FR2578119A1 - Device for alternating asynchronous supply to electrical appliances requiring fixed and variable DC voltages and electric sewing machine equipped with such a supply device - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'ALIMENTATION ASYNCHRONE ALTERNEE POUR APPAREILS ELECTRIQUES NECESSI
TANT DES TENSIONS CONTINUES FIES ET VARIABLES ET MACHINE A COUDRE ELECTRIQUE EQUI
PEE D'UN TEL DISPOSITIF D'ALIMENTATION."
La présente invention se rapporte à un dispositif d'alimentation électrique destiné à engendrer au moins une première tension continua fixe et au moins une deuxième, tension continue variable, à partir d'une tension alternative unique.ALTERNATE ASYNCHRONOUS SUPPLY DEVICE FOR NECESSI ELECTRICAL DEVICES
SO MANY FIES AND VARIABLE CONTINUOUS VOLTAGES AND EQUI ELECTRIC SEWING MACHINE
PEE OF SUCH A SUPPLY DEVICE. "
The present invention relates to an electrical supply device intended to generate at least a first fixed DC voltage and at least a second, variable DC voltage, from a single AC voltage.
Dans de nombreux appareils électriques domestiques alimentés en courant continu à partir du réseau 220VA,il peut hêtre nécessaire de disposer à la fois d'une ou de plusieurs tensions fixes et d'une tension continue susceptible d'erre ajustée. In many domestic electrical appliances supplied with direct current from the 220VA network, it may be necessary to have both one or more fixed voltages and a DC voltage liable to be adjusted.
Tel est le cas an particulier des machines à coudre électriques qu'on cherche de plus en plus à équiper de moteurs 12 V- pour des raisons d 'abaissement
des coûts de fabrication et d'isolement du moteur vis-a-is des fluctuations ou perturbations de la tension du réseau. Dans de telles machines à coudre, on a an
effet tout à la fois besoin d'une tension 12V fixe, notamment pour l'alimentation
des lampes d'éclairage et d'une basse tension continue ajustable pour la régulation
de la vitesse du moteur
Pour parvenir à ce résultat, il n'existe pas à l'heure actuelle d'autre
alternative que l'utilisation de deux circuits d'alimentation distincts alimen
es panriun transformateur.Cette solution est bien évidemment peu satisfaisante
du fait de l'utilisation du ou des deux transformateurs fort encombrants, lourds
et par ailleurs coûteux.This is the special case of electric sewing machines which are increasingly sought to be fitted with 12 V motors - for reasons of lowering.
the costs of manufacturing and isolating the motor from fluctuations or disturbances in the network voltage. In such sewing machines, there is an
effect both need a fixed 12V voltage, especially for power
adjustable lighting lamps and a low continuous voltage for regulation
motor speed
To achieve this result, there is currently no other
alternative than using two separate power supply circuits
es panriun transformer.This solution is obviously unsatisfactory
due to the use of one or two bulky, heavy transformers
and otherwise expensive.
La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif d'alimentation électrique du type spéci fié en préambule, qui se caracterise en ce qu'il comprend un circuit de redressement de la tension alternative à la sortie duquel est connecté un premier décou- peur à semi-conducteur alimentant au moins un deuxième découpeur à semi-conducteur qui alimente lui-même la charge destinée à être excitée par la deuxième tension
continue, chacun de ces découpeurs étant associé à un circuit de commande du découpage de son courant d'entrée, piloté par l'écart entre sa tension de sortie
instantanée et une tension de référence respective pour stabiliser ladite tension
de sortie à la valeur de cette dernière, la tension de référence du premier
découpeur étant égale à la première tension continue et celle du deuxième déoou
peur étant égale à la deuxième tension continue.The present invention proposes to remedy this drawback and, to do this, it relates to an electrical supply device of the type speci fied in the preamble, which is characterized in that it comprises an AC voltage rectifying circuit. at the output of which is connected a first semiconductor cutter supplying at least a second semiconductor cutter which itself supplies the load intended to be excited by the second voltage
continuous, each of these cutters being associated with a circuit for controlling the cutting of its input current, controlled by the difference between its output voltage
instantaneous and a respective reference voltage to stabilize said voltage
output at the value of the latter, the reference voltage of the first
cutter being equal to the first direct voltage and that of the second unwind
fear being equal to the second continuous tension.
