JPH07147733A - 電池の過放電防止回路およびパック電池 - Google Patents
電池の過放電防止回路およびパック電池Info
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- JPH07147733A JPH07147733A JP5295079A JP29507993A JPH07147733A JP H07147733 A JPH07147733 A JP H07147733A JP 5295079 A JP5295079 A JP 5295079A JP 29507993 A JP29507993 A JP 29507993A JP H07147733 A JPH07147733 A JP H07147733A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電停止状態においては、過放電防止回路を
通して電池が放電しないようにする。 【構成】 電池１と負荷接続用出力端子２，３とを結ぶ
経路に挿入され、電池１の放電経路を開閉する主スイッ
チング素子Ｑ１と、出力端子２，３間に一定値以上の電
圧が生じているときにオンとなる起動用スイッチング素
子Ｑ２と、起動用スイッチング素子Ｑ２を介して電池１
に接続され、起動用スイッチング素子Ｑ２がオンとなる
ことで電源端子Ｖccに電池電圧Ｖｂが印加される電圧低
下検出部５とを備える。電圧低下検出部５は、起動用ス
イッチング素子Ｑ２を介して印加される電池電圧が設定
値以上のときは主スイッチング素子Ｑ１をオン駆動し、
電池電圧が設定値以下になると主スイッチング素子Ｑ１
をオフにする。
通して電池が放電しないようにする。 【構成】 電池１と負荷接続用出力端子２，３とを結ぶ
経路に挿入され、電池１の放電経路を開閉する主スイッ
チング素子Ｑ１と、出力端子２，３間に一定値以上の電
圧が生じているときにオンとなる起動用スイッチング素
子Ｑ２と、起動用スイッチング素子Ｑ２を介して電池１
に接続され、起動用スイッチング素子Ｑ２がオンとなる
ことで電源端子Ｖccに電池電圧Ｖｂが印加される電圧低
下検出部５とを備える。電圧低下検出部５は、起動用ス
イッチング素子Ｑ２を介して印加される電池電圧が設定
値以上のときは主スイッチング素子Ｑ１をオン駆動し、
電池電圧が設定値以下になると主スイッチング素子Ｑ１
をオフにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リチウム二次電池な
どが使用中に過放電状態にならないようにする電池の過
放電防止回路と、過放電防止回路を一体的にパッケージ
ングしたパック電池に関する。
どが使用中に過放電状態にならないようにする電池の過
放電防止回路と、過放電防止回路を一体的にパッケージ
ングしたパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池などを対象とした過放
電防止回路としては、特開平４−３３１４２５号公報に
記載のものが代表的である。この従来技術の過放電防止
回路では、電池から負荷への放電経路にスイッチング素
子を挿入するとともに、電池電圧を電圧検出器に入力す
る構成になっている。電池電圧が充分に高いと、電圧検
出器からの出力によって前記スイッチング素子がオンと
なり、このスイッチング素子を介して電池から負荷に電
流が流れる。放電によって電池電圧が徐々に低下し、電
圧検出器の設定電圧を下回ると、電圧検出器の出力が反
転して前記スイッチング素子がオフとなる。これで電池
から負荷への放電経路が遮断され、放電停止となる。従
って過放電を防止することができる。
電防止回路としては、特開平４−３３１４２５号公報に
記載のものが代表的である。この従来技術の過放電防止
回路では、電池から負荷への放電経路にスイッチング素
子を挿入するとともに、電池電圧を電圧検出器に入力す
る構成になっている。電池電圧が充分に高いと、電圧検
出器からの出力によって前記スイッチング素子がオンと
なり、このスイッチング素子を介して電池から負荷に電
流が流れる。放電によって電池電圧が徐々に低下し、電
圧検出器の設定電圧を下回ると、電圧検出器の出力が反
転して前記スイッチング素子がオフとなる。これで電池
から負荷への放電経路が遮断され、放電停止となる。従
って過放電を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記の従来の
過放電防止回路では、前記電圧検出回路自体が電池の負
荷となる構成なので、前記スイッチング素子がオフして
放電停止となった後も、僅かづつではあるが電圧検出器
を通して電池が徐々に放電し、そのまま長期間放置して
いると電池が過放電状態になってしまう。電圧検出器に
は、電池電圧で作動する比較器や電池電圧の分割抵抗、
それに設定電圧発生器が含まれ、全体としてのインピー
ダンスは非常に高く、非活性状態の電圧検出器に流れ込
む電池の放電電流は非常に小さい。しかし、電池に電圧
検出器が接続されたままであると、電池を過放電状態に
導く可能性が非常に高い。そのため、このような過放電
防止回路と電池とを一体的にパッケージングしたパック
電池を構成しても、実用的でなかった。
