JP2006108390A - Transformer core and leakage transformer employing it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、漏洩磁路を構成する漏洩用コアを備えたトランスコアに関するものであり、さらには、これを用いたリーケージトランスに関するものである。 The present invention relates to a transformer core including a leakage core that constitutes a leakage magnetic path, and further relates to a leakage transformer using the same.
液晶TVインバータ回路方式としては、コレクタ共振型回路方式が一般的であるが、このコレクタ共振型回路は、1次側にも共振回路があり、2次側の共振回路と干渉を起こすため、効率が悪いという欠点がある。また、波形が非対称の場合、冷陰極放電ランプ(CFL)の整流作用により流れる直流成分(異常放電の原因)をカットするため、バラストコンデンサを使用する必要があり、コスト増の原因となっている。 As a liquid crystal TV inverter circuit system, a collector resonance type circuit system is generally used, but this collector resonance type circuit also has a resonance circuit on the primary side and causes interference with the resonance circuit on the secondary side. Has the disadvantage of being bad. In addition, when the waveform is asymmetrical, it is necessary to use a ballast capacitor in order to cut off a direct current component (cause of abnormal discharge) caused by the rectifying action of the cold cathode discharge lamp (CFL), which causes an increase in cost. .
近年、液晶TVの大型化等に伴い、効率低下、コストアップの要因となるバラストコンデンサを使用せずに冷陰極放電ランプを安定に点灯させる2次側共振型回路方式が採用されるようになっている。2次側共振型回路(他励共振型回路)は、いわゆるリーケージトランスを使用し、2次側の漏れインダクタンスと寄生容量、あるいは補助的に設けられた共振コンデンサが共振するというものであり、共振点付近でトランス一次側から見た力率が飛躍的に改善されることを利用したものである。2次側共振型回路では、前記バラストコンデンサが不要で、トランスの力率改善(効率改善)が図れるという利点を有する。 In recent years, with the increase in size of liquid crystal TVs and the like, a secondary side resonance type circuit system that stably turns on a cold cathode discharge lamp without using a ballast capacitor which causes a decrease in efficiency and an increase in cost has come to be adopted. ing. The secondary-side resonance type circuit (externally-excited resonance type circuit) uses a so-called leakage transformer, in which secondary side leakage inductance and parasitic capacitance, or an auxiliary resonance capacitor resonates. This is based on the fact that the power factor seen from the transformer primary side near the point is dramatically improved. The secondary side resonance type circuit does not require the ballast capacitor, and has an advantage of improving the power factor (efficiency improvement) of the transformer.
ところで、液晶TVの大型化により、多数の冷陰極放電ランプを点灯させる必要が生じており、これに伴い使用するトランスの数が増え、トランスの空間占有率が増大する傾向にある。前記リーケージトランスを使用する場合も例外ではなく、このため、例えば1個の一次コイルに対して2個以上の二次コイルを有する1入力多出力型のリーケージトランスが種々提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2等を参照)。 By the way, with the increase in size of the liquid crystal TV, it is necessary to turn on a large number of cold cathode discharge lamps. Accordingly, the number of transformers used increases and the space occupancy of the transformer tends to increase. The case where the leakage transformer is used is not an exception. For this reason, various one-input / multi-output type leakage transformers having two or more secondary coils for one primary coil have been proposed (for example, (See Patent Document 1 and Patent Document 2).
例えば、特許文献1には、内部コアに、インバータ回路に接続される1つの1次コイルと蛍光灯にそれぞれ独立して接続される少なくとも2つの2次コイルとを巻回し、それぞれのコイル間に漏洩磁路を構成する磁脚を有する外部コアを前記各コイルを囲む如く配置して構成されたリーケージトランスが開示されている。特許文献2には、1つの一次巻線と、複数の二次巻線を設け、それぞれの二次巻線を同じ結合度で一次巻線に電磁結合させたインバータトランスが開示されており、このインバータトランスの各二次巻線をそれぞれ異なる放電灯に接続することが開示されている。なお、特許文献2に記載されるインバータトランスでは、突起が漏洩磁脚の役割を果たし、したがって、この突起を設けた場合には、リーケージトランスとして動作する。
For example, in Patent Document 1, an inner core is wound with one primary coil connected to an inverter circuit and at least two secondary coils connected independently to a fluorescent lamp, and between the coils. A leakage transformer is disclosed in which an outer core having a magnetic leg constituting a leakage magnetic path is arranged so as to surround each coil.
