KR101191288B1 - 이동통신 단말기를 이용한 충전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 관한 것으로, 상기 충전장치는 적어도 하나 이상의 충전 회로부를 구비하고, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전하는 것으로, 상기 충전 회로부는, 이동통신 단말기에 구비된 안테나와 연결되는 안테나 연결부와; 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하는 수신 필터부; 상기 수신 필터부로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환하는 정류 회로부; 상기 정류 회로부를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키는 평활 회로부; 및 상기 평활 회로부로부터 출력되는 DC 전압으로 동작되며, 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 출력하는 신호 증폭부;를 포함하되, 상기 수신 필터부에는 매칭소자들이 포함되어 상기 정류 회로부에 구비된 다이오드의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시키고, 상기 정류 회로부는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 이동 통신망에서 동작하는 이동통신 단말기로 수신되는 각종 전파(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth)를 전력(DC 전압)으로 변환하여 배터리 충전 전압으로 사용할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
이에 따라, 본 발명은 이동 통신망에서 동작하는 이동통신 단말기로 수신되는 각종 전파(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth)를 전력(DC 전압)으로 변환하여 배터리 충전 전압으로 사용할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
Description
본 발명은 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신 단말기로 수신되는 무선 주파수를 재활용하여 전력으로 변환시키고, 변환된 전력을 다른 장치의 충전 및 동작전원으로 사용할 수 있도록 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선 충전기술은 사용이 매우 편리하며 무선 충전장치의 구현 또한 매우 용이한 장점에 비해, 전자파 유해 환경이나 충전 가능한 거리가 매우 짧아 충전 가능 거리를 넓히기 위하여 강한 세기의 전자파를 사용하는 경우, 전자파 인체 안전 환경 기준을 벗어나게 되는 단점이 있다.
예를 들어, 전자기 유도를 이용한 무선 충전기술의 경우, 코일에 자석을 넣었다가 빼면 자기장의 변화가 생겨 코일에 전류가 생기는 원리를 이용하는 것이나, 충전할 수 있는 거리가 몇 cm가 한계이고 그 길이를 길게 하려면 전류를 더 강하게 흘려 보내야하는데, 전자파의 세기가 증가되면 건강에 해롭기 때문에 전자파를 차단하는 기술이 병행해서 필요한 실정이다.
또한, 자기 공명을 이용하는 무선 충전기술은 외부에서 발생한 주파수와 어떤 물체가 가지고 있는 고유의 주파수가 같아지면 에너지가 갑자기 커지는 것으로, 충전기와 충전하려는 기기에 공진 코일을 장착하여 사용한다.
이와 같이, 종래의 무선 충전기술은 전자기파를 이용하는 방법과 전자기 유도를 이용하는 방법 및 자기 공명을 이용하는 방법 등으로, 무선 충전기술들은 공통적으로 전자 제품에 전력을 공급하기 위한 외부 전력원(Source)이 필수적으로 구성되어야 한다. 즉, 전력을 공급 받아 충전되는 기기에 전력을 공급해 주는 전력공급장치가 반드시 구성되어야 하는 단점이 있다.
또한, 종래의 무선 충전기술은 환경과 거리에 대한 제한이 있으며, 특히 거리를 늘리기 위해서는 전자파를 강하게 전송하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 이동통신 단말기로 수신되는 무선 주파수(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth)를 재활용하여 전력으로 변환시키고, 변환된 전력을 이용하여 다른 장치의 충전 또는 동작전원으로 사용할 수 있도록 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 있어서, 상기 충전장치는 적어도 하나 이상의 충전 회로부를 구비하고, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전하는 것으로, 상기 충전 회로부는, 이동통신 단말기에 구비된 안테나와 연결되는 안테나 연결부와; 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하는 수신 필터부; 상기 수신 필터부로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환하는 정류 회로부; 상기 정류 회로부를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키는 평활 회로부; 및 상기 평활 회로부로부터 출력되는 DC 전압으로 동작되며, 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 출력하는 신호 증폭부;를 포함하되, 상기 수신 필터부에는 매칭소자들이 포함되어 상기 정류 회로부에 구비된 다이오드의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시키고, 상기 정류 회로부는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 충전 회로부에는, 배터리의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM 회로가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 안테나는, DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 안테나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 평활 회로부에는, 상기 충전 회로부와 연결되는 배터리 간에 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭저항이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점은, 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 있어서, 상기 충전장치는 이동통신 단말기와 연결되는 케이스 내부 또는 젠더(Gender) 내부에 구비되며, 적어도 하나 이상의 충전 회로부가 구비되고, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전하는 것으로, 상기 충전 회로부는, 이동통신 단말기와 연결된 케이스 또는 젠더에 구비된 안테나와 연결되는 안테나 연결부와; 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하는 수신 필터부; 상기 수신 필터부로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환하는 정류 회로부; 상기 정류 회로부를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키는 평활 회로부; 및 상기 평활 회로부로부터 출력되는 DC 전압으로 동작되며, 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 출력하는 신호 증폭부;를 포함하되, 상기 수신 필터부에는 매칭소자들이 포함되어 상기 정류 회로부에 구비된 다이오드의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시키고, 상기 정류 회로부는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 충전 회로부에는, 배터리의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM 회로가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 안테나는, DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 안테나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 평활 회로부에는, 상기 충전 회로부와 연결되는 배터리 간에 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭저항이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은 이동통신 단말기로 수신되는 무선 주파수(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth)등을 전력(DC 전압)으로 변환시키고, 변환된 전력을 이용하여 다른 장치의 충전전원 또는 동작전원으로 사용함으로써, 이동통신 단말기로 수신되는 무선 주파수들인 전파를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 신호 증폭기 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 외관 형상을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 신호 증폭기 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 외관 형상을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 회로 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 신호 증폭기 회로 구성을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치(10)는, 이동 통신망 예를 들어, 3G(CDMA, WCDMA), LTE(Long Term Evolution), 4G(LTE 어드밴스트(Advanced)) 환경에서 동작하는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 이동통신 단말기(100)로 수신되는 각종 전파(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등)를 전력(DC 전압)으로 변환하여 배터리(110) 충전 전압으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.
