JPS61231835A - サイリスタおよび負荷の保護回路 - Google Patents
サイリスタおよび負荷の保護回路Info
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- JPS61231835A JPS61231835A JP60071137A JP7113785A JPS61231835A JP S61231835 A JPS61231835 A JP S61231835A JP 60071137 A JP60071137 A JP 60071137A JP 7113785 A JP7113785 A JP 7113785A JP S61231835 A JPS61231835 A JP S61231835A
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サイリスタおよび負荷の保護回路、特にサ
イリスタチョッパ回路を用いた超電導コイル励磁電源に
おける保護回路に関するものである。
イリスタチョッパ回路を用いた超電導コイル励磁電源に
おける保護回路に関するものである。
第3図は例えばパワーエレクトロニクス研究会第56回
例会資料および三菱半導体データブックに示された従来
のサイリスタチョッパ回路を用いた超電導コイル励磁電
源の回路図である。図において(1)は直流電源、(2
)は主サイリスタ、(3)は主ダイオード、(り)は補
助サイリスタ、(!r)は補助ダイオード、(6)は転
流リアクトル、(7)は転流コンデンサ、(g)は環流
用ダイオード、(9)は負荷例えばエネルギー蓄積用の
超電導コイルを示している。
例会資料および三菱半導体データブックに示された従来
のサイリスタチョッパ回路を用いた超電導コイル励磁電
源の回路図である。図において(1)は直流電源、(2
)は主サイリスタ、(3)は主ダイオード、(り)は補
助サイリスタ、(!r)は補助ダイオード、(6)は転
流リアクトル、(7)は転流コンデンサ、(g)は環流
用ダイオード、(9)は負荷例えばエネルギー蓄積用の
超電導コイルを示している。
直流電源<i>の両端間には、逆並列接続された主サイ
リスタ(2)2よび主ダイオード(3)と超電導コイル
(q)が直列に接続される。たソし、直流電源(1)の
正端子には主サイリスタ(,2)のアノードが接続され
る。逆並列接続された主サイリスタ(2)および主ダイ
オード(3)の両端間には、矢張り逆並列接続された補
助サイリスタ(りおよび補助ダイオード(3)と転流リ
アクトル(6)と転流コンデンサ(り)が直列に接続さ
れて転流回路を構成する。たソし、直流電源(1)の正
端子には補助サイリスタ(りのカソードが接続される。
リスタ(2)2よび主ダイオード(3)と超電導コイル
(q)が直列に接続される。たソし、直流電源(1)の
正端子には主サイリスタ(,2)のアノードが接続され
る。逆並列接続された主サイリスタ(2)および主ダイ
オード(3)の両端間には、矢張り逆並列接続された補
助サイリスタ(りおよび補助ダイオード(3)と転流リ
アクトル(6)と転流コンデンサ(り)が直列に接続さ
れて転流回路を構成する。たソし、直流電源(1)の正
端子には補助サイリスタ(りのカソードが接続される。
超電導コイル(9)と並列に接続された環流用ダイオー
ド(g)は、そのアノードが直流電源の負端子に接続さ
れる。
ド(g)は、そのアノードが直流電源の負端子に接続さ
れる。
次に動作について説明する。第弘図仏)に示すように時
刻t、で主サイリスタ(2)をONにした場合、直流電
源(1)の出力電圧Eは超電導コイル(9)に印加され
る。そして第9図(b)に示す電流lが超電導コイル(
9)に流れるので、この超電導コイル(9)には直流エ
ネルギーが蓄積されていく、時刻tユで補助サイリスタ
(りをONにすると、第グ図(c)に示すように転流コ
ンデンサ(り)に充電されていた電荷は転流リアクトル
(A)−補助サイリスタ(リー主サイリスタ(2)−転
流コンデンサ(り)を通る転流回路で放電を開始し、転
流コンデンサ(り)の充電極性が反転する時刻t、迄続
く。次に逆極性に充電された電荷は補助ダイオード(5
)側を流れて補助サイリスタ(りをOFFにすると共に
