eine zwischen dem Oszillator (1) und der Treiberstufe (3) vorgesehene Schaltstufe (2) zur Impulsbreitenbegrenzung steuerbar ist.10. Switching power supply according to claims 1 to 9, characterized in that that from the further secondary winding (8) of the output transformer (10) voltage obtained between the oscillator (1) and the driver stage (3) Switching stage (2) to limit the pulse width is controllable. 11. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daB der Transistor (T6) am Ausgang der Treiberstufe (3) mit dem Transistor (T7) der Endstufe (4) galvanisch verbunden ist.11. Switching power supply according to claims 1 to 10, characterized in that that the transistor (T6) at the output of the driver stage (3) with the transistor (T7) the output stage (4) is galvanically connected.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011540A1 (en) * 1980-03-21 1981-10-01 Licentia Gmbh Remote controlled transistor inverter - has starter with relay cutting off stabilised starting voltage to control unit after time delay
DE3026604A1 (en) * 1980-07-14 1982-02-04 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt SWITCHING POWER SUPPLY FOR A TELEVISION RECEIVER
DE3227152A1 (en) * 1982-07-21 1984-02-02 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Transformer-type power section with mains isolation for television sets

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