상기 충전장치(10)는 적어도 하나 이상의 충전 회로부(11, 21, 31, 41, 51, 61,....)를 구비하고, 상기 충전 회로부(11)는 안테나 연결부(12)와, 수신 필터부(13), 정류 회로부(15), 평활 회로부(16), 신호 증폭부(17)를 포함한다. 여기서, 상기 충전장치(10)는 상기 배터리(110)의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM(Protection Circuit Module) 회로(19)가 더 포함될 수 있다.
상기 안테나 연결부(12)는 상기 이동통신 단말기(100) 내부에 구비된 안테나 예를 들어, DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등과 직접 납땜 연결되거나, 별도로 구성된 콘넥타 케이블을 통해 연결된다.
상기 수신 필터부(13)는 상기 안테나 연결부(12)로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하고, 상기 정류 회로부(15)는 상기 수신 필터부(13)로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환한다.
상기 수신 필터부(13)에는 도 2에 도시된 바와 같이 C1, C2, L1, L2, C12, C13 등의 매칭소자들이 포함되어, 상기 정류 회로부(15)에 구비된 다이오드(DIODE1,2,3,4)의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시킨다.
상기 정류 회로부(15)는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드(DIODE1,2,3,4)를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 최대한 줄일 수 있도록 설계한다.
상기 평활 회로부(16)는 상기 정류 회로부(150)를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키며, 상기 신호 증폭부(17)는 상기 평활 회로부(16)로부터 출력되는 DC 전압을 동작 전원으로 사용하여, 상기 안테나 연결부(12)로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 다음 단계로 연결되는 충전 회로부(21, 31, 41, 51, 61,....)의 수신 필터부(13)로 인가된다. 또한, 상기 평활 회로부(16)에는, 상기 충전 회로부(11)와 연결되는 배터리(110) 간에 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭저항(R)이 포함된다.
한편, 상기 신호 증폭부(17)는 상기 평활 회로부(16)로부터 출력되는 DC 전압이 예를 들어, DC 2V 이하로 출력되는 경우, 상기 신호 증폭부(17)의 동작이 불안정할 수 있기 때문에, 상기 이동통신 단말기(100) 내부에 장착된 배터리(110)로부터 초기 동작전원(DC 전압)을 공급 받아 사용할 수도 있다.
이와 같이, 구성된 본 발명은 이동통신 단말기(100) 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿PC 등에 내장되어 있는 안테나(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등)로 수신되어 소멸되는 각종 무선 주파수인 전파들을 배터리를 충전할 수 있는 전력(DC 전압)으로 변환하여 사용함으로써, 이동통신, 위성통신, 방송통신 등에서 사용하고 있는 주파수원을 전력원으로 재활용할 수 있게 된다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 외관 형상을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치의 거치형 외관 형상을 나타낸 도면이다.
우선, 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치(210)는, 예를 들어 NFC(Near Field Communication) 등과 같은 케이스 타입 또는 젠더(Gender) 타입으로 이동통신 단말기(100)와 연결 접속된다.
상기 충전장치(210)는 이동통신 단말기(100)와 연결되는 케이스의 내부 예를 들어, NFC(Near Field Communication) 등과 같은 케이스 또는 젠더(Gender) 내부에 구비되며, 적어도 하나 이상의 도시되지 않은 충전 회로부(21, 31, 41, 51, 61, ...)가 구비되고, 상기 충전 회로부(21, 31, 41, 51, 61, ...)로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리(110)를 충전한다.