過放電防止回路では、前記電圧検出回路自体が電池の負
荷となる構成なので、前記スイッチング素子がオフして
放電停止となった後も、僅かづつではあるが電圧検出器
を通して電池が徐々に放電し、そのまま長期間放置して
いると電池が過放電状態になってしまう。電圧検出器に
は、電池電圧で作動する比較器や電池電圧の分割抵抗、
それに設定電圧発生器が含まれ、全体としてのインピー
ダンスは非常に高く、非活性状態の電圧検出器に流れ込
む電池の放電電流は非常に小さい。しかし、電池に電圧
検出器が接続されたままであると、電池を過放電状態に
導く可能性が非常に高い。そのため、このような過放電
防止回路と電池とを一体的にパッケージングしたパック
電池を構成しても、実用的でなかった。
【０００４】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、放電停止状態においては、
過放電防止回路を通して電池が放電しないようにするこ
とにある。また他の目的は、そのように改良された過放
電防止回路を一体的に内蔵したパック電池を提供するこ
とにある。
されたもので、その目的は、放電停止状態においては、
過放電防止回路を通して電池が放電しないようにするこ
とにある。また他の目的は、そのように改良された過放
電防止回路を一体的に内蔵したパック電池を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる電池の
過放電防止回路は、電池と負荷接続用出力端子とを結ぶ
経路に挿入され、前記電池の放電経路を開閉する主スイ
ッチング素子と、前記出力端子間に一定値以上の電圧が
生じているときにオンとなる起動用スイッチング素子
と、前記起動用スイッチング素子を介して前記電池に接
続され、前記起動用スイッチング素子がオンとなること
で電源端子に電池電圧が印加される電圧低下検出部とを
備え、前記電圧低下検出部は、前記起動用スイッチング
素子を介して印加される電池電圧が設定値以上のときは
前記主スイッチング素子をオン駆動し、前記電池電圧が
設定値以下になると前記主スイッチング素子をオフにす
るように構成されている。また、この過放電防止回路と
前記電池とを一体的にパッケージングしてパック電池を
構成した。
過放電防止回路は、電池と負荷接続用出力端子とを結ぶ
経路に挿入され、前記電池の放電経路を開閉する主スイ
ッチング素子と、前記出力端子間に一定値以上の電圧が
生じているときにオンとなる起動用スイッチング素子
と、前記起動用スイッチング素子を介して前記電池に接
続され、前記起動用スイッチング素子がオンとなること
で電源端子に電池電圧が印加される電圧低下検出部とを
備え、前記電圧低下検出部は、前記起動用スイッチング
素子を介して印加される電池電圧が設定値以上のときは
前記主スイッチング素子をオン駆動し、前記電池電圧が
設定値以下になると前記主スイッチング素子をオフにす
るように構成されている。また、この過放電防止回路と
前記電池とを一体的にパッケージングしてパック電池を
構成した。
【０００６】
【作用】前記電池が充分に充電されている初期状態で
は、前記主スイッチング素子および前記起動用スイッチ
ング素子が両方ともオンしており、前記出力端子に接続
された負荷に主スイッチング素子を通して電池の放電電
流が供給される。放電にともなって電池電圧が設定値ま
で低下すると、前記電圧低下検出部がこれを検出し、そ
の出力によって前記主スイッチング素子がオフとなる。
主スイッチング素子がオフすると、電池の放電が停止
し、前記出力端子に電池電圧が現れなくなる。そうする
と前記起動用スイッチング素子もオフとなり、前記電圧
低下検出部が電池から切り離される。従って、その後は
電圧低下検出部を通して電池が放電してしまうことはな
い。
は、前記主スイッチング素子および前記起動用スイッチ
ング素子が両方ともオンしており、前記出力端子に接続
された負荷に主スイッチング素子を通して電池の放電電
流が供給される。放電にともなって電池電圧が設定値ま
で低下すると、前記電圧低下検出部がこれを検出し、そ
の出力によって前記主スイッチング素子がオフとなる。
主スイッチング素子がオフすると、電池の放電が停止
し、前記出力端子に電池電圧が現れなくなる。そうする
と前記起動用スイッチング素子もオフとなり、前記電圧
低下検出部が電池から切り離される。従って、その後は
電圧低下検出部を通して電池が放電してしまうことはな
い。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による電池の過放
電防止回路の構成を示している。リチウム二次電池１と
負荷４接続用の出力端子２、３とを結ぶ経路に主スイッ
チング素子Ｑ１が挿入されており、この主スイッチング
素子Ｑ１により電池１の放電経路を開閉する。また、出
力端子２と３間には充分に高抵抗の分圧抵抗Ｒ１とＲ２
が直列接続されており、その中点が起動用スイッチング
素子Ｑ２のベースに接続されている。
電防止回路の構成を示している。リチウム二次電池１と
負荷４接続用の出力端子２、３とを結ぶ経路に主スイッ
チング素子Ｑ１が挿入されており、この主スイッチング
素子Ｑ１により電池１の放電経路を開閉する。また、出
力端子２と３間には充分に高抵抗の分圧抵抗Ｒ１とＲ２
