JP2006238676A - Ａｃアダプター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷側装置の非稼動時に、内部に生じる無負荷電力による火災が発生する可能性を低減する。
【解決手段】負荷側動作検出回路６０は、パーソナルコンピュータ４０が非稼動状態（停止状態）であることを検出すると、リレー７２Ｂを非稼動状態にする。リレー７２Ｂが非稼動状態になると、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが接続状態になる。それにより、リレー７１Ｂには電源が供給され、リレー７１Ｂが稼動状態になる。リレー７１Ｂが稼動状態になると、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが切断状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが切断状態になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、交流電源にて発生した交流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換して、負荷側装置に出力するＡＣアダプター装置に関する。

従来の一般的なＡＣアダプター装置について図１２を参照して説明する。

図１２を参照すると、従来の一般的なＡＣアダプター装置１１は、交流電源からのＡＣ１００ＶをＡＣ２０Ｖに変換するトランス２１と、ＡＣ２０ＶをＤＣ２０Ｖに整流し、負荷側のパーソナルコンピュータ４１に出力する整流器３１とを有している。

しかしながら、図１２に示した従来のＡＣアダプター装置１１においては、負荷側のパーソナルコンピュータ４１が非稼動状態にあっても、交流電源にて発生した交流電圧が常時印加されているため、トランス２１や整流器３１の内部に無負荷電力が発生し、そのために配線の短絡などの故障があった場合には火災のおそれがあった。

これを改善するため、例えば、特許文献１には、負荷側の非稼動時に、ＡＣアダプター装置内部の消費電力を削減するための構成が開示されている。
特開平１１−１８７６６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたＡＣアダプター装置は、負荷側の非稼動時に消費電力を削減することはできるものの、交流電源にて発生した交流電圧が印加されることには変わりがないため、トランスや整流器の内部で生じた無負荷電力により火災が発生する可能性は未だに高い。

そこで、本発明の目的は、負荷側装置の非稼動時に、トランスや整流器の内部に生じる無負荷電力に起因して火災が発生する可能性を低減することができるＡＣアダプター装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、
交流電源にて発生した交流電圧を所定の電圧値の交流電圧に変換するトランスと、前記トランスにて変換された交流電圧を整流して直流電圧に変換して、負荷側装置に出力する整流器とを有してなるＡＣアダプター装置において、
前記トランスの前段に配置され、前記交流電源と前記トランスとを接続または切断する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチをブレーク接点として備え、稼動状態になると前記第１のスイッチを切断状態とする第１のリレーと、
前記第１のスイッチが接続状態である時に前記整流器の出力を充電し、前記第１のスイッチが切断状態であるときに放電する充電式バッテリーと、
前記整流器および前記充電式バッテリーの後段に配置され、前記整流器および前記充電式バッテリーと前記第１のリレーとを接続または切断する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチをブレーク接点として備え、非稼動状態になると前記第２のスイッチを接続状態とする第２のリレーと、
前記負荷側装置が非稼動状態であることを検出すると、前記第２のリレーを非稼動状態にする負荷側動作検出回路とを有することを特徴とする。

この構成によれば、負荷側装置が非稼動状態である場合、負荷側動作検出回路において、第２のリレーを非稼動状態として第２のスイッチを接続状態とし、それにより第１のリレーに電源を供給して第１のリレーを稼動状態として第１のスイッチを切断状態とするため、交流電源と完全に切断される。

それにより、トランスや整流器の内部での無負荷電力の発生を抑制することが可能となるため、配線の短絡などで故障が発生したとしても、トランスや整流器の発火による火災発生の可能性を大幅に低減することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、負荷側装置が非稼動であれば、交流電源を完全に切断することができるため、トランスや整流器の発火による火災発生の可能性を大幅に低減することができるという効果が得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のＡＣアダプター装置１０の構成を図１および図２に示す。なお、図１と図２とでは、ＡＣアダプター装置１０の構成自体は同一であるが、図１には、パーソナルコンピュータ４０が稼動中の場合のＡＣアダプター装置１０の内部状態が示されており、図２には、パーソナルコンピュータ４０が停止中（非稼動）の場合のＡＣアダプター装置１０の内部状態が示されている。

図１および図２を参照すると、本実施形態のＡＣアダプター装置１０は、従来と同様のトランス２０および整流器３０に加えて、充電式バッテリー５０と、負荷側動作検出回路６０と、リレー７１Ｂ，７２Ｂと、スイッチ７１Ａ，７２Ａとを有している。