主サイリスタ(2)の電流を打消すように流れる。主サ
イリスタ(2)の電流が第1図(d)に示すように時刻
へでOに達すると、それ以降は転流コンデンサ(7)の
電流が第弘図(e)に示すように主ダイオード(3)を
流れ、主サイリスタ(2)に逆バイアスを与える。
刻t、で主サイリスタ(2)をONにした場合、直流電
源(1)の出力電圧Eは超電導コイル(9)に印加され
る。そして第9図(b)に示す電流lが超電導コイル(
9)に流れるので、この超電導コイル(9)には直流エ
ネルギーが蓄積されていく、時刻tユで補助サイリスタ
(りをONにすると、第グ図(c)に示すように転流コ
ンデンサ(り)に充電されていた電荷は転流リアクトル
(A)−補助サイリスタ(リー主サイリスタ(2)−転
流コンデンサ(り)を通る転流回路で放電を開始し、転
流コンデンサ(り)の充電極性が反転する時刻t、迄続
く。次に逆極性に充電された電荷は補助ダイオード(5
)側を流れて補助サイリスタ(りをOFFにすると共に
主サイリスタ(2)の電流を打消すように流れる。主サ
イリスタ(2)の電流が第1図(d)に示すように時刻
へでOに達すると、それ以降は転流コンデンサ(7)の
電流が第弘図(e)に示すように主ダイオード(3)を
流れ、主サイリスタ(2)に逆バイアスを与える。
その結果時刻t、で転流コンデンサ(7)の電流がOに
なった時には主サイリスタ(2)および補助サイリスタ
(りは既にOFFになっているため、これ以上電流は流
れ得す、転流コンチン?(7)は再び第3図図示の極性
に充電された状態で待機することになる。この状態では
超電導コイル(9)に蓄積された電流は、環流用ダイオ
ード(g)を環流して一定値を保つことになる。時刻t
6において再び主サイリスタ(2)をONにすると、超
電導コイル(q)には直流電圧Eが印加され、充電を開
始していく。
なった時には主サイリスタ(2)および補助サイリスタ
(りは既にOFFになっているため、これ以上電流は流
れ得す、転流コンチン?(7)は再び第3図図示の極性
に充電された状態で待機することになる。この状態では
超電導コイル(9)に蓄積された電流は、環流用ダイオ
ード(g)を環流して一定値を保つことになる。時刻t
6において再び主サイリスタ(2)をONにすると、超
電導コイル(q)には直流電圧Eが印加され、充電を開
始していく。
このように主サイリスタ(,2)のONとOFFの期間
を適当に調整することによシ、超電導コイル(9)に光
電するエネルギーの量を制御することができる。
を適当に調整することによシ、超電導コイル(9)に光
電するエネルギーの量を制御することができる。
従来のサイリスタチョッパ回路を用いた超電導コイル励
磁電源は以上のように構成されているので、主サイリス
タ(,2)をOFFにする際に流れる転流コンデンサ電
流がコイル電流1よシ小さい場合には、主サイリスタ(
」)に流れる電流を第1図(d)の時刻t、でOにする
ことができなくなるいわゆる転流失敗を生じ、主サイリ
スタ(ツ)がON状態全続行するため超電導コイル(9
)が過充電されることになり超電導コイル(9)および
主サイリスタ(2)が過度な過負荷になり、最悪の時に
は破壊するという問題点がある。
磁電源は以上のように構成されているので、主サイリス
タ(,2)をOFFにする際に流れる転流コンデンサ電
流がコイル電流1よシ小さい場合には、主サイリスタ(
」)に流れる電流を第1図(d)の時刻t、でOにする
ことができなくなるいわゆる転流失敗を生じ、主サイリ
スタ(ツ)がON状態全続行するため超電導コイル(9
)が過充電されることになり超電導コイル(9)および
主サイリスタ(2)が過度な過負荷になり、最悪の時に
は破壊するという問題点がある。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、上記のような転流失敗をすばやく検出できる
と共に転流失敗が生じた場合には直ちに直流電源(1)
から主サイリスタ(2)および超電導コイル(q)を切
離し、これら梢成部品を保護できる保護回路を得ること
を目的とする。
たもので、上記のような転流失敗をすばやく検出できる
と共に転流失敗が生じた場合には直ちに直流電源(1)
から主サイリスタ(2)および超電導コイル(q)を切