が直列接続されており、その中点が起動用スイッチング
素子Ｑ２のベースに接続されている。
【０００８】起動用スイッチング素子Ｑ２と電圧低下検
出部５とが電池１の端子間に直列接続されている。出力
端子２と３間に一定値以上の電圧（充分に小さい）が生
じていると、その電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧
が起動用スイッチング素子Ｑ２のベースに印加され、こ
のスイッチング素子Ｑ２がオンとなる。起動用スイッチ
ング素子Ｑ２がオンになると、電圧低下検出部５の電源
端子ＶccとＧＮＤに電池電圧（ほぼＶｂ）が印加され
る。
出部５とが電池１の端子間に直列接続されている。出力
端子２と３間に一定値以上の電圧（充分に小さい）が生
じていると、その電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧
が起動用スイッチング素子Ｑ２のベースに印加され、こ
のスイッチング素子Ｑ２がオンとなる。起動用スイッチ
ング素子Ｑ２がオンになると、電圧低下検出部５の電源
端子ＶccとＧＮＤに電池電圧（ほぼＶｂ）が印加され
る。
【０００９】電圧低下検出部５は、電源電圧Ｖccにより
動作するオープン・コレクタ出力型の比較器７と、電源
電圧Ｖccを分圧して比較器７の入力電圧Ｖinをつくる抵
抗Ｒ３およびＲ４と、電源電圧Ｖccから一定の設定電圧
Ｖｆをつくって比較器７に印加する定電圧発生器６と、
比較器７の出力端に接続されたダイオードＤ２、ドライ
ブ抵抗Ｒ５、Ｒ６を備えている。ドライブ抵抗Ｒ５とＲ
６の中点の出力端ＯＵＴが主スイッチング素子Ｑ１のゲ
ートに接続されており、比較器７の入力電圧Ｖinが設定
電圧Ｖｆを超えている場合には出力信号ＯＵＴにより主
スイッチング素子Ｑ１がオン駆動され、入力電圧Ｖinが
設定電圧Ｖｆを下回っている場合には出力信号ＯＵＴに
より主スイッチング素子Ｑ１がオフとなる。
動作するオープン・コレクタ出力型の比較器７と、電源
電圧Ｖccを分圧して比較器７の入力電圧Ｖinをつくる抵
抗Ｒ３およびＲ４と、電源電圧Ｖccから一定の設定電圧
Ｖｆをつくって比較器７に印加する定電圧発生器６と、
比較器７の出力端に接続されたダイオードＤ２、ドライ
ブ抵抗Ｒ５、Ｒ６を備えている。ドライブ抵抗Ｒ５とＲ
６の中点の出力端ＯＵＴが主スイッチング素子Ｑ１のゲ
ートに接続されており、比較器７の入力電圧Ｖinが設定
電圧Ｖｆを超えている場合には出力信号ＯＵＴにより主
スイッチング素子Ｑ１がオン駆動され、入力電圧Ｖinが
設定電圧Ｖｆを下回っている場合には出力信号ＯＵＴに
より主スイッチング素子Ｑ１がオフとなる。
【００１０】以上のように構成された過放電防止回路の
動作について詳述する。まず初期状態では、電池１が充
分に充電されていて（電池電圧Ｖｂが充分に高い）、以
下のように主スイッチング素子Ｑ１および起動用スイッ
チング素子Ｑ２はともにオンしている。つまり、主スイ
ッチング素子Ｑ１を通して電池１の放電電流が負荷４に
供給される。従って出力端子２と３間には電池電圧Ｖｂ
がほぼそのまま生じており、抵抗Ｒ１とＲ２の中点電圧
により起動用スイッチング素子Ｑ２がオン駆動されてい
る。起動用スイッチング素子Ｑ２がオンになっている
と、電圧低下検出部５にほぼ電池電圧Ｖｂが印加され
（Ｖcc〓Ｖｂ）、電池電圧Ｖｂが比較器７で監視され
る。放電初期では電池電圧Ｖｂは充分高く、Ｖｂを分圧
した電圧Ｖinが設定電圧Ｖｆより大きく、従って主スイ
ッチング素子Ｑ１がオン駆動される。このようにして２
つのスイッチング素子Ｑ１とＱ２が自己保持状態とな
り、負荷４への給電が続く。
動作について詳述する。まず初期状態では、電池１が充
分に充電されていて（電池電圧Ｖｂが充分に高い）、以
下のように主スイッチング素子Ｑ１および起動用スイッ
チング素子Ｑ２はともにオンしている。つまり、主スイ
ッチング素子Ｑ１を通して電池１の放電電流が負荷４に
供給される。従って出力端子２と３間には電池電圧Ｖｂ
がほぼそのまま生じており、抵抗Ｒ１とＲ２の中点電圧
により起動用スイッチング素子Ｑ２がオン駆動されてい
る。起動用スイッチング素子Ｑ２がオンになっている
と、電圧低下検出部５にほぼ電池電圧Ｖｂが印加され
（Ｖcc〓Ｖｂ）、電池電圧Ｖｂが比較器７で監視され
る。放電初期では電池電圧Ｖｂは充分高く、Ｖｂを分圧
した電圧Ｖinが設定電圧Ｖｆより大きく、従って主スイ
ッチング素子Ｑ１がオン駆動される。このようにして２
つのスイッチング素子Ｑ１とＱ２が自己保持状態とな
り、負荷４への給電が続く。
【００１１】電池１の放電が進み、その電圧Ｖｂが徐々
に低下し、Ｖｂを分圧した電圧Ｖinが設定電圧Ｖｆより
小さくなると、電圧低下検出部５の出力ＯＵＴが反転
し、主スイッチング素子Ｑ１がオフとなり、負荷４への
給電が停止する。また主スイッチング素子Ｑ１がオフす
ると、出力端子２と３間には電池電圧が現れなくなるの
で、起動用スイッチング素子Ｑ２もカットオフする。起
動用スイッチング素子Ｑ２がカットオフすると、電圧低
下検出部５全体が電池１から切り離され、電池１から電
圧低下検出部５へ電流が流れ込む経路は完全に遮断され
る。従って、その後に電圧低下検出部５が負荷となって