第１のスイッチであるスイッチ７１Ａは、トランス２０の前段に配置されており、ＡＣ電源とトランス２０とを接続または切断するスイッチである。

第１のリレーであるリレー７１Ｂは、スイッチ７１Ａをブレーク接点として備え、稼動状態になるとスイッチ７１Ａを切断状態とするリレーである。言い換えれば、このリレー７１Ｂは、非稼動状態になるとスイッチ７１Ａを接続状態とする。

充電式バッテリー５０は、市販されている一般的な充電式バッテリーである。この充電式バッテリー５０は、スイッチ７１Ａが接続状態である時に整流器３０の出力を充電し、スイッチ７１Ａが切断状態であるときに放電する。

第２のスイッチであるスイッチ７２Ａは、整流器３０および充電式バッテリー５０の後段に配置されており、整流器３０および充電式バッテリー５０とリレー７１Ｂとを接続または切断するスイッチである。

第２のリレーであるリレー７２Ｂは、スイッチ７２Ａをブレーク接点として備え、非稼動状態になるとスイッチ７２Ａを接続状態とするリレーである。言い換えれば、このリレー７２Ｂは、稼動状態になるとスイッチ７２Ａを切断状態とする。

負荷側動作検出回路６０は、充電式バッテリー５０の電圧差に応じて負荷側のパーソナルコンピュータ４０が稼動状態または非稼動状態のいずれであるかを検出し、パーソナルコンピュータ４０が非稼動状態であることを検出すると、リレー７２Ｂを非稼動状態にする回路である。言い換えれば、この負荷側動作検出回路６０は、パーソナルコンピュータ４０が稼動状態であることを検出すると、リレー７２Ｂを稼動状態にする。

すなわち、図１のように、パーソナルコンピュータ４０が稼動状態である場合、これを負荷側動作検出回路６０が検出し、リレー７２Ｂを稼動状態にする。リレー７２Ｂが稼動状態になると、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが切断状態になる。ＳＷ７２Ａが切断状態になると、リレー７１Ｂには整流器３０および充電式バッテリー５０のどちらからも電源供給されないため、リレー７１Ｂが非稼動状態になる。リレー７１Ｂが非稼動状態になると、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になる。ＡＣ１００Ｖはトランス２０および整流器３０を通してＤＣ２０Ｖに変換されて出力され、パーソナルコンピュータ４０に供給される。また、整流器３０から出力された電力により、充電式バッテリー５０が充電される。

また、図２のように、パーソナルコンピュータ４０が非稼動状態（停止状態）である場合、これを負荷側動作検出回路６０が検出し、リレー７２Ｂを非稼動状態にする。リレー７２Ｂが非稼動状態になると、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが接続状態になる。それにより、この時点では、リレー７１Ｂには整流器３０から電源が供給され、リレー７１Ｂが稼動状態になる。リレー７１Ｂが稼動状態になると、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが切断状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが切断状態になる。この時には、トランス２０と整流器３０の内部で配線の短絡などで故障が発生したとしても、入力であるＡＣ１００Ｖが切断状態であるため、発火の危険性は全く無い。また、ＡＣ１００Ｖが切断状態になると、充電式バッテリー５０が放電し、以降、リレー７１Ｂは、充電式バッテリー５０から電源供給を受けることで稼動状態になる。なお、充電式バッテリー５０のバッテリー容量が無くなった場合は、リレー７１Ｂが非稼動状態になり、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になる。そのため、ＡＣ１００Ｖが通電状態となり、それにより、トランス２０および整流器３０を通してＡＣ１００Ｖが変換されたＤＣ２０Ｖにより充電式バッテリーが再度充電される。

次に、パーソナルコンピュータ４０を非稼動状態（停止状態）から稼動状態にした時の動作の流れについて、図３〜図４を参照して詳細に説明する。

（Ａ）図３を参照すると、パーソナルコンピュータ４０の電源をＯＮにして稼動状態にする。この時、パーソナルコンピュータ４０に対しては、まず、充電式バッテリー５０から電源が供給される。

（Ｂ）すると、負荷側動作検出回路６０は、負荷側のパーソナルコンピュータ４１が稼動状態になったことを検出する。

（Ｃ）負荷側動作検出回路６０は、パーソナルコンピュータ４１が稼動状態になったことを検出すると、リレー７２Ｂを稼動状態とする。

（Ｄ）リレー７２Ｂが稼動状態になると、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが切断状態になる。

（Ｅ）ＳＷ７２Ａが切断状態になると、リレー７１Ｂには充電式バッテリー５０から電源が供給されないため、リレー７１Ｂは非稼動状態となる。

（Ｆ）図４を参照すると、リレー７１Ｂが非稼動状態になると、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になる。これにより、ＡＣ１００Ｖが切断状態から通電状態に変わる。