상기 충전 회로부(21)의 구성 중에 도 1 내지 도 3에 도시된 구성과 일치하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 충전 회로부(21)는 안테나 연결부(12)와, 수신 필터부(13), 정류 회로부(15), 평활 회로부(16), 신호 증폭부(17)를 포함한다. 여기서, 상기 충전장치(10)는 상기 배터리(110)의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM(Protection Circuit Module) 회로(19)가 더 포함될 수 있다.
상기 안테나 연결부(12)는 상기 이동통신 단말기(100) 내부에 구비된 안테나 예를 들어, DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등의 신호 라인에 핀(Pin) 접속되거나, 별도로 구성된 콘넥타 케이블을 통해 접속된다.
또한, 상기 안테나 연결부(12)는 상기 이동통신 단말기(100) 내부에 구비된 안테나 예를 들어, DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등과 접속하지 않고, 예를 들어, NFC(Near Field Communication) 등과 같은 케이스 내부 또는 젠더(Gender) 내부에 설치된 광대역 안테나(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
이와 같이, 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기를 이용한 충전장치(210)는 이동 통신망 예를 들어, 3G(CDMA, WCDMA), LTE(Long Term Evolution), 4G(LTE 어드밴스트(Advanced)) 환경에서 동작하는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 이동통신 단말기(100)로 수신되는 각종 전파(DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 등)를 전력(DC 전압)으로 변환하여 배터리(110) 충전 전압으로 사용할 수 있게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다
10,210 : 충전장치 11,21 : 충전 회로부
12 : 안테나 연결부 13 : 수신 필터부
15 : 정류 회로부 16 : 평활 회로부
17 : 신호 증폭부
19 : PCM(Protection Circuit Module) 회로
100 : 이동통신 단말기 110 : 배터리
12 : 안테나 연결부 13 : 수신 필터부
15 : 정류 회로부 16 : 평활 회로부
17 : 신호 증폭부
19 : PCM(Protection Circuit Module) 회로
100 : 이동통신 단말기 110 : 배터리
Claims (8)
- 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 있어서,
상기 충전장치는 적어도 하나 이상의 충전 회로부를 구비하고, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전하는 것으로,
상기 충전 회로부는, 이동통신 단말기에 구비된 안테나와 연결되는 안테나 연결부와;
상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하는 수신 필터부;
상기 수신 필터부로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환하는 정류 회로부;
상기 정류 회로부를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키는 평활 회로부; 및
상기 평활 회로부로부터 출력되는 DC 전압으로 동작되며, 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 출력하는 신호 증폭부;를 포함하되,
상기 수신 필터부에는 매칭소자들이 포함되어 상기 정류 회로부에 구비된 다이오드의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시키고, 상기 정류 회로부는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 충전 회로부에는,
배터리의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM 회로가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 안테나는,
DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 안테나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 평활 회로부에는,
상기 충전 회로부와 연결되는 배터리 간에 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭저항이 포함되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 이동통신 단말기를 이용한 충전장치에 있어서,
상기 충전장치는 이동통신 단말기와 연결되는 케이스 내부 또는 젠더(Gender) 내부에 구비되며, 적어도 하나 이상의 충전 회로부가 구비되고, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 DC 전압을 이용하여 배터리를 충전하는 것으로,
상기 충전 회로부는, 이동통신 단말기와 연결된 케이스 또는 젠더에 구비된 광대역 안테나와 연결되는 안테나 연결부와;
상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 분기하여 필터링하는 수신 필터부;
상기 수신 필터부로부터 출력되는 전파를 전파정류를 통해 DC 에너지로 변환하는 정류 회로부;
상기 정류 회로부를 통해 변환된 DC 에너지에 포함된 리플과 AC 성분을 DC 전압으로 평활시키는 평활 회로부; 및
상기 평활 회로부로부터 출력되는 DC 전압으로 동작되며, 상기 안테나 연결부로부터 출력되는 각종 전파를 증폭하고, 증폭된 각종 전파를 출력하는 신호 증폭부;를 포함하되,
상기 수신 필터부에는 매칭소자들이 포함되어 상기 정류 회로부에 구비된 다이오드의 비선형성에 의해 되돌아오는 전파를 차단시키고, 상기 정류 회로부는 순방향 전압(Forward Voltage)이 0.5V 이하인 다이오드를 사용하여 DC 에너지로 변환하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 충전 회로부에는,
배터리의 과충전과 과방전을 방지하는 PCM 회로가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 안테나는,
DMB, GPS, CDMA, WCDMA, WiBro, WiFi, blutetooth 안테나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치
- 제 7 항에 있어서,
상기 평활 회로부에는, 상기 충전 회로부와 연결되는 배터리 간에 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭저항이 포함되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 충전장치.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120051877A KR101191288B1 (ko) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | 이동통신 단말기를 이용한 충전장치 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020120051877A KR101191288B1 (ko) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | 이동통신 단말기를 이용한 충전장치 |
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-
2012
- 2012-05-16 KR KR1020120051877A patent/KR101191288B1/ko not_active IP Right Cessation
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