このように、1入力多出力型のリーケージトランスとすれば、冷陰極放電ランプの数とトランスの数を1対1で対応させる必要がなく、トランスの数を減らして空間占有率を削減できるものと考えられる。
しかしながら、リーケージトランスのより一層の低背化や構造の簡略化等を考えた場合、前記各特許文献記載の発明には、未だ改良すべき点が多い。例えば、特許文献1記載の発明では、内部コアに対して両側から外部コアを突き合わせた構造となっており、コアの数は3つ必要である。コアの数が多いと、それだけ構造が複雑になり、組み立ての手間も要する。 However, when considering further reduction in the height of the leakage transformer and simplification of the structure, there are still many points to be improved in the inventions described in the patent documents. For example, the invention described in Patent Document 1 has a structure in which the outer core is abutted against the inner core from both sides, and the number of cores is three. If the number of cores is large, the structure becomes complicated and the assembly work is required.
一方、特許文献2記載の発明では、実装する基板面から高さ方向にコイルを挟む構造とされているので、トランスの低背化は難しい。また、二次コイルの数の増加に伴って、第2の脚の数を増やす必要があり、実装に必要な面積が拡大したり、コア形状が複雑化する等の問題がある。
On the other hand, in the invention described in
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、一入力多出力化による高効率化を図ることができ、より一層の部品点数の削減や構造の簡略化を図ることが可能で、しかも低背化に有利なトランスコア及びリーケージトランスを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation. That is, the present invention can achieve high efficiency by increasing the number of inputs and outputs, and can further reduce the number of parts and simplify the structure, and is advantageous in reducing the height of the transformer core. The purpose is to provide a leakage transformer.
上述の目的を達成するために、本発明のトランスコアは、矩形枠体状の外周コアと、当該外周コアの対向する2辺間を繋ぐ漏洩用コアとから構成される第1のコア部と、前記漏洩用コアと略直交して配置され、前記漏洩用コアと所定の間隔を持って対向するように外周コアの底面に固定される第2のコア部とを有し、前記漏洩用コアは、一次コイルと二次コイルの間の位置に対応して複数設けられていることを特徴とする。また、本発明のリーケージトランスは、前記トランスコアを備え、前記第2のコア部の中央位置に一次コイルが巻回されるとともに、その両側にそれぞれ二次コイルが巻回され、これら一次コイルと二次コイルの間の位置に前記漏洩用コアが配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the transformer core of the present invention includes a first core portion including a rectangular frame-shaped outer peripheral core and a leakage core connecting two opposing sides of the outer peripheral core. A second core portion that is disposed substantially orthogonal to the leakage core and is fixed to the bottom surface of the outer peripheral core so as to face the leakage core with a predetermined interval, and the leakage core Is provided in a plurality corresponding to the position between the primary coil and the secondary coil. The leakage transformer of the present invention includes the transformer core, and a primary coil is wound around a center position of the second core portion, and secondary coils are wound on both sides of the primary coil. The leakage core is disposed at a position between the secondary coils.
本発明のトランスコアにおいて、漏洩用コアは漏洩磁束のパスを形成することを目的に設けられるものであり、第2のコア部との間に漏洩用のギャップが形成される構造になっている。この構造によって、漏洩磁束を制御することが可能になる。 In the transformer core of the present invention, the leakage core is provided for the purpose of forming a leakage magnetic flux path, and has a structure in which a leakage gap is formed between the leakage core and the second core portion. . This structure makes it possible to control the leakage magnetic flux.