（Ｇ）ＡＣ１００Ｖが通電状態になると、トランス２０は、ＡＣ１００ＶをＡＣ２０Ｖに変換して出力する。

（Ｈ）トランス２０からＡＣ２０Ｖが出力されると、整流器３０は、ＡＣ２０Ｖを直流２０Ｖに整流して出力する。

これにより、以降は、パーソナルコンピュータ４０に対して、整流器３０から電源が供給される。また、充電式バッテリー５０は、整流器３０の出力により充電を開始する。

次に、パーソナルコンピュータ４０を稼動状態から非稼動状態にした時の動作の流れについて、図５〜図７を参照して詳細に説明する。

（Ａ）図５を参照すると、パーソナルコンピュータ４０が稼動状態である場合、負荷側動作検出回路６０がリレー７２Ｂを稼動状態としている。

（Ｂ）また、リレー７２Ｂが稼動状態にあるため、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａは切断状態であり、それによりリレー７１Ｂは非稼動状態となる。

（Ｃ）また、リレー７１Ｂが非稼動状態であるため、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になっている。よって、ＡＣ１００Ｖがトランス２０および整流器３０を通して直流２０Ｖに変換された電源が、パーソナルコンピュータ４０に対して供給されている。

（Ｄ）ここで、パーソナルコンピュータ４０の電源をＯＦＦにして非稼動状態にする。

（Ｅ）図６を参照すると、負荷側動作検出回路６０は、負荷側のパーソナルコンピュータ４０が稼動状態になったことを検出する。

（Ｆ）次に、負荷側動作検出回路６０は、リレー７２Ｂを非稼動状態にする。

（Ｇ）リレー７２Ｂが非稼動状態になると、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが接続状態になる。

（Ｈ）ＳＷ７２Ａが接続状態になると、この時点では、リレー７１Ｂには整流器３０から電源が供給され、リレー７１Ｂが稼動状態になる。

（Ｉ）リレー７１Ｂが稼動状態になると、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが切断状態になる。これにより、ＡＣ１００Ｖが通電状態から切断状態に変わる。

（Ｊ）図７を参照すると、ＡＣ１００Ｖが切断状態になると、充電式バッテリー５０が放電を開始し、それによりパーソナルコンピュータ４０に対して、充電式バッテリー５０から電源が供給される。

（Ｋ）また、リレー７１Ｂには充電式バッテリー５０から電源が供給され、それによりリレー７１Ｂの稼動状態が継続される。

なお、充電式バッテリー５０のバッテリー容量が無くなった場合は、充電式バッテリー５０の電源によりリレー７１Ｂを稼動状態にすることができず、リレー７１Ｂが非稼動状態になるため、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態となり、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になる。よって、充電式バッテリー５０には、トランス２０および整流器３０からの電力の充電が開始され、充電されるとリレー７１Ｂを再度稼動状態とさせてＳＷ７１Ａを切断状態にする。

次に、パーソナルコンピュータ４０の稼動・非稼動に応じた動作について、図８のタイムチャートを参照して説明する。

図８を参照すると、時刻ｔ１において、パーソナルコンピュータ４０が電源オンして稼動状態になると、まず、充電式バッテリー５０の電源供給を受けて、負荷側動作検出回路６０が、パーソナルコンピュータ４０の稼動を検出してリレー７２Ｂを稼動状態とし、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが切断状態になる。それによりリレー７１Ｂが非稼動状態になり、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になる。そして、ＡＣ１００Ｖはトランス２０および整流器３０を通してＤＣ２０Ｖに変換され、パーソナルコンピュータ４０に供給される。

また、時刻ｔ２において、パーソナルコンピュータ４０が電源オフして非稼動状態（停止状態）になると、負荷側動作検出回路６０が、パーソナルコンピュータ４０の非稼動を検出してリレー７２Ｂを非稼動状態とし、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが接続状態になる。それによりリレー７１Ｂが稼動状態になり、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが切断状態になる。それによりＡＣ１００Ｖが切断状態になる。また、ＡＣ１００Ｖが切断状態になると、充電式バッテリー５０が放電し、充電式バッテリー５０の出力がパーソナルコンピュータ４０に供給される。

次に、パーソナルコンピュータ４０の稼動・非稼動に応じた動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。

