KR101233785B1 - Adc power supply system - Google Patents

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KR101233785B1 KR1020120089039A KR20120089039A KR101233785B1 KR 101233785 B1 KR101233785 B1 KR 101233785B1 KR 1020120089039 A KR1020120089039 A KR 1020120089039A KR 20120089039 A KR20120089039 A KR 20120089039A KR 101233785 B1 KR101233785 B1 KR 101233785B1
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Abstract

PURPOSE: An AC and DC power supply device is provided to use existing electrical wiring, thereby stably supplying AC and DC at the same time. CONSTITUTION: One terminal of a capacitor(C1) is connected to a neutral wire(L2). The other terminal of the capacitor is connected to a conversion neutral wire(L2-1). One terminal of a second switch(SW2) is connected to the conversion neutral wire. A positive terminal of a charge battery(120) is connected to the other terminal of the second switch. A negative terminal of the charge battery is connected to a grounding wire(L3). A switching mode power supply(SMPS)(110) converts power applied to a hot wire into DC voltage. [Reference numerals] (AA) ADC power supply device; (BB) Outside; (CC) Inside

Description

교류 및 직류 전원공급장치 {ADC Power Supply system} AC and DC Power Supply {ADC Power Supply system}

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 핫 와이어(Hot Wire), 뉴트럴 와이어(Neutral Wire) 및 접지 와이어(GND Wire)가 연결된 3구 콘센트에 적합하며, 외부에서 인가되는 상용전원을 일정한 전압 준위를 가지는 AC 및 DC 전압으로 변환하여 추가 배선없이 내부로 전달하는 교류 및 직류 전원공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply device, and particularly suitable for a three-prong outlet connected to a hot wire, a neutral wire, and a ground wire, and a commercial voltage applied from the outside to a constant voltage level. The present invention relates to an AC and a DC power supply which converts into AC and DC voltages and transfers them to the inside without additional wiring.

전기는 안전하며 사용하기에 편하지만, 인구의 증가, 전기 및 전자제품의 급증으로 인해 사용량이 폭발적으로 증가함에 따라 공급이 부족하게 되어 정전 및 단전이 빈번하게 발생한다. 전력을 생산하는 효과적인 방식 중 하나인 화력발전은 석탄 및 원유 매장량의 감소에 따라 전력을 증가하는데 문제가 있고, 다른 방식인 핵 발전은 안전문제가 있어 전력생산을 증가하는데 모두 적합하지 않다. 최근에는 태양열, 풍력 및 지열 등을 이용한 전력 생산이 증가하고 있지만, 생산설비의 비용에 비해 전력 생산률은 화력발전과 핵발전에 비해 미미한 정도이다. Electricity is safe and easy to use, but with the explosive increase in usage due to population growth and the surge in electrical and electronic products, power supply shortages often lead to power outages and blackouts. Thermal power generation, one of the most effective ways to generate electricity, has a problem with increasing power as coal and crude oil reserves decrease, while nuclear power generation, which is another way of safety, is not suitable for increasing power generation. In recent years, power generation using solar, wind, and geothermal power has increased, but the power production rate is insignificant compared to thermal power generation and nuclear power generation compared to the cost of production facilities.

따라서, 전력 생산의 증가도 필요하지만 에너지 절약도 병행되어야 한다는 취지로, 효율이 높은 전열기구 등이 개발되었다. 특히 조명기구에 있어서 종래의 형광등이나 백열등에 비해 에너지 효율이 좋은 LED(Light Emitting Diode)의 사용이 권장되고 있는데, LED는 턴 온 되었을 때 열이 많이 발생하며 공급되는 전압의 준위의 변동이 일정한 범위 내에 있어야 한다는 단점이 있다. Therefore, in order to increase electric power production, but also to save energy, an efficient heating apparatus and the like have been developed. In particular, the use of LEDs (Light Emitting Diodes), which are more energy efficient than conventional fluorescent lamps or incandescent lamps, is recommended for lighting fixtures. LEDs generate a lot of heat when turned on, and fluctuations in the level of the supplied voltage are constant. The disadvantage is that it must be within.