De préférence, le circuit de redressement comprend un pont redresseur double alternance entre les bornes de sortie duquel est monté un condensateur de lissage. Preferably, the rectification circuit comprises a full-wave rectifier bridge between the output terminals of which a smoothing capacitor is mounted.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le premier découpeur comprend, connectés successivement en série entre les bornes de sortie du circuit de redressement, un transistor de commutation, une self, une première résistance et un condensateur dont la tension constitue la tension de sortie du premier découpeur, une diode étant connectée en polarité inverse entre le transistor et la borne du condensateur reliée au circuit de redressement. In a preferred embodiment of the present invention, the first cutter comprises, connected successively in series between the output terminals of the rectification circuit, a switching transistor, a choke, a first resistor and a capacitor whose voltage constitutes the voltage output of the first cutter, a diode being connected in reverse polarity between the transistor and the terminal of the capacitor connected to the rectification circuit.
Le circuit de commande de ce premier découpeur sera, selon l'invention, avantageusement constitué par un premier amplificateur-conformateur pilotant le transistor de commutation et activé, d'une part, par des impulsions d'horloge et, d'autre part, par le signal de sortie d'un premier comparateur dont l'entrée est connectée aux bornes du condensateur et dont la tension de référence est égale à ladite première tension continue, le premier amplificateur-conformateur étant conçu pour bloquer le transistor de commutation à l'arrivée de chaque impulsion d'horloge et pour le rendre conducteur au bout d'une période de temps inversement proportionnelle au niveau du signal de sortie du premier comparateur. The control circuit of this first cutter will, according to the invention, advantageously consist of a first amplifier-shaper driving the switching transistor and activated, on the one hand, by clock pulses and, on the other hand, by the output signal of a first comparator whose input is connected to the terminals of the capacitor and whose reference voltage is equal to said first direct voltage, the first amplifier-shaper being designed to block the switching transistor on arrival of each clock pulse and to make it conductive after a period of time inversely proportional to the level of the output signal of the first comparator.
Selon le même mode de réalisation préféré de la présente invention, le deuxième découpeur comprend, connectés successivement en série entre les bornes de sortie du premier découpeur, un transistor de puissance, la charge et une deuxième résistance, une diode étant connectée en polarité inverse entre le transistor de puissance et la borne de sortie du premier découpeur à laquelle est connectée la deuxième résistance. According to the same preferred embodiment of the present invention, the second cutter comprises, connected successively in series between the output terminals of the first cutter, a power transistor, the load and a second resistor, a diode being connected in reverse polarity between the power transistor and the output terminal of the first cutter to which the second resistor is connected.
Dans ce cas, le circuit de commande du deuxième découpeur sera de préférence constitué par un deuxième amplificateur-conformateur pilotant le transistor de puissance et activé, d'une part, par des impulsions d'horloge et, d'autre part, par le signal de sortie d'un deuxième comparateur dont l'entrée est connectée aux bornes de la charge et dont la tension de référence est égale à ladite deuxième tension continue, le deuxième amplificateur-conformateur étant conçu pour bloquer le transistor de puissance à l'arrivée de chaque impulsion d'horloge et pour le rendre conducteur au bout d'une période de temps inversement proportionnelle au niveau du signal de sortie du deuxième comparateur. In this case, the control circuit of the second cutter will preferably be constituted by a second amplifier-shaper driving the power transistor and activated, on the one hand, by clock pulses and, on the other hand, by the signal output of a second comparator whose input is connected to the terminals of the load and whose reference voltage is equal to said second direct voltage, the second amplifier-shaper being designed to block the power transistor at the arrival of each clock pulse and to make it conductive after a period of time inversely proportional to the level of the output signal of the second comparator.