図９を参照すると、パーソナルコンピュータ４０が電源オンして稼動状態になると（ステップ９０１）、充電式バッテリー５０の電源供給を受けて（ステップ９０２）、負荷側動作検出回路６０が、パーソナルコンピュータ４０の稼動を検出して（ステップ９０３）、リレー７２Ｂを稼動状態とし（ステップ９０４）、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが切断状態になる（ステップ９０５）。それによりリレー７１Ｂが非稼動状態になり（ステップ９０６）、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが接続状態になり（ステップ９０７）、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になる（ステップ９０８）。

ここで、パーソナルコンピュータ４０が電源オフして非稼動状態（停止状態）になると（ステップ９０９，９１０）、負荷側動作検出回路６０が、パーソナルコンピュータ４０の非稼動を検出して（ステップ９１１）、リレー７２Ｂを非稼動状態とし（ステップ９１２）、リレー７２Ｂのブレーク接点であるＳＷ７２Ａが接続状態になる（ステップ９１３）。それによりリレー７１Ｂが稼動状態になり（ステップ９１４）、リレー７１Ｂのブレーク接点であるＳＷ７１Ａが切断状態になる（ステップ９１５）。それによりＡＣ１００Ｖが切断状態になる（ステップ９１６）。

上述したように本実施形態においては、ＡＣアダプター装置１０において、パーソナルコンピュータ４０の稼動・非稼動を検出し、非稼動であれば、トランス２０の前段に配置したＳＷ７１Ａを切断状態とし、完全にＡＣ電源を切断することができる。

従って、トランス２０や整流器３０の内部での無負荷電力の発生を抑制することができるため、配線の短絡などで故障が発生したとしても、トランス２０や整流器３０の発火による火災発生の可能性を大幅に低減することができるという効果が得られる。

また、ＡＣアダプター装置１０において、パーソナルコンピュータ４０の稼動・非稼動に応じてＡＣ電源の通電・切断を自動的に制御しているため、人間がＡＣ電源の通電・切断を切り替えるという面倒な操作を行わなくとも、パーソナルコンピュータ４０の稼動状態に応じてＡＣ電源の通電・切断の切り替えを確実に行うことができるという効果が得られる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態のＡＣアダプター装置１００の構成を図１０および図１１に示す。なお、図１０と図１１とでは、ＡＣアダプター装置１００の構成自体は同一であるが、図１０には、パーソナルコンピュータ４００が稼動中の場合のＡＣアダプター装置１００の内部状態が示されており、図１２には、パーソナルコンピュータ４００が停止中（非稼動）の場合のＡＣアダプター装置１００の内部状態が示されている。

図１０および図１１を参照すると、本実施形態のＡＣアダプター装置１００は、従来と同様のトランス２００および整流器３００に加えて、充電式バッテリー５００と、負荷側動作検出回路６００と、リレー７００Ｂと、スイッチ７００Ａとを有している。

スイッチ７００Ａは、トランス２００の前段に配置されており、ＡＣ電源とトランス２００とを接続または切断するスイッチである。

リレー７００Ｂは、スイッチ７００Ａをブレーク接点として備え、非稼動状態になるとスイッチ７００Ａを切断状態とするリレーである。言い換えれば、このリレー７００Ｂは、稼動状態になるとスイッチ７００Ａを接続状態とする。

充電式バッテリー５００は、市販されている一般的な充電式バッテリーである。この充電式バッテリー５００は、スイッチ７００Ａが接続状態である時に整流器３００の出力を充電し、スイッチ７００Ａが切断状態であるときに放電する。

負荷側動作検出回路６００は、充電式バッテリー５００の電圧差に応じて負荷側のパーソナルコンピュータ４００が稼動状態または非稼動状態のいずれであるかを検出し、パーソナルコンピュータ４００が非稼動状態であることを検出すると、リレー７００Ｂを非稼動状態にする回路である。言い換えれば、この負荷側動作検出回路６００は、パーソナルコンピュータ４００が稼動状態であることを検出すると、リレー７００Ｂを稼動状態にする。

すなわち、図１０のように、パーソナルコンピュータ４００が稼動状態である場合、これを負荷側動作検出回路６００が検出し、リレー７００Ｂを稼動状態にする。リレー７００Ｂが稼動状態になると、リレー７００Ｂのブレーク接点であるＳＷ７００Ａが接続状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが通電状態になる。ＡＣ１００Ｖはトランス２００および整流器３００を通してＤＣ２０Ｖに変換されて出力され、パーソナルコンピュータ４００に供給される。また、整流器３００から出力された電力により、充電式バッテリーが充電される。