離し、これら梢成部品を保護できる保護回路を得ること
を目的とする。
この発明に係る保護回路は、サイリスタチョッパ回路に
おける主サイリスタの転流失敗をすばやく検出できる電
流検出手段と、主サイリスタおよび負荷を直流電源から
切離す開閉器と、指令信号を発生する制御回路とこの制
御回路の指令信号と電流検出手段の出力信号とから転流
失敗が生じた場合には開閉器を直ちに開放する比較・ト
リップ手段とを設けたものである。
おける主サイリスタの転流失敗をすばやく検出できる電
流検出手段と、主サイリスタおよび負荷を直流電源から
切離す開閉器と、指令信号を発生する制御回路とこの制
御回路の指令信号と電流検出手段の出力信号とから転流
失敗が生じた場合には開閉器を直ちに開放する比較・ト
リップ手段とを設けたものである。
この発明における保護回路は、主サイリスタの通電電流
と制御回路からの主サイリスタ点弧指令信号とを比較し
、指令信号が出ていないのに主サイリスタに電流が流れ
ている場合にこれを転流失敗と判断し、直流電流から直
ちに回路を切離すようにした。
と制御回路からの主サイリスタ点弧指令信号とを比較し
、指令信号が出ていないのに主サイリスタに電流が流れ
ている場合にこれを転流失敗と判断し、直流電流から直
ちに回路を切離すようにした。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、(/θ)は主サイリスタ(2)に流れる電
流の通電期間を検出する電流検出°手段例えば直流変流
器(以下DCCTと略す)、(//)は開閉器例えば直
流しゃ断器、(12)は制御回路、(/3)は比較回路
、(lll)はNOT回路、(ts)はAND回路、(
l乙)は時限回路、(17)は直流しゃ断器(ll)の
トリップ回路s (’ざ)は主サイリスタ(2)のゲ
ート点弧信号発生回路、(/q)は制御回路(/、2)
の出力の立下シ時に動作するシングルショット回路、(
SO)は補助サイリスタ(り)のゲート点弧信号発生回
路である。これらの構成部品(lO)〜(2のがこの発
明の保護回路を構成し、そのうち(/3)〜(/7)が
比較・トリップ手段を構成する。
図において、(/θ)は主サイリスタ(2)に流れる電
流の通電期間を検出する電流検出°手段例えば直流変流
器(以下DCCTと略す)、(//)は開閉器例えば直
流しゃ断器、(12)は制御回路、(/3)は比較回路
、(lll)はNOT回路、(ts)はAND回路、(
l乙)は時限回路、(17)は直流しゃ断器(ll)の
トリップ回路s (’ざ)は主サイリスタ(2)のゲ
ート点弧信号発生回路、(/q)は制御回路(/、2)
の出力の立下シ時に動作するシングルショット回路、(
SO)は補助サイリスタ(り)のゲート点弧信号発生回
路である。これらの構成部品(lO)〜(2のがこの発
明の保護回路を構成し、そのうち(/3)〜(/7)が
比較・トリップ手段を構成する。
DCCT (to)は主サイリスタ(2)のカンードと
超電導コイル(9)との間に挿入されるが、直流しゃ断
器(ll)は主サイリスタ(2)のアノードと直流電源
(1)の正端子との間に挿入される。制御回路(/ユ)
の出力側はNOT回路(/り)、点弧信号発生回路(7
g)およびシングルショット回路(19)の入力側へ接
続される。比較回路(13)は、その一方の入力端子が
DCCT(#))の出力側へ接続されかつその他方の入
力端子がアースされ、またその出力端子がNOT回路(
lll)の出力端子と共にAND回路の各入力端子へ接
続される。AND回路(15)の出力端子は時限回路(
/6)を介してトリップ回路(/7)へ接続される。シ
ングルショット回路(19)の出力側は点弧信号発生回
路(コ0)の入力側へ接続される。
超電導コイル(9)との間に挿入されるが、直流しゃ断
器(ll)は主サイリスタ(2)のアノードと直流電源
(1)の正端子との間に挿入される。制御回路(/ユ)
の出力側はNOT回路(/り)、点弧信号発生回路(7
g)およびシングルショット回路(19)の入力側へ接
続される。比較回路(13)は、その一方の入力端子が
DCCT(#))の出力側へ接続されかつその他方の入
力端子がアースされ、またその出力端子がNOT回路(
lll)の出力端子と共にAND回路の各入力端子へ接