On dispose ainsi grâce à l'invention, d'un dispositif dit d'alimentation asynchrone alternée, capable à lui seul d'engendrer tout à la fois une tension continue fixe disponible à la sortie du premier découpeur et une tension continue variable disponible à la sortie du deuxième découpeur. Thanks to the invention, there is thus a device known as an alternating asynchronous power supply, capable by itself of generating both a fixed direct voltage available at the output of the first cutter and a variable direct voltage available at the exit of the second cutter.
Plus précisément, la tension de sortie du premier découpeur est stabilisée à la valeur de la première tension continue par les blocages cycliques du transistor de ce dernier, déclenchés par le circuit de commande associé, en synchronisme avec les impulsions d'horloge qu'il reçoit, et entrecoupés de mises en conduction du transistor de durées proportionnelles au niveau du signal de sortie du comparateur, ce niveau étant représentatif de i'écart entre la valeur de la tensiaa instantanée de sortie du premier découpeur et celle de la première tension continue. More precisely, the output voltage of the first cutter is stabilized at the value of the first direct voltage by the cyclic blockings of the transistor of the latter, triggered by the associated control circuit, in synchronism with the clock pulses which it receives. , and interspersed with conduction of the transistor of durations proportional to the level of the comparator output signal, this level being representative of the difference between the value of the instantaneous output voltage of the first cutter and that of the first direct voltage.
Lorsque le transistor du premier découpeur est conducteur, le condensateur se charge pour alimenter en permanence le deuxième découpeur dont la tension de sortie est, de la même façon que celle du premier, stabilisée à la valeur de la deuxième tension continue. When the transistor of the first cutter is conductive, the capacitor charges to permanently supply the second cutter, the output voltage of which, in the same way as that of the first, is stabilized at the value of the second DC voltage.
On voit donc que l'invention procure un dispositif d'alimentation d'appareils électriques à courant continu, qui, par rapport aux dispositifs classiques d'alimentation, est d'une structure grandement simplifiée et donc d'un coût réduit, notamment de par la suppression des transformateurs. It can therefore be seen that the invention provides a device for supplying direct current electrical devices, which, compared with conventional supply devices, is of a greatly simplified structure and therefore of reduced cost, in particular by the removal of transformers.
Selon une caractéristique importante de l'invention, les circuits de commande des deux découpeurs sont activés par un seul et même générateur d'impulsions d'horloge, qui assure un blocage simultané des transistors des deux découpeurs et évite ainsi toute perturbation ou interaction de commande entre ces derniers. According to an important characteristic of the invention, the control circuits of the two cutters are activated by a single clock pulse generator, which ensures simultaneous blocking of the transistors of the two cutters and thus avoids any disturbance or control interaction between these.
Enfin, le premier comparateur est en outre activé par la tension aux bornes de la première résistance pour déclencher un blocage du transistor en cas de surintensité dangereuse dans le premier découpeur. De la même façon, le deuxième comparateur est activé par la tension aux bornes de la deuxième résistance pour déclencher un blocage du transistor de puissance en cas de surintensité dangereuse dans le deuxième découpeur. Finally, the first comparator is also activated by the voltage across the first resistor to trigger a blocking of the transistor in the event of a dangerous overcurrent in the first cutter. Similarly, the second comparator is activated by the voltage across the second resistor to trigger a blockage of the power transistor in the event of a dangerous overcurrent in the second cutter.
La présente invention a trait également à une machine à coudre électrique équipée d'un moteur à courant continu et alimenté par la tension secteur, au travers du dispositif qui vient d'entre décrit, la tension de sortie du deuxieme découpeur servant dans ce cas à l'excitation de l'inducteur du moteur en vue de la régulation de la vitesse de rotation de ce dernier. The present invention also relates to an electric sewing machine equipped with a DC motor and supplied by the mains voltage, through the device which has just been described, the output voltage of the second cutter serving in this case to the excitation of the inductor of the motor with a view to regulating the speed of rotation of the latter.
Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit plus en détails, mais uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dont la figure unqiue représente le schéma électrique, partiel lement sous forme synoptique, du dispositif d'alimentation conforme à ce mode de réalisation de l'invention. An embodiment of the present invention will now be described in more detail, but only by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing, the figure of which represents the electrical diagram, partially in block diagram, of the power supply according to this embodiment of the invention.
Ce dispositif d'alimentation est conçu pour, à partir d'une tension alternative élevée, engendrer tout à la fois une basse tension continue fixe et une basse tension continue variable. Dans l'exemple représenté, il est plus précisément utilisé pour, à partir de la tension secteur (220 V+0), alimenter une machine à coudre ménagère fonctionnant en 12 V continu. Mais, bien évidemment, cette application n'a aucun caractère limitatif. This power supply device is designed to, from a high alternating voltage, generate both a fixed direct low voltage and a variable direct low voltage. In the example shown, it is more precisely used for, from the mains voltage (220 V + 0), supplying a household sewing machine operating with 12 V DC. But, of course, this application has no limiting character.
Comme on peut le voir, ce dispositif d'alimentation comprend tout d'abord un pont redresseur double alternance 1 par lequel il est connecté au réseau 220 V4 2 et un condensateur de lissage 3 monté entre les deux bornes de sortie 4, 5 du pont redresseur 1. As can be seen, this supply device first of all comprises a full-wave rectifier bridge 1 by which it is connected to the 220 V4 network 2 and a smoothing capacitor 3 mounted between the two output terminals 4, 5 of the bridge rectifier 1.
Selon la caractéristique première de l'invention, deux découpeurs à semiconducteurs 6 et 6a sont connectés en série à la sortie du pont redresseur 1. According to the primary characteristic of the invention, two semiconductor cutters 6 and 6a are connected in series at the output of the rectifier bridge 1.
Plus précisément, le premier découpeur 6 est un découpeur haute tensionbasse tension dont l'élément de découpage est constitué par un transistor de commutation n-p-n 8 relié par son émetteur à l'une des bornes de sortie 4 du pont redresseur 1. Le découpeur 6 comprend encore, connectés en série au collecteur du transistor 8, une self 9, une résistance 10 et un condensateur 11 qui referme le circuit du découpeur 6 sur la deuxième borne de sortie 5 du pont redresseur 1. Une diode 12 est en outre branchée, en polarité inverse, entre le collecteur du transistor 8 et cette même borne de sortie 5 du pont redresseur 1. More specifically, the first cutter 6 is a high-voltage low-voltage cutter, the cutting element of which is constituted by an npn switching transistor 8 connected by its transmitter to one of the output terminals 4 of the rectifier bridge 1. The cutter 6 comprises still, connected in series to the collector of transistor 8, a choke 9, a resistor 10 and a capacitor 11 which closes the circuit of the chopper 6 on the second output terminal 5 of the rectifier bridge 1. A diode 12 is further connected, in reverse polarity, between the collector of transistor 8 and this same output terminal 5 of rectifier bridge 1.
Quant au second découpeur 6a, il se compose d'un transistor de puissance 13 dont l'émetteur est connecté au point de jonction de la résistance 10 et du condensateur 11 et le collecteur est relié à la deuxième borne de sortie 5 du pont redresseur 1 par un circuit série composé de l'inducteur 14 du moteur 15 de la machine à coudre et d'une seconde résistance 16. En outre, une diode 17 est branchée, en polarité inverse, entre le collecteur du transistor 13 et la deuxième borne de sortie 5 du pont redresseur 1. As for the second cutter 6a, it consists of a power transistor 13 whose emitter is connected to the junction point of the resistor 10 and of the capacitor 11 and the collector is connected to the second output terminal 5 of the rectifier bridge 1 by a series circuit composed of the inductor 14 of the motor 15 of the sewing machine and of a second resistor 16. In addition, a diode 17 is connected, in reverse polarity, between the collector of the transistor 13 and the second terminal of output 5 of rectifier bridge 1.