일반적으로 상용전원은 전압준위가 높은 전력을 공급하는 핫 와이어(+), 핫 와이어(+)에 비해 상대적으로 낮은 전력을 공급하는 뉴트럴 와이어(-) 및 감전 또는 누전에 대한 인명피해를 막기 위한 접지 와이어(GND)에 각각 공급된다. 참고로접지 와이어(GND)는 배전 상자(Switch Box)에서 뉴트럴 와이어(-)와 연결되어 있으며, 외부에서는 지표에 접지되어 있다. 콘센트에 있어서, 북미나 유럽의 경우에는 핫 와이어, 뉴트럴 와이어 및 접지 와이어가 구별되는 구조 즉 플러그와 연결되는 구멍이 3개인 구조를 가지는 반면에, 대한민국이나 일본의 경우에는 뉴트럴 와이어와 접지 와이어를 연결하거나 접지와이어를 연결하지 않고 사용하고 있다. In general, a commercial power supply is a hot wire (+) that supplies a high voltage level, a neutral wire (-) that provides a relatively low power compared to a hot wire (+), and a ground to prevent human injury from electric shock or leakage. It is supplied to the wire GND, respectively. For reference, the ground wire (GND) is connected to the neutral wire (-) in the switch box, and is grounded to the ground from the outside. In the case of a receptacle, in North America or Europe, a hot wire, a neutral wire, and a ground wire are distinguished, that is, a structure having three holes connected to a plug, while in Korea and Japan, a neutral wire and a ground wire are connected. Or the ground wire is not connected.

대한민국의 경우, 콘센트에 접지 와이어 단자가 나와 있어도 사용하지 않는 경우가 많으나 최근에 건축한 건축물에는 접지 와이어를 사용하고 있고, 일본의 경우에는 콘센트에 접지 와이어가 없는 구멍이 두 개인 구조를 가진다. 현재 각국에서 사용하고 있는 상용전원으로는 AC만 공급되기 때문에, DC 전원이 필요한 전기 및 전자제품의 경우 이를 필요한 전압준위를 가지는 DC 전압원으로 변환시키는 어댑터를 통해 전원을 공급받거나, 자체에 전력변환장치를 구비하여야 하는 불편이 있다.
In Korea, even if the outlet has a ground wire terminal, it is often not used, but recently constructed buildings use a ground wire, and in Japan, the outlet has two holes without a ground wire. Currently, only AC is supplied to commercial power used in each country, so in the case of electric and electronic products requiring DC power, the power is supplied through an adapter that converts it into a DC voltage source having the required voltage level, or a power converter itself. There is an inconvenience to be provided.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 핫 와이어, 뉴트럴 와이어 및 접지 와이어로 공급되는 사용전원을 일정한 전압 준위를 가지는 AC 및 DC 전압으로 변환하여 핫 와이어, 변환 뉴트럴 와이어 및 접지 와이어로 전달하는 교류 및 직류 전원공급장치를 제공하는 것에 있다.
Technical problem to be solved by the present invention, AC and DC converting the power supply used to the hot wire, the neutral wire and the ground wire with a constant voltage level to transfer to the hot wire, the conversion neutral wire and the ground wire and It is to provide a DC power supply.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치는, 핫 와이어, 뉴트럴 와이어 및 접지 와이어로 통해 인가되는 상용전원을 상기 핫 와이어와 상기 뉴트럴 와이어 사이에 AC 전원을 공급하며, 접지 와이어를 연결 한다. 상기 인가된 전원에, 커패시터, 제1스위치, 제2스위치, 배터리 및 SMPS를 포함한다. 상기 커패시터는 일 단자가 상기 뉴트럴 와이어에 연결되고 다른 일 단자가 상기 변환 뉴트럴 와이어와 연결된다. 상기 제1스위치는 커패시터 양단에 연결 한다. 제2스위치는 일단자가 상기 변환 뉴트럴 와이어와 연결된다. 상기 배터리는 포지티브 단자가 상기 제2스위치의 다른 일 단자와 연결되고, 네거티브 단자가 상기 접지 와이어에 연결된다. 상기 SMPS는 상기 홧 와이어와 뉴트럴 와이어에서 인가되는 AC 전원을 일정한 전압준위를 가지는 DC 전원으로 변환한 후 상기 제2스위치 및 상기 충전용 배터리의 공통단자와, 상기 변환 뉴트럴 와이어에 인가되는 DC 전원용 배터리 내가티브 단자 및 접지 와이어에 연결 한다.
AC and DC power supply device according to the present invention for achieving the above technical problem, the commercial power applied through the hot wire, neutral wire and ground wire to supply AC power between the hot wire and the neutral wire, the ground Connect the wire. The applied power source includes a capacitor, a first switch, a second switch, a battery, and an SMPS. The capacitor has one terminal connected to the neutral wire and the other terminal connected to the conversion neutral wire. The first switch is connected across the capacitor. One end of the second switch is connected to the conversion neutral wire. The battery has a positive terminal connected to the other terminal of the second switch and a negative terminal connected to the ground wire. The SMPS is a common terminal of the second switch and the rechargeable battery and the DC power battery applied to the conversion neutral wire after converting the AC power applied from the wire and the neutral wire to a DC power having a constant voltage level Connect to the negative terminal and ground wire.

