JPH09232658A - レーザー電源装置 - Google Patents
レーザー電源装置Info
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- JPH09232658A JPH09232658A JP8033989A JP3398996A JPH09232658A JP H09232658 A JPH09232658 A JP H09232658A JP 8033989 A JP8033989 A JP 8033989A JP 3398996 A JP3398996 A JP 3398996A JP H09232658 A JPH09232658 A JP H09232658A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光として出力しない注入電力のコントロール
をやめることによりスイッチング損失を最小にし、且つ
昇圧を行うことのできるレーザー電源装置を提供する。 【解決手段】 商用電源を整流する整流部Ｄ１が商用電
源を直流に変換し、昇圧コンバータ部１５が前記変換さ
れた直流を昇圧すると共にパワーコントロールする。さ
らに、インバータ部１７が高周波に変換して調整された
マッチング部２３を介して放電電極２１に電流を流して
レーザー光を発光させる。昇圧コンバータ部１５に設け
られているスイッチ素子Ｑ０により昇圧及びパワーコン
トロールを行うが、スイッチ素子Ｑ０がオフの場合にお
いても商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバータ部１
７に印加する。スイッチ素子Ｑ０がオフで昇圧及びパワ
ーコントロールをしていない状態でも一定の電流が流れ
おり、マッチング部２３はこの電流により放電電極２１
が光を発する直前の状態としている。
をやめることによりスイッチング損失を最小にし、且つ
昇圧を行うことのできるレーザー電源装置を提供する。 【解決手段】 商用電源を整流する整流部Ｄ１が商用電
源を直流に変換し、昇圧コンバータ部１５が前記変換さ
れた直流を昇圧すると共にパワーコントロールする。さ
らに、インバータ部１７が高周波に変換して調整された
マッチング部２３を介して放電電極２１に電流を流して
レーザー光を発光させる。昇圧コンバータ部１５に設け
られているスイッチ素子Ｑ０により昇圧及びパワーコン
トロールを行うが、スイッチ素子Ｑ０がオフの場合にお
いても商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバータ部１
７に印加する。スイッチ素子Ｑ０がオフで昇圧及びパワ
ーコントロールをしていない状態でも一定の電流が流れ
おり、マッチング部２３はこの電流により放電電極２１
が光を発する直前の状態としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザー電源装
置に係り、特にパワーコントロールに特徴を有するレー
ザー電源装置に関するものである。
置に係り、特にパワーコントロールに特徴を有するレー
ザー電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４を参照するに、従来より一般的な高
周波放電レーザー電源装置１では、商用三相交流Ａを直
流に変換する整流ダイオードＤ１と、この整流ダイオー
ドＤ１により整流された直流をパワーコントロールする
バックコンバータ部３と、パワーコントロールされた直
流を高周波に変換するインバータ部５と、インバータ部
５により高周波化された電圧を昇圧する昇圧トランスＴ
と、供給された高周波を効率よく使用するためのマッチ
ング部７及び放電電極９を備えた放電部１１を有してい
る。
周波放電レーザー電源装置１では、商用三相交流Ａを直
流に変換する整流ダイオードＤ１と、この整流ダイオー
ドＤ１により整流された直流をパワーコントロールする
バックコンバータ部３と、パワーコントロールされた直
流を高周波に変換するインバータ部５と、インバータ部
５により高周波化された電圧を昇圧する昇圧トランスＴ
と、供給された高周波を効率よく使用するためのマッチ
ング部７及び放電電極９を備えた放電部１１を有してい
る。
【０００３】前記レーザー電源装置１に使用されている
バックコンバータ部３は、平滑コンデンサＣ１と、スイ
ッチ素子Ｑ１と、還流ダイオードＤ２、インダクタＬ
１、キャパシタＣ２等を有している。
バックコンバータ部３は、平滑コンデンサＣ１と、スイ
ッチ素子Ｑ１と、還流ダイオードＤ２、インダクタＬ
１、キャパシタＣ２等を有している。
【０００４】このバックコンバータ部３では、スイッチ
素子Ｑ１でチョッパすることにより供給電力のパワーコ
ントロールを行っている。また、リップルを抑えるため
インダクタＬ１やキャパシタＣ２によりフィルターをか
けている。
素子Ｑ１でチョッパすることにより供給電力のパワーコ
ントロールを行っている。また、リップルを抑えるため
インダクタＬ１やキャパシタＣ２によりフィルターをか
けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５を
参照するに、このような従来の技術にあっては、バック
コンバータ部３でパワーコントロールする際に、光とし
て出力しない電力についてもパワーコントロールを行っ