また、本発明のリーケージトランスにおいては、第2のコア部の中央に一次コイルが配置され、その両側近傍に漏洩磁極(漏洩用コア)があり、さらにその外側に二次コイルが配置された構造となっている。したがって、一次コイルに対して二次コイルが対称に配置され、漏洩用コアによって一次コイルと二次コイルが分離されるとともに、前記漏洩用コアによって十分大きな漏洩インダクタンスが確保されるので、二次コイル間の電圧変動が小さく抑えられる。 Further, in the leakage transformer of the present invention, the primary coil is disposed in the center of the second core portion, the leakage magnetic pole (leakage core) is disposed in the vicinity of both sides thereof, and the secondary coil is disposed on the outside thereof. It has become. Accordingly, the secondary coil is arranged symmetrically with respect to the primary coil, the primary coil and the secondary coil are separated by the leakage core, and a sufficiently large leakage inductance is secured by the leakage core. The voltage fluctuation between them is kept small.
本発明においては、トランスコアは、2つのコア部、すなわち外周コアと漏洩用コアからなる第1のコア部と、一次コイルや二次コイルが巻回される第2のコア部によって構成される。したがって、例えば特許文献1記載の発明と比較して、必要なコア数が削減され、構造が簡略化される。 In the present invention, the transformer core is composed of two core parts, that is, a first core part including an outer peripheral core and a leakage core, and a second core part around which the primary coil and the secondary coil are wound. . Therefore, for example, as compared with the invention described in Patent Document 1, the number of necessary cores is reduced and the structure is simplified.
また、本発明のトランスコア、あるいはリーケージトランスは、特許文献2記載の発明にように高さ方向にコイルを挟む構造ではなく、基本的には横置き配置されるものであるので、低背化に有利である。
In addition, the transformer core or leakage transformer of the present invention is basically arranged horizontally rather than having a structure in which the coil is sandwiched in the height direction as in the invention described in
さらに、本発明においては、例えば二次コイルが巻回されるコア部の数を二次コイルの数1対1で対応させる必要はなく、第2のコア部を1つ配置するだけである。したがって、特許文献2記載の発明のような外脚の数の増加に伴う実装面積の増加や、構造の複雑化も回避される。
Furthermore, in the present invention, for example, it is not necessary to correspond the number of core portions around which the secondary coil is wound with the number of secondary coils, and only one second core portion is arranged. Therefore, an increase in mounting area and an increase in structure due to an increase in the number of outer legs as in the invention described in
なお、本発明のリーケージトランスでは、その構造上の特徴を利用して、横置き配置した際に上面を覆う形で軟磁性薄板を配置することも可能である。この場合には、前記構成に加えて、横置き配置された際の上面側に軟磁性薄板が配置されていることを特徴とする。上面側に軟磁性薄板を配置することで、一次コイルや二次コイルがシールドされた形になり、磁束の漏洩が低減され、例えば基板に実装した場合に、周囲への漏洩磁束の影響が抑制されることになる。 In the leakage transformer of the present invention, it is also possible to arrange the soft magnetic thin plate so as to cover the upper surface when it is placed horizontally by utilizing its structural characteristics. In this case, in addition to the above-described configuration, a soft magnetic thin plate is disposed on the upper surface side when it is horizontally disposed. By placing a soft magnetic thin plate on the upper surface side, the primary and secondary coils are shielded, reducing magnetic flux leakage. For example, when mounted on a board, the influence of leakage magnetic flux to the surroundings is suppressed. Will be.
本発明のトランスコアやリーケージトランスによれば、一入力多出力化による高効率化を図ることができ、低背化の実現、部品点数の削減、構造の簡略化、及びコストの削減を図ることが可能である。また、本発明によれば、各二次コイルからほぼ均等に出力を取り出すように設計することが可能である。 According to the transformer core and the leakage transformer of the present invention, it is possible to achieve high efficiency by increasing the number of inputs and outputs, realizing a reduction in height, reducing the number of parts, simplifying the structure, and reducing costs. Is possible. Further, according to the present invention, it is possible to design so that the output is taken out from each secondary coil almost evenly.
以下、本発明を適用したトランスコア及びリーケージトランスについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a transformer core and a leakage transformer to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1ないし図3に、本実施形態のトランスコアの形状及び構造を示す。また、図4ないし図6に、このトランスコアに一次コイル、二次コイルを装着したリーケージトランスの構造を示す。
(First embodiment)
1 to 3 show the shape and structure of the transformer core of this embodiment. FIGS. 4 to 6 show the structure of a leakage transformer in which a primary coil and a secondary coil are mounted on the transformer core.