続される。AND回路(15)の出力端子は時限回路(
/6)を介してトリップ回路(/7)へ接続される。シ
ングルショット回路(19)の出力側は点弧信号発生回
路(コ0)の入力側へ接続される。
次に保護回路の動作を、第一図の波形図を参照しながら
説明する。時刻t7で制御回路(12)よシ第コ図(d
)に示すように主サイリスタ(2)の通電期間の指令信
号すなわち主サイリスタ点弧指令が出た場合を考える。
説明する。時刻t7で制御回路(12)よシ第コ図(d
)に示すように主サイリスタ(2)の通電期間の指令信
号すなわち主サイリスタ点弧指令が出た場合を考える。
この点弧指令は点弧信号発生回路(/ざ)を駆動してゲ
ート点弧信号を主サイリスタ(2)に与え、主サイリス
タ(2)をONにする。
ート点弧信号を主サイリスタ(2)に与え、主サイリス
タ(2)をONにする。
従って、第2図(a)に示すように時刻t7で超電導コ
イル(9’)には直流電圧Eが印加され、第2図(b)
に示すコイル電流1は増加していく。次に時刻t、にお
いて第二図(d)に示すように制御回路(lλ)の出力
である主サイリスタ点弧指令が0になると、点弧信号発
生回路(tg)は主サイリスタ(2)へのゲート点弧信
号の供給を停止する。一方、主サイリスタ点弧指令の時
刻t、における立下り時にシングルショット回路(/9
)が第2図(h)に示すように一定期間動作して点弧信
号発生回路(コO)を駆動し、もって補助サイリスタ(
りにゲート点弧信号を供給してこの補助サイリスタ(り
をONにする。この結果、第q図について前述した動作
の過程と同様に主サイリスタ(2)の電流をOにするよ
うに転流コンデンサ電流が流れるが、主サイリスタ(2
)に流れていた電流が転流コンデンサ電流より大きい場
合には第一図(c)に示すように主サイリスタ(2)の
電流をOにすることができないため主サイリスタ(2)
をOFFにすることができず、主サイリスタ(2)はそ
のままON状態を続けて電流を流し続けるいわゆる転流
失敗を生じる。一方、DCCT(10)は主サイリスタ
(2)に流れている電流を検出し、比較回路(13)に
出力信号すなわち検出信号を与えている。比較回路(/
3)はDCCT(#7)の検出信号が0よシ大きくなる
とrHJのレベルを出力する。従って、第2図(e)に
示すように比較回路(/3)の出力は主サイリスタ(2
)に電流が流れている期間中rHJとなっている。第二
図(d)に示すように時刻tユにおいて主サイリスタ点
弧信号がrLJになるとNOT回路(lり)の出力はr
HJとなるため、時刻tユ以降に主サイリスタ(2)に
電流が流れている場合はAND回路(/S)の出力は第
2図(f)に示すように「H」となる。前述のように時
刻tユにおいて主サイリスタ(2)の転流失敗が生じた
場合はAND回路(/S)の出力はrHJを出力し続け
るため、時限回路(16)は一定時間τ。後の時刻t、
でrHJとなり、トリップ回路(17)を駆動する。従
って、トリップ回路(17)は第2図fg)に示すよう
にrHJになって直流しゃ断器(//)を開放する。そ
の結果、時刻t、以降は主サイリスタ(2)の電流が0
となり、超電導コイル(9)の電流は環流用ダイオード
(g)を環流して一定値を保持することになり、主サイ
リスタ(2)および超電導コイル(q)の過負荷キ防止
することができる。なお、時限回路(16)の時限τ1
は転流コンデンサ電流が流れる期間τ (第2図(C)
)以上に設定される。
イル(9’)には直流電圧Eが印加され、第2図(b)
に示すコイル電流1は増加していく。次に時刻t、にお
いて第二図(d)に示すように制御回路(lλ)の出力
である主サイリスタ点弧指令が0になると、点弧信号発
生回路(tg)は主サイリスタ(2)へのゲート点弧信
号の供給を停止する。一方、主サイリスタ点弧指令の時
刻t、における立下り時にシングルショット回路(/9
)が第2図(h)に示すように一定期間動作して点弧信
号発生回路(コO)を駆動し、もって補助サイリスタ(
りにゲート点弧信号を供給してこの補助サイリスタ(り
をONにする。この結果、第q図について前述した動作
の過程と同様に主サイリスタ(2)の電流をOにするよ
うに転流コンデンサ電流が流れるが、主サイリスタ(2