ているためスイッチング損失が生じている。
参照するに、このような従来の技術にあっては、バック
コンバータ部３でパワーコントロールする際に、光とし
て出力しない電力についてもパワーコントロールを行っ
ているためスイッチング損失が生じている。
【０００６】また、一般にレーザー光を発するためには
商用電圧以上の電圧が必要であるが、バックコンバータ
部３では商用の入力電圧以上の電圧を得ることができな
いため昇圧トランスＴを使用しており、重量的、スペー
ス的に不利であるという問題がある。
商用電圧以上の電圧が必要であるが、バックコンバータ
部３では商用の入力電圧以上の電圧を得ることができな
いため昇圧トランスＴを使用しており、重量的、スペー
ス的に不利であるという問題がある。
【０００７】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、光として出力しない
注入電力のパワーコントロールをやめることによりスイ
ッチング損失を最小にし、且つ昇圧を行うことのできる
ような小型で高性能なレーザー電源装置を提供すること
にある。
術に着目してなされたものであり、光として出力しない
注入電力のパワーコントロールをやめることによりスイ
ッチング損失を最小にし、且つ昇圧を行うことのできる
ような小型で高性能なレーザー電源装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のレーザー電源装置は、商用
電源を整流する整流部と、この整流部により整流された
直流を昇圧・パワーコントロールする昇圧コンバータ部
と、この昇圧コンバータ部により昇圧・パワーコントロ
ールされた電圧を印加してレーザー光を発する放電電極
と、を備えてなることを特徴とするものである。
めに、請求項１による発明のレーザー電源装置は、商用
電源を整流する整流部と、この整流部により整流された
直流を昇圧・パワーコントロールする昇圧コンバータ部
と、この昇圧コンバータ部により昇圧・パワーコントロ
ールされた電圧を印加してレーザー光を発する放電電極
と、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】従って、整流部が商用電源を直流に変換
し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧する
と共にパワーコントロールして、放電電極に電流を流し
てレーザー光と発光させる。
し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧する
と共にパワーコントロールして、放電電極に電流を流し
てレーザー光と発光させる。
【００１０】請求項２による発明のレーザー電源装置
は、商用電源を整流する整流部と、この整流部により整
流された直流を昇圧・パワーコントロールする昇圧コン
バータ部と、この昇圧コンバータ部により昇圧・パワー
コントロールされた電源を高周波に変換するインバータ
部と、レーザー光を発する放電電極に効率良く電流を流
すためのマッチング部と、を備えてなることを特徴とす
るものである。
は、商用電源を整流する整流部と、この整流部により整
流された直流を昇圧・パワーコントロールする昇圧コン
バータ部と、この昇圧コンバータ部により昇圧・パワー
コントロールされた電源を高周波に変換するインバータ
部と、レーザー光を発する放電電極に効率良く電流を流
すためのマッチング部と、を備えてなることを特徴とす
るものである。
【００１１】従って、整流部が商用電源を直流に変換
し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧する
と共にパワーコントロールする。さらに、パワーコント
ロールされた直流をインバータ部が高周波に変換し、調
整されたマッチングを介して放電電極に電流を流してレ
ーザー光を発光させる。
し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧する
と共にパワーコントロールする。さらに、パワーコント
ロールされた直流をインバータ部が高周波に変換し、調
整されたマッチングを介して放電電極に電流を流してレ
ーザー光を発光させる。
【００１２】請求項３による発明のレーザー電源装置
は、請求項２記載の昇圧コンバータ部が、昇圧・パワー
コントロールのためのスイッチ素子を備えると共に前記
スイッチ素子がオフの場合には前記商用電源の電圧の√
２倍の電圧を前記インバータ部に印加するものであるこ
とを特徴とするものである。
は、請求項２記載の昇圧コンバータ部が、昇圧・パワー
コントロールのためのスイッチ素子を備えると共に前記
スイッチ素子がオフの場合には前記商用電源の電圧の√
２倍の電圧を前記インバータ部に印加するものであるこ
とを特徴とするものである。
【００１３】従って、昇圧コンバータ部に設けられてい
るスイッチ素子の切換えにより昇圧及びパワーコントロ
ールを行うが、前記スイッチ素子がオフの場合において
も商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバータ部に印加
する。
るスイッチ素子の切換えにより昇圧及びパワーコントロ
ールを行うが、前記スイッチ素子がオフの場合において