本実施形態のトランスコア1は、2つのコア部により構成されるものであり、先ず、第1のコア部は、図1に示すように、矩形枠体状の外周コア1と、この外周コア1の互いに対向する長辺間を繋ぐように設けられる漏洩用コア2,3とから構成される。漏洩用コア2,3は、後述の一次コイルと二次コイルの境界位置に設けられ、本実施形態の場合、一次コイルの両側に二次コイルが配置されることから、2本の漏洩用コア2,3が設けられている。
The transformer core 1 of the present embodiment is composed of two core parts. First, as shown in FIG. 1, the first core part is a rectangular frame-shaped outer peripheral core 1 and the outer peripheral core. It is comprised from the leaking
外周コア1は、後述の一次コイルや二次コイルを内部に収容し得る程度の高さを有し、上下が開放された中空筐体状の外観を呈している。漏洩用コア2,3は、それぞれ棒状(角柱状)のコアであるが、前記外周コア1の高さほどの厚さ(高さ方向の寸法)はなく、図2に示すように、前記外周コア1の上面寄りの位置に外周コア1と一体に形成されている。なお、これら漏洩用コア2,3は、所定の間隔で互いに平行に配置されている。
The outer peripheral core 1 has a height that can accommodate a primary coil and a secondary coil, which will be described later, and has a hollow casing-like appearance that is open at the top and bottom. Each of the
前記外周コア1の短辺側底面には、第2のコア部を位置決め固定するための凹部4,5が形成されており、ここにスペーサギャップを介して第2のコア部を嵌合配置することで、第1のコア部と第2のコア部とが磁気的に結合される。前記嵌合配置に際しては、実効透磁率を調整して簡単に飽和しないように前記スペーサギャップが必要である。
第2のコア部は、1本の棒状のコアであり、一次コイルや二次コイルが巻回されるコイル巻回用コア6によって構成されている。このコイル巻回用コア6は、図3に示すように、外周コア1の底面側に配置され、前記凹部4,5にその両端部を嵌合することで、外周コア1、さらには漏洩用コア2,3に対して位置決め固定されている。
The second core portion is a single rod-shaped core, and is constituted by a
ここで、このコイル巻回用コア6と前記漏洩用コア2,3の位置関係について説明すると、これらコイル巻回用コア6と前記漏洩用コア2,3とは、平面で見たときに互いに直交して配置されている。一方、高さ方向においては、図3に示すように、各漏洩用コア2,3とコイル巻回用コア6の間には、所定の間隔、すなわち漏洩用のギャップgが形成されている。この漏洩用のギャップgは、例えば外周コア1の底面に設けられた凹部4,5の深さ等により調整可能であり、この構造によって漏洩磁束を制御することが可能になる。
Here, the positional relationship between the
前記コイル巻回用コア6の断面形状は、例えば矩形状とすればよい。この場合、角を有する矩形状であってもよいが、例えば直接一次コイルや二次コイルを巻回することを考えた場合に、角部で巻線の絶縁被膜が不用意に剥がれることを防止するために、角を斜めに、あるいは円弧状に面取りした矩形状とするのが好ましい形態である。ただし、コイル巻回用コア6を外周コア1の凹部4,5に嵌合する際には、前記の通りスペーサギャップを入れて実効透磁率を調整することになるが、この場合、コイル巻回用コア6は面取りされているよりも角を残したままの方が効率良く利用できることになる。コイル巻回用コア6の欠け防止、ボビンの挿入しやすさを考慮すると、角が取れている断面形状が有利となる。
The cross-sectional shape of the
本実施形態のトランスコアの各コア部においては、例えば外周コア1や漏洩用コア2,3、さらにはコイル巻回用コア6は、いずれもフェライト材料等により形成されており、例えば所定の形状に成形し焼結することにより形成されている。フェライト材料としては、Mn−Znフェライト等、任意のフェライト材料を使用することが可能であるが、性能向上のためには鉄損が小さく飽和磁束密度が高い軟磁気特性に優れたフェライト材料を用いることが好ましい。
In each core portion of the transformer core of the present embodiment, for example, the outer core 1, the
前記トランスコアにおいては、図4に示すように、コイル巻回用コア6の中央部に一次コイル8を巻回したコイルボビン7を挿入し、その外側にそれぞれ二次コイル10,11を巻回したコイルボビン9、及び二次コイル13,14を巻回したコイルボビン12を挿入するとともに、当該コイル巻回用コア6を第1のコア部である外周コア1の底面の凹部4,5に取り付けることにより、図5に示すリーケージトランスが構成される。なお、前記一次コイル8や二次コイル10,11,13,14は、前記の通りそれぞれ絶縁性材料(例えばプラスチック等)により形成されるボビン7,9,12に巻回された状態でコイル巻回用コア6に装着されており、各コイル(一次コイル8や二次コイル10,11,13,14)は、ボビンのフランジ部7a,9a、12aによって巻回長さが規制されている。