본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치는 기존의 전기배선을 그대로 사용하면서도, AC와 DC를 동시에 안정되게 공급할 수 있는 장점이 있으며, 정전시 조명은 물론 인터넷 및 컴퓨터도 사용할 수 있는 장점이 있다.AC and DC power supply device according to the present invention has the advantage that can be stably supplying AC and DC at the same time, while using the existing electrical wiring as it is, there is an advantage that can be used in the Internet and computers as well as lighting during power outages.

도 1은 본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 실제 사용예이다. 1 is a circuit diagram of an AC and DC power supply according to the present invention.
2 is a practical use example of the AC and DC power supply apparatus according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

전원장치에는 크게 리니어(linear) 방식과 스위칭(switching) 방식의 2가지로 구분할 수 있다. There are two main types of power supplies: linear and switching.

리니어 방식은 60 Hz용 트랜스를 사용하여 감압(down)시키고, 다운된 전압을 정류회로 및 평활회로를 통과시켜 필요한 전원을 얻는 것이며, 필요에 따라 정전압 회로가 더 추가된다. 리니어 방식의 경우 주파수가 낮기 때문에 트랜스의 크기가 커지고 콘덴서 용량도 높게 되는 단점이 있다. In the linear method, a 60 Hz transformer is used to reduce pressure, and the down voltage is passed through a rectifying circuit and a smoothing circuit to obtain a required power supply, and a constant voltage circuit is further added as necessary. In the case of the linear method, since the frequency is low, the size of the transformer is increased and the capacitor capacity is also high.

SMPS(Switching Mode Power Supply)라고도 하는 스위칭 방식은, 교류를 일단 직류로 변환하고, 변환된 직류를 다시 수십 KHz 고주파 교류로 변환한 다음, 변환된 교류를 페라이트 트랜스와 같은 고주파 트랜스를 이용해 전압을 강압시킨 후 정류 및 평활단계를 거쳐 필요한 전원을 얻는 방식이다. 스위칭 방식은 트랜스나 콘덴서 용량이 작아도 되기 때문에 일반적으로 리니어 방식보다 효율적이 좋다. 다만 주변부품이 복잡하고 스위칭시킬때 발생하는 노이즈가 생기지만, 리니어 방식에 비해 효율이 좋기 때문에, TV, PC, 노트북에 사용되는 대형 충전지 뿐만 아니라 휴대폰에 사용되는 소형 충전지에도 SMPS 전원장치가 채택된다. Switching mode, also known as Switching Mode Power Supply (SMPS), converts alternating current into direct current, converts the converted direct current back into tens of KHz high frequency alternating current, and then converts the converted alternating current using a high frequency transformer such as a ferrite transformer. After rectifying and smoothing, it is a way to obtain the required power. The switching method is generally more efficient than the linear method since the transformer or capacitor capacity may be small. However, because the peripheral parts are complicated and noise is generated when switching, but the efficiency is higher than that of the linear method, SMPS power supply is adopted not only for the large rechargeable battery used for TV, PC, notebook, but also for the small rechargeable battery used for mobile phone. .

본 발명에서는 상기 SMPS와 배터리를 이용하여 AC 형태의 상용전원을 필요한 전압준위를 가지는 AC 전원뿐만 아니라, DC 전원도 동시에 생성할 수 있는 전원공급장치를 제공한다.
The present invention provides a power supply that can generate not only an AC power source having a necessary voltage level but also a DC power source using a SMPS and a battery.

도 1은 본 발명에 따른 전원공급장치의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a power supply according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전원공급장치(100)는, 커패시터(C1), 제1스위치(SW1), 제2스위치(SW2), 충전용 배터리(120) 및 SMPS(110)를 포함하며, 핫 와이어(L1), 뉴트럴 와이어(L2) 및 접지 와이어(L3)로 통해 인가되는 상용전원을 변환하여 상기 핫 와이어(L1)와 상기 뉴트럴 와이어(L2) 사이 및 상기 핫 와이어(L1)와 상기 접지 와이어 사이(L3)에는 AC 전원을 공급하고 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)와 상기 접지 와이어(L3) 사이에는 DC 전원을 공급하는 기능을 수행한다. Referring to FIG. 1, the power supply device 100 according to the present invention includes a capacitor C1, a first switch SW1, a second switch SW2, a rechargeable battery 120, and an SMPS 110. And converts the commercial power applied through the hot wire L1, the neutral wire L2, and the ground wire L3, between the hot wire L1 and the neutral wire L2, and between the hot wire L1 and the hot wire L1. AC power is supplied between the ground wires (L3) and DC power is supplied between the conversion neutral wire (L2-1) and the ground wire (L3).