電池１が過放電状態になるおそれはなくなる。
に低下し、Ｖｂを分圧した電圧Ｖinが設定電圧Ｖｆより
小さくなると、電圧低下検出部５の出力ＯＵＴが反転
し、主スイッチング素子Ｑ１がオフとなり、負荷４への
給電が停止する。また主スイッチング素子Ｑ１がオフす
ると、出力端子２と３間には電池電圧が現れなくなるの
で、起動用スイッチング素子Ｑ２もカットオフする。起
動用スイッチング素子Ｑ２がカットオフすると、電圧低
下検出部５全体が電池１から切り離され、電池１から電
圧低下検出部５へ電流が流れ込む経路は完全に遮断され
る。従って、その後に電圧低下検出部５が負荷となって
電池１が過放電状態になるおそれはなくなる。
【００１２】放電した電池１を充電するには、出力端子
２と３間に負荷４にかえて充電用電源を接続する。する
と、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる主スイッチング素子Ｑ１に
付帯しているボディーダイオードＤ１を通して電池１に
充電電流が流れる。また、このとき充電電圧が出力端子
２と３間に印加されるので、まず起動用スイッチング素
子Ｑ２がオンとなり、電圧低下検出回部５に充電電圧が
印加される。充電電圧は充分に高いので、電圧低下検出
部５の出力信号ＯＵＴによって主スイッチング素子Ｑ１
がオンとなる。電池１が充分に充電されれば、充電用電
源を外しても電池電圧Ｖｂで２つのスイッチング素子Ｑ
１とＱ２のオン状態が維持される。これが最初に述べた
初期状態である。
２と３間に負荷４にかえて充電用電源を接続する。する
と、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる主スイッチング素子Ｑ１に
付帯しているボディーダイオードＤ１を通して電池１に
充電電流が流れる。また、このとき充電電圧が出力端子
２と３間に印加されるので、まず起動用スイッチング素
子Ｑ２がオンとなり、電圧低下検出回部５に充電電圧が
印加される。充電電圧は充分に高いので、電圧低下検出
部５の出力信号ＯＵＴによって主スイッチング素子Ｑ１
がオンとなる。電池１が充分に充電されれば、充電用電
源を外しても電池電圧Ｖｂで２つのスイッチング素子Ｑ
１とＱ２のオン状態が維持される。これが最初に述べた
初期状態である。
【００１３】以上のように構成された過放電防止回路を
電池１とともに一体的にパッケージングしてパック電池
を構成する。そうすれば、自己放電がきわめて少ない実
用的なパック電池となる。なお、電池１は単電池に限ら
れず、直列電池あるいは並列電池でもよい。
電池１とともに一体的にパッケージングしてパック電池
を構成する。そうすれば、自己放電がきわめて少ない実
用的なパック電池となる。なお、電池１は単電池に限ら
れず、直列電池あるいは並列電池でもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
過放電防止回路によれば、電池の放電が進んで主スイッ
チング素子がオフして放電を停止した後は、電池電圧を
監視する電圧低下検出部全体が電池から完全に切り離さ
れて、この検出部が電池の負荷にはならない。従って、
放電停止状態のままで長時間放置していても、電池が過
放電状態になるおそれはきわめて少ない。そのため、こ
の過放電防止回路と電池とを一体化したパック電池は、
自己放電による消耗がきわめて少ない実用的なものとな
る。
過放電防止回路によれば、電池の放電が進んで主スイッ
チング素子がオフして放電を停止した後は、電池電圧を
監視する電圧低下検出部全体が電池から完全に切り離さ
れて、この検出部が電池の負荷にはならない。従って、
放電停止状態のままで長時間放置していても、電池が過
放電状態になるおそれはきわめて少ない。そのため、こ
の過放電防止回路と電池とを一体化したパック電池は、
自己放電による消耗がきわめて少ない実用的なものとな
る。
【図１】この発明の一実施例による電池の過放電防止回
路の構成図である。
路の構成図である。
１ 電池 ２、３ 出力端子 ４ 負荷 ５ 電圧低下検出部 ６ 定電圧発生器 ７ 比較器 Ｑ１ 主スイッチング素子 Ｑ２ 起動用スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若尾 正一 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 電池と負荷接続用出力端子とを結ぶ経路
に挿入され、前記電池の放電経路を開閉する主スイッチ
ング素子と、前記出力端子間に一定値以上の電圧が生じ
ているときにオンとなる起動用スイッチング素子と、前
記起動用スイッチング素子を介して前記電池に接続さ
れ、前記起動用スイッチング素子がオンとなることで電
源端子に電池電圧が印加される電圧低下検出部とを備
え、前記電圧低下検出部は、前記起動用スイッチング素
子を介して印加される電池電圧が設定値以上のときは前
記主スイッチング素子をオン駆動し、前記電池電圧が設
定値以下になると前記主スイッチング素子をオフにする
ように構成されていることを特徴とする電池の過放電防
止回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の過放電防止回路と前記