In the transformer core, as shown in FIG. 4, a
一次コイル8や二次コイル10,11,13,14の底部には、コイル末端が接続される端子板15が取り付けられている。また、この端子板15には端子ピン16が取り付けられており、例えば基板に実装された際には、一次コイル8への入力や、二次コイル10,11,13,14からの出力は、これら端子板15及び端子ピン16を介して行われることになる。
A
本実施形態のリーケージトランスでは、一次コイル8と4個の二次コイル(二次コイル10,11,13,14)によって、4つのトランスが構成されることになり、したがって、本実施形態のリーケージトランスは、1入力4出力のインバータトランスとして機能する。
In the leakage transformer of the present embodiment, four transformers are configured by the
前記構成のリーケージトランスでは、一次コイル8の巻数と各二次コイル10,11,13,14の巻数の比率は、必要な電圧に応じて適宜設定される。一方、各二次コイル10,11,13,14の巻数は、各二次コイル10,11,13,14からの取り出し出力を一定とする場合、同じ巻数とする。
In the leakage transformer configured as described above, the ratio between the number of turns of the
以上の構成を有するリーケージトランスは、実装基板の基板面に対して外周コア1や漏洩用コア2,3、コイル巻回用コア6が磁路方向がほぼ平行になるように配置され、実装される。すなわち、本実施形態のリーケージトランスの実装形態は、いわゆる横置き配置である。したがって、例えばコイルを高さ方向で挟む構造に比べて低背化が可能である。
The leakage transformer having the above configuration is arranged and mounted so that the outer peripheral core 1, the
また、本実施形態のリーケージトランスでは、トランスコアが、外周コア1と漏洩用コア2,3とが一体形成された第1のコア部と、コイル巻回用コア6として形成される第2のコア部によって構成されており、コア部の数としては2つである。したがって、例えば特許文献1記載のリーケージトランス等に比べて、コア数を削減して構造を簡略化することが可能である。さらに、コイル巻回用のコアとしては、1本のコイル巻回用コア6を用意すればよく、例えば特許文献2記載の発明のように二次コイルの数だけ脚部を形成する必要がないので、この点においても構造を簡略化することができる。
In the leakage transformer of the present embodiment, the transformer core is formed as a first core portion in which the outer peripheral core 1 and the
本実施形態のリーケージトランス20では、前記漏洩用コア2,3が一次コイル8と二次コイル11の間、及び一次コイル8と二次コイル13の間に配置されており、これら漏洩用コア2,3とコイル巻回用コア6によって漏洩ギャップが形成されているので、一次巻線(一次コイル8)と二次巻線(二次コイル10,11,13,14)が分離されている。また、二次コイル10,11と二次コイル13,14は、一次コイル8を挟んで左右対称に配置されている。したがって、2次側の電圧変動を小さくすることができる。
In the leakage transformer 20 of the present embodiment, the
また、本実施形態のリーケージトランスでは、漏洩用コア2,3とコイル巻回用コア6間で十分大きな漏洩インダクタンスを確保することができるので、例えば液晶TVインバータ回路に用いた場合、複数の冷陰極放電ランプの放電動作のバラツキを抑制することができる。
Further, in the leakage transformer of the present embodiment, a sufficiently large leakage inductance can be secured between the
(第2の実施形態)
本実施形態のリーケージトランスは、二次コイルの数をさらに増やした例である。二次コイルの数は、偶数であることが好ましく、先の第1の実施形態では4個の二次コイルを配したが、本実施形態では、一次コイルの片側に4個ずつ、計8個の二次コイルを配している。本実施形態のリーケージトランスの構成を図7に示す。なお、トランスコアの構造は、先の第1の実施形態のものと同じであるので、ここではその説明は省略する。
(Second Embodiment)
The leakage transformer of this embodiment is an example in which the number of secondary coils is further increased. The number of secondary coils is preferably an even number. In the first embodiment, four secondary coils are arranged. In this embodiment, four coils are provided on one side of the primary coil, for a total of eight. The secondary coil is arranged. The configuration of the leakage transformer of this embodiment is shown in FIG. Since the structure of the transformer core is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態のリーケージトランスでは、1つの一次コイル8に対して、8つの二次コイル21,22,23,24,25,26,27,28が装着されており、したがって1入力8出力のインバータトランスとして機能する。