も商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバータ部に印加
する。
【００１４】請求項４による発明のレーザー電源装置
は、請求項２、３記載のマッチング部が、前記スイッチ
素子がオフの場合に前記放電電極からレーザー光を発す
る直前の状態となるように設定されていることを特徴と
するものである。
は、請求項２、３記載のマッチング部が、前記スイッチ
素子がオフの場合に前記放電電極からレーザー光を発す
る直前の状態となるように設定されていることを特徴と
するものである。
【００１５】従って、スイッチ素子がオフで昇圧及びパ
ワーコントロールをしていない状態（昇圧ゼロの状態）
でも一定の電流が流れおり、マッチング部はこの電流に
より放電電極が光を発する直前の状態となるようにして
いる。
ワーコントロールをしていない状態（昇圧ゼロの状態）
でも一定の電流が流れおり、マッチング部はこの電流に
より放電電極が光を発する直前の状態となるようにして
いる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００１７】図１には、この発明にかかるレーザー電源
装置１３の回路が示されている。図１を参照するに、こ
のレーザー電源装置１３では、例えば商用２００Ｖの三
相交流Ａ等を整流する整流ダイオードＤ１と、昇圧する
と共にパワーコントロールする昇圧コンバータ部１５
と、複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４の切換えにより昇圧
された電圧を高周波に変換するインバータ部１７と、絶
縁のための絶縁トランス１９を挟んで放電電極２１に所
定の電力を供給するマッチング部２３が設けられてい
る。
装置１３の回路が示されている。図１を参照するに、こ
のレーザー電源装置１３では、例えば商用２００Ｖの三
相交流Ａ等を整流する整流ダイオードＤ１と、昇圧する
と共にパワーコントロールする昇圧コンバータ部１５
と、複数のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４の切換えにより昇圧
された電圧を高周波に変換するインバータ部１７と、絶
縁のための絶縁トランス１９を挟んで放電電極２１に所
定の電力を供給するマッチング部２３が設けられてい
る。
【００１８】前記昇圧コンバータ部１５では、平滑コン
デンサＣ１及びインダクタＬ１により前記請求ダイオー
ドＤ１で整流された直流を平滑化している。また、昇圧
及びパワーコントロールを行うためのスイッチ素子Ｑ０
が設けられており、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２
が設けられている。なお、このダイオードＤ２及びコン
デンサＣ２は必ずしも必要ではない。
デンサＣ１及びインダクタＬ１により前記請求ダイオー
ドＤ１で整流された直流を平滑化している。また、昇圧
及びパワーコントロールを行うためのスイッチ素子Ｑ０
が設けられており、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２
が設けられている。なお、このダイオードＤ２及びコン
デンサＣ２は必ずしも必要ではない。
【００１９】すなわち、図２を参照するに、スイッチ素
子Ｑ０がオフの時は入力される例えば商用の三相交流Ａ
の電圧の√２倍の電圧が常にインバータ部１７に印加さ
れる（図２中Ｖ０）ので、スイッチ素子Ｑ０がオフの時
に光が出力される直前の状態になるようにマッチング部
２３や放電の条件、光共振の条件等を設定する。このと
き、スイッチ素子Ｑ０はオフなのでスイッチ素子Ｑ０に
よる損失はゼロである。
子Ｑ０がオフの時は入力される例えば商用の三相交流Ａ
の電圧の√２倍の電圧が常にインバータ部１７に印加さ
れる（図２中Ｖ０）ので、スイッチ素子Ｑ０がオフの時
に光が出力される直前の状態になるようにマッチング部
２３や放電の条件、光共振の条件等を設定する。このと
き、スイッチ素子Ｑ０はオフなのでスイッチ素子Ｑ０に
よる損失はゼロである。
【００２０】また、例えば図２中Ｑ０に示されるよう
に、スイッチ素子Ｑ０をオン・オフさせることによりＰ
ＷＭ（パルス幅変調）方法で出力電圧を昇圧・パワーコ
ントロールする。
に、スイッチ素子Ｑ０をオン・オフさせることによりＰ
ＷＭ（パルス幅変調）方法で出力電圧を昇圧・パワーコ
ントロールする。
【００２１】以上の結果から、昇圧コンバータ部１５に
より昇圧するので昇圧トランスを用いる必要がなく、重
量的及びスペース的に有利となる。
より昇圧するので昇圧トランスを用いる必要がなく、重
量的及びスペース的に有利となる。
【００２２】また、光が出力されない状態では、昇圧コ
ンバータ部１５においてスイッチ素子Ｑ０をオフとして
昇圧もパワーコントロールも行っていないので、スイッ
チング損失を最小に抑えることができる。
ンバータ部１５においてスイッチ素子Ｑ０をオフとして
昇圧もパワーコントロールも行っていないので、スイッ
チング損失を最小に抑えることができる。
【００２３】さらに、マッチング部２３の調整により、
光を出力しない状態で光を発する直前の状態を維持して
いるので、光を出力する際にスイッチ素子Ｑ０のオン・
オフ比を小さくすることができる。これによりスイッチ
ング損失を抑えることができる。
光を出力しない状態で光を発する直前の状態を維持して