L'état du transistor de commutation 8 est déterminé par un circuit de commande 18 dont la sortie est connectée à sa-base. Sur une entrée de commande , le circuit de commande 18, qui est constitué par un amplificateurconformateur, reçoit des impulsions d'horloge engendrées par un générateur 19, tandis que sa seconde entrée de commande est reliée à la sortie d'un comparateur 20. The state of the switching transistor 8 is determined by a control circuit 18, the output of which is connected to its base. On a control input, the control circuit 18, which is constituted by a transformer amplifier, receives clock pulses generated by a generator 19, while its second control input is connected to the output of a comparator 20.
Les entrées de celui-ci sont connectées aux bornes de la résistance 10 et sa tension de référence est constituée par une tension stabilisée VREF 1' qui est ici de 12 51. The inputs of the latter are connected to the terminals of the resistor 10 and its reference voltage is constituted by a stabilized voltage VREF 1 'which is here 12 51.
Le générateur d'impulsions d'horloge 19 est également connecté à une première entrée de commande du circuit de commande 21 du transistor de puissance 13 du deuxième découpeur 6a. La seconde entrée de oerde du circuit 21, qui est égalen~r.t un amplificateur-conformateur, est reliée à la sortie d'un second comparateur 22, lequel est connecté par ses entrées aux bornes de inducteur 14 du moteur 15, la tension de référence de ce second comparateur 22 étant une tension continue VREF 2 ajustable par un potentiomètre 23. The clock pulse generator 19 is also connected to a first control input of the control circuit 21 of the power transistor 13 of the second cutter 6a. The second input of circuit circuit 21, which is equal to an amplifier-shaper, is connected to the output of a second comparator 22, which is connected by its inputs to the terminals of inductor 14 of motor 15, the reference voltage of this second comparator 22 being a direct voltage VREF 2 adjustable by a potentiometer 23.
Le dispositif d'alimentation qui vient d'entre décrit fonctionne de la manière suivante. The feeding device which has just been described operates in the following manner.
La haute tension continue disponible aux bornes du condensateur de lissage 3 est appliquée à 1 'entrée du premier découpeur 6. Quand le transistor 8 est dans son état de conduction, le condensateur 11 se charge à travers la self 9 et la résistance 10. La tension Vf prélevée aux bornes du condensateur 11 est alors appliquée à l'entrée du comparateur 20 qui la compare à la tension de référence
VREF 1 de 12 V et amplifie l'écart VREF 1 Vf. Le signal de sortie S du comparateur 20, représentatif de cet écart, est alors applique à l'entrée du circuit de commande 18.Celui-ci est conçu pour bloquer le transistor 8 à chaque fois qu'il est activé par une impulsion d'horloge et pour le rendre de nouveau conducteur au bout d'un temps T1 inversement proportionnel au niveau du signal S. Ainsi, plus la valeur de Vf sera éloignée de VREF 1 7 plus la durée de conduction du transistor 8 sera longue et, de cette façon, la tension de sortie Vf du premier découpeur 6 est stabilisée à la valeur de VREF 1 c'est-à-dire à 12 V. Il est à noter ici que la diode 12 récupère l'énergie de la self 9 pour la transférer dans le condensateur 11 après chaque blocage du transistor 8.The high DC voltage available at the terminals of the smoothing capacitor 3 is applied to the input of the first cutter 6. When the transistor 8 is in its conduction state, the capacitor 11 is charged through the inductor 9 and the resistor 10. The voltage Vf taken from the terminals of capacitor 11 is then applied to the input of comparator 20 which compares it to the reference voltage
VREF 1 of 12 V and amplifies the difference VREF 1 Vf. The output signal S of the comparator 20, representative of this difference, is then applied to the input of the control circuit 18, which is designed to block the transistor 8 each time it is activated by a pulse of clock and to make it new conductor at the end of a time T1 inversely proportional to the level of the signal S. Thus, the more the value of Vf will be distant from VREF 1 7 the longer the conduction time of transistor 8 will be long and, from this way, the output voltage Vf of the first chopper 6 is stabilized at the value of VREF 1, that is to say at 12 V. It should be noted here that the diode 12 recovers the energy from the inductor 9 to transfer it in the capacitor 11 after each blocking of the transistor 8.