二次コイルは、一次コイル8の片側に4つずつ配置されており、先の第1の実施形態と同様、漏洩用コア2,3とコイル巻回用コア6間で形成される漏洩ギャップにより一次巻線(一次コイル8)と二次巻線(二次コイル21,22,23,24,25,26,27,28)が分離されており、二次コイル21,22,23,24と二次コイル25,26,27,28は、一次コイル8を挟んで左右対称に配置されている。したがって、先の第1の実施形態と同様、8つの二次コイル21,22,23,24,25,26,27,28からほぼ均等に出力を取り出すことが可能である。
In the leakage transformer of the present embodiment, eight
(第3の実施形態)
本実施形態は、前記外周コア1の上面にシールド用の軟磁性薄板を貼り付けた例である。図8及び図9に示すように、外周コア1の上面にシールド用の軟磁性薄板30が貼り付けられている。したがって、一次コイル8や二次コイル10,11,13,14が収容された空間上を覆う形でシールド板(軟磁性薄板30)が配置されることになる。その他の構成は、先の第1の実施形態のトランスコア、リーケージトランスと同様であるので、同一の部材に同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Third embodiment)
The present embodiment is an example in which a shielding soft magnetic thin plate is attached to the upper surface of the outer peripheral core 1. As shown in FIGS. 8 and 9, a soft magnetic
前記軟磁性薄板30を設けることで、一次コイル8や二次コイル10,11,13,14からの漏れ磁束がシールドされ、シールドケースに入れたり別途シールド板を設けなくても、周囲の部品等に対する漏れ磁束の影響が効果的に抑えられる。
By providing the soft magnetic
1 外周コア、2,3 漏洩用コア、4,5 凹部、6 コイル巻回用コア、7,9,12 ボビン、8 一次コイル、10,11,13,14,21,22,23,24,25,26,27,28 二次コイル、15 端子板、16 端子ピン、30 軟磁性薄板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer core, 2, 3 Leakage core, 4, 5 Recessed part, 6 Coil winding core, 7, 9, 12 Bobbin, 8
Claims (9)
前記漏洩用コアと略直交して配置され、前記漏洩用コアと所定の間隔を持って対向するように外周コアの底面に固定される第2のコア部とを有し、
前記漏洩用コアは、一次コイルと二次コイルの間の位置に対応して複数設けられていることを特徴とするトランスコア。 A first core portion composed of a rectangular frame-shaped outer peripheral core and a leakage core connecting two opposing sides of the outer peripheral core;
A second core portion that is disposed substantially orthogonal to the leakage core, and is fixed to the bottom surface of the outer peripheral core so as to face the leakage core with a predetermined interval;
A plurality of leakage cores are provided corresponding to positions between the primary coil and the secondary coil.
前記第2のコア部の中央位置に一次コイルが巻回されるとともに、その両側にそれぞれ二次コイルが巻回され、
これら一次コイルと二次コイルの間の位置に前記漏洩用コアが配置されていることを特徴とするリーケージトランス。 A transformer core according to any one of claims 1 to 3,
The primary coil is wound around the center position of the second core part, and the secondary coils are wound on both sides thereof,
A leakage transformer, wherein the leakage core is disposed at a position between the primary coil and the secondary coil.
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