いるので、光を出力する際にスイッチ素子Ｑ０のオン・
オフ比を小さくすることができる。これによりスイッチ
ング損失を抑えることができる。
【００２４】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施の形態においては、昇圧コンバータ部１５においてス
イッチ素子Ｑ０のオン・オフ切換えによりＰＷＭでパワ
ーコントロールを行ったが、このほかにＰＦＭ（パルス
周波数変調）や、ヒステリシス制御等によりパワーコン
トロールを行うようにしても良い。
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施の形態においては、昇圧コンバータ部１５においてス
イッチ素子Ｑ０のオン・オフ切換えによりＰＷＭでパワ
ーコントロールを行ったが、このほかにＰＦＭ（パルス
周波数変調）や、ヒステリシス制御等によりパワーコン
トロールを行うようにしても良い。
【００２５】また、前述の実施の形態においてはＣＯ2
レーザー用のレーザー電源装置１３について説明した
が、このレーザー電源装置１３におけるインバータ部１
７及びマッチング部２３を取り除いて昇圧コンバータ部
１５に放電電極２１を接続することにより、ＹＡＧレー
ザー用の電源装置として使用することができる。
レーザー用のレーザー電源装置１３について説明した
が、このレーザー電源装置１３におけるインバータ部１
７及びマッチング部２３を取り除いて昇圧コンバータ部
１５に放電電極２１を接続することにより、ＹＡＧレー
ザー用の電源装置として使用することができる。
【００２６】さらに、前述の実施の形態においては、放
電電極２１をレーザー光を発する前の状態とすべく常に
インバータ部１７に電圧を印加したが、これに代わり、
レーザー光を発するランプ内のガス圧、ランプ内径、ラ
ンプ長、ガスの種類等で設定することも可能である。
電電極２１をレーザー光を発する前の状態とすべく常に
インバータ部１７に電圧を印加したが、これに代わり、
レーザー光を発するランプ内のガス圧、ランプ内径、ラ
ンプ長、ガスの種類等で設定することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるレーザー電源装置では、整流部が商用電源を直流に
変換し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧
・パワーコントロールして放電電極に印加するので、昇
圧トランスを設ける必要がなく重量及びスペースの面で
改善される。
よるレーザー電源装置では、整流部が商用電源を直流に
変換し、昇圧コンバータ部が前記変換された直流を昇圧
・パワーコントロールして放電電極に印加するので、昇
圧トランスを設ける必要がなく重量及びスペースの面で
改善される。
【００２８】請求項２の発明によるレーザー電源装置で
は、整流部が商用電源を直流に変換し、昇圧コンバータ
部が前記変換された直流を昇圧すると共にパワーコント
ロールし、インバータ部が高周波に変換して調整された
マッチングを介して放電電極に電流を流してレーザー光
を発光させるので、昇圧コンバータ部により昇圧及びパ
ワーコントロールを行うことができる。これに伴い、昇
圧トランスを用いる必要がなく、重量及びスペースの面
で改善される。
は、整流部が商用電源を直流に変換し、昇圧コンバータ
部が前記変換された直流を昇圧すると共にパワーコント
ロールし、インバータ部が高周波に変換して調整された
マッチングを介して放電電極に電流を流してレーザー光
を発光させるので、昇圧コンバータ部により昇圧及びパ
ワーコントロールを行うことができる。これに伴い、昇
圧トランスを用いる必要がなく、重量及びスペースの面
で改善される。
【００２９】請求項３の発明によるレーザー電源装置で
は、昇圧コンバータ部に設けられているスイッチ素子の
切換えにより昇圧及びパワーコントロールを行うので、
昇圧トランスを用いる必要がなくなり、重量及びスペー
スの面で改善される。また、前記スイッチ素子がオフの
場合においても商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバ
ータ部に印加して昇圧コンバータ部によるパワーコント
ロールを行うことなくマッチング部の働きにより放電電
極に光を発する直前の状態に保持することができるの
で、光を出力する際にスイッチ素子のオン・オフ比を小
さくすることができ、スイッチング損失を抑えることが
できる。
は、昇圧コンバータ部に設けられているスイッチ素子の
切換えにより昇圧及びパワーコントロールを行うので、
昇圧トランスを用いる必要がなくなり、重量及びスペー
スの面で改善される。また、前記スイッチ素子がオフの
場合においても商用電源の電圧の√２倍の電圧をインバ
ータ部に印加して昇圧コンバータ部によるパワーコント
ロールを行うことなくマッチング部の働きにより放電電
極に光を発する直前の状態に保持することができるの
で、光を出力する際にスイッチ素子のオン・オフ比を小
さくすることができ、スイッチング損失を抑えることが
できる。
【００３０】請求項４の発明によるレーザー電源装置で
は、スイッチ素子がオフで昇圧及びパワーコントロール
をしていない状態（昇圧ゼロの状態）でも一定の電流が
流れおり、マッチング部はこの電流により放電電極が光
を発する直前の状態となるようにすることができる。こ