Dans l'application du dispositif de l'invention à une machine à coudre, la tension Vf de 12 V sert à alimenter d'une part les lampes d'éclairage et éventuellement les circuits de programmation, et, d'autre part, l'inducteur 14 du moteur 15, à travers le deuxième découpeur 6a qui a pour fonction de maintenir la vitesse de rotation du moteur à une valeur de consigne constante correspondant à la tension de référence VREF 2 ajustable au moyen du potentiomètre 23. In the application of the device of the invention to a sewing machine, the voltage Vf of 12 V is used to power on the one hand the lighting lamps and possibly the programming circuits, and, on the other hand, the inductor 14 of the motor 15, through the second cutter 6a which has the function of maintaining the speed of rotation of the motor at a constant reference value corresponding to the reference voltage VREF 2 adjustable by means of the potentiometer 23.
Plus précisément, la vitesse instantanée du moteur est déterminée par sa force contre-électromotrice mesurée aux bornes de l'inducteur 14 par le comparateur 22 et, en fonction de l'écart entre cette force contre-électromotrice et la tension de référence affichée VREF 2' le deuxième découpeur 6a agit de la même façon que le premier pour réguler la tension d'excitation de l'inducteur 14 du moteur de telle façon que la vitesse de rotation de celui-ci soit stabilisée à la vitesse de consigne susmentionnée. More precisely, the instantaneous speed of the motor is determined by its counterelectromotive force measured at the terminals of the inductor 14 by the comparator 22 and, as a function of the difference between this counterelectromotive force and the displayed reference voltage VREF 2 the second cutter 6a acts in the same way as the first to regulate the excitation voltage of the inductor 14 of the motor so that the speed of rotation of the latter is stabilized at the above-mentioned reference speed.
Il est à noter ici que, par le fait que les circuits de commande 18 et 21 des deux découpeurs sont activés par le même générateur d'impulsions d > hor- loge 19, les transistors 8 et 13 sont bloqués simultanément ce qui élimine tout risque de perturbations dans les fonctionnements des deux découpeurs. It should be noted here that, by the fact that the control circuits 18 and 21 of the two cutters are activated by the same clock pulse generator 19, the transistors 8 and 13 are blocked simultaneously which eliminates any risk disturbances in the functioning of the two cutters.
Enfin, dans le dispositif de l'invention, les comparateurs 20 et 22 mesurent l'intensité du courant traversant les résistances 10 et 16 pour provoquer un blocage des transistors 8 et 13 en cas de surintensité dangereuse. Finally, in the device of the invention, the comparators 20 and 22 measure the intensity of the current passing through the resistors 10 and 16 to cause a blocking of the transistors 8 and 13 in the event of a dangerous overcurrent.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8502547A FR2578119A1 (en) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Device for alternating asynchronous supply to electrical appliances requiring fixed and variable DC voltages and electric sewing machine equipped with such a supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8502547A FR2578119A1 (en) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Device for alternating asynchronous supply to electrical appliances requiring fixed and variable DC voltages and electric sewing machine equipped with such a supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2578119A1 true FR2578119A1 (en) | 1986-08-29 |
Family
ID=9316519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8502547A Withdrawn FR2578119A1 (en) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Device for alternating asynchronous supply to electrical appliances requiring fixed and variable DC voltages and electric sewing machine equipped with such a supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2578119A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2514102A1 (en) * | 1974-04-01 | 1975-10-09 | Philips Nv | CIRCUIT ARRANGEMENT IN A TV PLAYBACK ARRANGEMENT |
FR2497421A1 (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-02 | Thomson Csf | Non-inverting variable ratio DC=DC switching regulator - uses series switch driving an LC circuit to step up input voltage and shunt switch to lower output voltage |
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1985
- 1985-02-22 FR FR8502547A patent/FR2578119A1/en not_active Withdrawn
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