電池とを一体的にパッケージングしたことを特徴とする
パック電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507993A JP3299612B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 電池の過放電防止回路およびパック電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507993A JP3299612B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 電池の過放電防止回路およびパック電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147733A true JPH07147733A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3299612B2 JP3299612B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=17816050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29507993A Expired - Lifetime JP3299612B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 電池の過放電防止回路およびパック電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299612B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998033257A1 (fr) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Rohm Co., Ltd. | Circuit integre controlant un ensemble alimentation electrique et batterie |
| JP2007104867A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 二次電池の過放電保護回路及び二次電池の過放電保護システム |
| WO2014049892A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | 蓄電システムおよび制御装置 |
| JP5884072B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2016-03-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池の制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5194669B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2013-05-08 | Ｆｄｋ株式会社 | 蓄電システム |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP29507993A patent/JP3299612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998033257A1 (fr) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Rohm Co., Ltd. | Circuit integre controlant un ensemble alimentation electrique et batterie |
| US6154009A (en) * | 1997-01-29 | 2000-11-28 | Rohm Co., Ltd. | Power supply monitoring IC and battery pack |
| JP2007104867A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 二次電池の過放電保護回路及び二次電池の過放電保護システム |
| JP5884072B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2016-03-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 二次電池の制御装置 |
| WO2014049892A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | 蓄電システムおよび制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3299612B2 (ja) | 2002-07-08 |
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