)に流れていた電流が転流コンデンサ電流より大きい場
合には第一図(c)に示すように主サイリスタ(2)の
電流をOにすることができないため主サイリスタ(2)
をOFFにすることができず、主サイリスタ(2)はそ
のままON状態を続けて電流を流し続けるいわゆる転流
失敗を生じる。一方、DCCT(10)は主サイリスタ
(2)に流れている電流を検出し、比較回路(13)に
出力信号すなわち検出信号を与えている。比較回路(/
3)はDCCT(#7)の検出信号が0よシ大きくなる
とrHJのレベルを出力する。従って、第2図(e)に
示すように比較回路(/3)の出力は主サイリスタ(2
)に電流が流れている期間中rHJとなっている。第二
図(d)に示すように時刻tユにおいて主サイリスタ点
弧信号がrLJになるとNOT回路(lり)の出力はr
HJとなるため、時刻tユ以降に主サイリスタ(2)に
電流が流れている場合はAND回路(/S)の出力は第
2図(f)に示すように「H」となる。前述のように時
刻tユにおいて主サイリスタ(2)の転流失敗が生じた
場合はAND回路(/S)の出力はrHJを出力し続け
るため、時限回路(16)は一定時間τ。後の時刻t、
でrHJとなり、トリップ回路(17)を駆動する。従
って、トリップ回路(17)は第2図fg)に示すよう
にrHJになって直流しゃ断器(//)を開放する。そ
の結果、時刻t、以降は主サイリスタ(2)の電流が0
となり、超電導コイル(9)の電流は環流用ダイオード
(g)を環流して一定値を保持することになり、主サイ
リスタ(2)および超電導コイル(q)の過負荷キ防止
することができる。なお、時限回路(16)の時限τ1
は転流コンデンサ電流が流れる期間τ (第2図(C)
)以上に設定される。
なお、上記実施例は超電導コイル励磁用のサイリスタチ
ョッパ回路の保護回路を示したが、特に負荷が超電導コ
イルである必要はなく、他の負荷であっても良く、それ
でも上記実施例と同様の効果を奏する。
ョッパ回路の保護回路を示したが、特に負荷が超電導コ
イルである必要はなく、他の負荷であっても良く、それ
でも上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によればサイリスタチョッパ回
路の転流失敗を検出して開閉器を開放する保護回路が設
けられたので、主サイリスタおよ。
路の転流失敗を検出して開閉器を開放する保護回路が設
けられたので、主サイリスタおよ。
び負荷を過負荷から保獲でき、ひいては安全な超電導コ
イル励磁電源を提供できる。
イル励磁電源を提供できる。
第1図はこの発明の一実施例による超電導コイル励磁電
源の保護回路の回路構成を示す回路図、第2図はこの発
明の回路動作を説明する波形図、第3図は従来の超電導
コイル励磁電源を示す回路図、第ダ図は従来装置の動作
を示す波形図である。 (1)は直流電源、(2)は王サイリスタ、(3)は主
ダイオード、(りは〒1(j助すイリスタ、(5)は補
助ダイオード、(6)は転流コイル、(7)は転流コン
デンサ、(g)は環流用ダイオード、(9)は超電導コ
イル、(lθ)は直流変流器(DCCT)、(l/)は
直流しゃ断器、 (12)は制御回路、 <t、:
t)は比較回路、(/ll)はN OT回路、(lりは
AND回路、(/A)は時限回路、(/7)はトリップ
回路、(tg)は主サイリスタ用ゲート点弧信号発生回
路、(19)はシングルショット回路、(20)は補助
サイリスタ用ゲート点弧信号発生回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 曾 我 道 照] (0)超電導コイル(9)への印加電圧(d) 主り
イリスタA宝し’H令 (e)圧較回路(13)の出力 晃4図
源の保護回路の回路構成を示す回路図、第2図はこの発
明の回路動作を説明する波形図、第3図は従来の超電導
コイル励磁電源を示す回路図、第ダ図は従来装置の動作
を示す波形図である。 (1)は直流電源、(2)は王サイリスタ、(3)は主
ダイオード、(りは〒1(j助すイリスタ、(5)は補
助ダイオード、(6)は転流コイル、(7)は転流コン
デンサ、(g)は環流用ダイオード、(9)は超電導コ
イル、(lθ)は直流変流器(DCCT)、(l/)は