また、図２のように、パーソナルコンピュータ４００が非稼動状態（停止状態）である場合、これを負荷側動作検出回路６００が検出し、リレー７００Ｂを非稼動状態にする。リレー７００Ｂが非稼動状態になると、リレー７００Ｂのブレーク接点であるＳＷ７００Ａが切断状態になり、それによりＡＣ１００Ｖが切断状態になる。この時には、トランス２００と整流器３００の内部で配線の短絡などで故障が発生したとしても、入力であるＡＣ１００Ｖが切断状態であるため、発火の危険性は全く無い。また、ＡＣ１００Ｖが切断状態になると、充電式バッテリー５００が放電し、以降、リレー７００Ｂは、充電式バッテリー５００から電源供給を受けることで稼動状態になる。なお、充電式バッテリー５００のバッテリー容量が無くなった場合は、リレー７００Ｂが非稼動状態になり、リレー７００Ｂのブレーク接点であるＳＷ７００Ａが接続状態になる。そのため、ＡＣ１００Ｖが通電状態となり、それにより、トランス２００および整流器３００を通してＡＣ１００Ｖが変換されたＤＣ２０Ｖにより充電式バッテリー５００が再度充電される。

上述したように本実施形態においては、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、リレーの数を少なくしているので、故障が少ないという効果も得られる。

本発明の第１の実施形態のＡＣアダプター装置の構成として、パーソナルコンピュータが稼動状態である時の状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態のＡＣアダプター装置の構成として、パーソナルコンピュータが稼動状態である時の状態を示す図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置において、パーソナルコンピュータが非稼動状態から稼動状態に遷移した時の動作を説明する図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置において、パーソナルコンピュータが非稼動状態から稼動状態に遷移した時の動作を説明する図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置において、パーソナルコンピュータが稼動状態から非稼動状態に遷移した時の動作を説明する図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置において、パーソナルコンピュータが稼動状態から非稼動状態に遷移した時の動作を説明する図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置において、パーソナルコンピュータが稼動状態から非稼動状態に遷移した時の動作を説明する図である。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置の動作を説明するタイムチャートである。 図１および図２に示したＡＣアダプター装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態のＡＣアダプター装置の構成として、パーソナルコンピュータが稼動状態である時の状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態のＡＣアダプター装置の構成として、パーソナルコンピュータが稼動状態である時の状態を示す図である。 従来のＡＣアダプター装置の一構成例を示す図である。

符号の説明

１０，１００ ＡＣアダプター装置
２０，２００ トランス
３０，３００ 整流器
４０，４００ パーソナルコンピュータ
５０，５００ 充電式バッテリー
６０，６００ 負荷側動作検出回路
７１Ａ，７２Ａ，７００Ａ スイッチ
７１Ｂ，７２Ｂ，７００Ｂ リレー

Claims (2)

1. 交流電源にて発生した交流電圧を所定の電圧値の交流電圧に変換するトランスと、前記トランスにて変換された交流電圧を整流して直流電圧に変換して、負荷側装置に出力する整流器とを有してなるＡＣアダプター装置において、
   前記トランスの前段に配置され、前記交流電源と前記トランスとを接続または切断する第１のスイッチと、
   前記第１のスイッチをブレーク接点として備え、稼動状態になると前記第１のスイッチを切断状態とする第１のリレーと、
   前記第１のスイッチが接続状態である時に前記整流器の出力を充電し、前記第１のスイッチが切断状態であるときに放電する充電式バッテリーと、
   前記整流器および前記充電式バッテリーの後段に配置され、前記整流器および前記充電式バッテリーと前記第１のリレーとを接続または切断する第２のスイッチと、
   前記第２のスイッチをブレーク接点として備え、非稼動状態になると前記第２のスイッチを接続状態とする第２のリレーと、
   前記負荷側装置が非稼動状態であることを検出すると、前記第２のリレーを非稼動状態にする負荷側動作検出回路とを有するＡＣアダプター装置。
2. 交流電源から入力された交流電圧を所定の電圧値の交流電圧に変換するトランスと、前記トランスにて変換された交流電圧を整流して直流電圧に変換して、負荷側装置に出力する整流器とを有してなるＡＣアダプター装置において、
   前記トランスの前段に配置され、前記交流電源と前記トランスとを接続または切断するスイッチと、
   前記スイッチをブレーク接点として備え、非稼動状態になると前記スイッチを切断状態とするリレーと、
   前記スイッチが接続状態である時に前記整流器の出力を充電し、前記スイッチが切断状態であるときに放電する充電式バッテリーと、
   前記負荷側装置が非稼動状態であることを検出すると、前記リレーを非稼動状態にする負荷側動作検出回路とを有するＡＣアダプター装置。

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