の場合、スイッチ素子はオフなのでスイッチング損失を
ゼロにすることができる。また、光を出力する際にスイ
ッチ素子のオン・オフ比を小さくすることができるの
で、スイッチング損失を抑えることができる。
は、スイッチ素子がオフで昇圧及びパワーコントロール
をしていない状態（昇圧ゼロの状態）でも一定の電流が
流れおり、マッチング部はこの電流により放電電極が光
を発する直前の状態となるようにすることができる。こ
の場合、スイッチ素子はオフなのでスイッチング損失を
ゼロにすることができる。また、光を出力する際にスイ
ッチ素子のオン・オフ比を小さくすることができるの
で、スイッチング損失を抑えることができる。
【図１】この発明にかかるレーザー電源装置を示す回路
図である。
図である。
【図２】昇圧コンバータにおけるスイッチ素子と電圧と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】このレーザー電源装置による出力を示すグラフ
である。
である。
【図４】従来のレーザー電源装置を示す回路図である。
【図５】図４に示されたレーザー電源装置の出力を示す
グラフである。
グラフである。
１３ レーザー電源装置 １５ 昇圧コンバータ部 １７ インバータ部 ２１ 放電電極 ２３ マッチング部 Ｄ１ 整流ダイオード（整流部） Ｑ０ スイッチ素子
Claims (4)
- 【請求項１】 商用電源を整流する整流部と、この整流
部により整流された直流を昇圧・パワーコントロールす
る昇圧コンバータ部と、この昇圧コンバータ部により昇
圧・パワーコントロールされた電圧を印加してレーザー
光を発する放電電極と、を備えてなることを特徴とする
レーザー電源装置。 - 【請求項２】 商用電源を整流する整流部と、この整流
部により整流された直流を昇圧・パワーコントロールす
る昇圧コンバータ部と、この昇圧コンバータ部により昇
圧・パワーコントロールされた電源を高周波に変換する
インバータ部と、レーザー光を発する放電電極に効率良
く電流を流すためのマッチング部と、を備えてなること
を特徴とするレーザー電源装置。 - 【請求項３】 前記昇圧コンバータ部が、昇圧・パワー
コントロールのためのスイッチ素子を備えると共に前記
スイッチ素子がオフの場合には前記商用電源の電圧の√
２倍の電圧を前記インバータ部に印加するものであるこ
とを特徴とする請求項２記載のレーザー電源装置。 - 【請求項４】 前記マッチング部が、前記スイッチ素子
がオフの場合に前記放電電極からレーザー光を発する直
前の状態となるように設定されていることを特徴とする
請求項２、３記載のレーザー電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033989A JPH09232658A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | レーザー電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033989A JPH09232658A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | レーザー電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232658A true JPH09232658A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12401902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8033989A Pending JPH09232658A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | レーザー電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09232658A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013507790A (ja) * | 2009-10-13 | 2013-03-04 | コヒレント， インコーポレイテッド | パルスレーザのためのｒｆ電源のデジタルパルス幅変調制御 |
| JP2013089788A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用電源装置 |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP8033989A patent/JPH09232658A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013507790A (ja) * | 2009-10-13 | 2013-03-04 | コヒレント， インコーポレイテッド | パルスレーザのためのｒｆ電源のデジタルパルス幅変調制御 |
| JP2013089788A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機用電源装置 |
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