直流しゃ断器、 (12)は制御回路、 <t、:
t)は比較回路、(/ll)はN OT回路、(lりは
AND回路、(/A)は時限回路、(/7)はトリップ
回路、(tg)は主サイリスタ用ゲート点弧信号発生回
路、(19)はシングルショット回路、(20)は補助
サイリスタ用ゲート点弧信号発生回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 曾 我 道 照] (0)超電導コイル(9)への印加電圧(d) 主り
イリスタA宝し’H令 (e)圧較回路(13)の出力 晃4図
Claims (2)
- (1)直流電源とこの直流電源から電流が供給される負
荷との間に接続され、前記電流を通電する主サイリスタ
およびこの主サイリスタの通電電流を0にする転流回路
を含むサイリスタチョッパ回路において、前記サイリス
タと前記負荷の間で前記通電電流の通電期間を検出して
出力信号を発生する電流検出手段と、前記直流電源と前
記主サイリスタとの間でこれらを接続する回路を切離す
開閉器と、前記主サイリスタの通電期間の指令信号を発
生する制御回路と、この制御回路および前記電流検出手
段へ接続され、前記指令信号と前記出力信号とを比較し
て両信号間に一定時間以上のずれが生じた場合に前記開
閉器を開放する比較・トリップ手段とを備えたことを特
徴とするサイリスタおよび負荷の保護回路。 - (2)負荷が超電導コイルである特許請求の範囲第1項
記載の保護回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60071137A JPS61231835A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | サイリスタおよび負荷の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60071137A JPS61231835A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | サイリスタおよび負荷の保護回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61231835A true JPS61231835A (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=13451890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60071137A Pending JPS61231835A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | サイリスタおよび負荷の保護回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61231835A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010104104A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Aichi Electric Co Ltd | 超伝導コイル電源システム |
JP2011234534A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Japan Superconductor Technology Inc | 超電導コイルの励磁電源装置 |
JP2015512242A (ja) * | 2012-02-29 | 2015-04-23 | エービービー テクノロジー エルティーディー. | 電力提供ユニットのためのdc供給ユニット |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP60071137A patent/JPS61231835A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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