커패시터(C1)는 일 단자가 뉴트럴 와이어(L2)에 연결되고 다른 일 단자가 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)에 연결된다. 제1스위치(SW1)는 커패시터(C1)와 병렬로 연결된다. 제2스위치(SW2)는 일 단자가 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)와 연결된다. 충전용 배터리(120)는 포지티브 단자(+)가 제2스위치(SW2)의 다른 일 단자와 연결되고 네거티브 단자(-)가 접지 와이어(L3)에 연결된다. SMPS(110)는 핫 와이어(L1)에 인가되는 전원을 일정한 전압준위를 가지는 DC 전원으로 변환한 후 제2스위치(SW2) 및 충전용 배터리(120)의 공통단자와, 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)에 인가되는 DC 전원 네거티브 단자 및 접지 와이어에 연결 한다. The capacitor C1 has one terminal connected to the neutral wire L2 and the other terminal connected to the conversion neutral wire L2-1. The first switch SW1 is connected in parallel with the capacitor C1. One terminal of the second switch SW2 is connected to the conversion neutral wire L2-1. The rechargeable battery 120 has a positive terminal (+) connected to the other terminal of the second switch SW2 and a negative terminal (−) connected to the ground wire L3. The SMPS 110 converts the power applied to the hot wire L1 into a DC power source having a constant voltage level, and then the common terminal of the second switch SW2 and the rechargeable battery 120 and the conversion neutral wire L2-. Connect to DC terminal negative terminal and ground wire applied to 1).

커패시터 (C1)는 뉴트럴 와이어 (L2)로 인가되는 AC 전원은 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)으로 통과하지만, 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)에 인가된 DC 전원은 뉴트럴 와이어 (L2)로 흐르지 못하게 차단한다. The capacitor C1 passes the AC power applied to the neutral wire L2 through the conversion neutral wire L2-1, but the DC power applied to the conversion neutral wire L2-1 does not flow to the neutral wire L2. Block it.

여기서 충전용 배터리(120)의 전압준위는 사용되는 장소에 따라 결정하면 되는데, 예를 들면 12V용 또는 24V용 인 것이 바람직하다. 충전용 배터리(120)의 사용용량을 증가시키기 위해서는 충전용 배터리를 필요한 수 만큼 병렬로 연결하여 사용하면 된다. In this case, the voltage level of the rechargeable battery 120 may be determined depending on the used location. For example, the voltage of the rechargeable battery 120 may be 12V or 24V. In order to increase the usage capacity of the rechargeable battery 120, the rechargeable batteries may be connected in parallel as necessary.

충전용 배터리(120)는 상용전원이 인가되고 있는 동안에는 전기에너지를 저장하고 있다가, 정전시 충전된 에너지를 연결된 가전제품에 공급한다. The rechargeable battery 120 stores electric energy while commercial power is being applied, and supplies the charged energy to a connected home appliance during a power failure.

도 1에 도시된 전원공급장치(100)의 왼쪽은 상용전원(AC INPUT)이 공급되는 옥외를 의미하고, 오른쪽은 사용전원(AC INPUT)을 변환하여 핫 와이어 (L1)과 뉴트럴 와이어 (L2) 사이에 AC 전원을 공급 하며, 접지 와이어 (L3)를 연결하여 전원이 공급되고 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)와 접지 와이어 사이에는 DC 전원이 공급되는 옥내가 될 것 이다. The left side of the power supply device 100 shown in FIG. 1 means an outdoor where commercial power (AC INPUT) is supplied, and the right side converts a used power source (AC INPUT) to the hot wire L1 and the neutral wire L2. AC power is supplied between them, and the ground wire (L3) is connected to the power supply, and between the conversion neutral wire (L2-1) and the ground wire will be a DC power supply indoors.

제1스위치(SW1)는 충전용 배터리(120)를 교환하거나 점검 시, 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)로부터 전원을 공급 받는 LED 램프를 보호하기 위한 것으로, 이 경우에는 턴 온 되어 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)가 전지 와이어(L3)와 연결되도록 한다.
The first switch SW1 is to protect the LED lamp which is supplied with power from the conversion neutral wire L2-1 when replacing or inspecting the rechargeable battery 120. In this case, the first switch SW1 is turned on so that the conversion neutral wire ( L2-1) is connected to the battery wire L3.

도 2는 본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 실제 사용예이다. 2 is a practical use example of the AC and DC power supply apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 교류 및 직류 전원공급장치(100)의 출력단에 연결된 3개의 와이어(L1, L2-1, L3)에는 파워 부스터(210) 및 ADC Light Module(220)이 연결되어 있다. 교류 및 직류 전원공급장치(100)와 먼 거리 떨어져 있는 콘센트(230)에 DC 전력을 전송하기 위해서 파워 부스터(210)를 사용하며, AC 용 램프(240)의 스위치(250)와 LED(260)의 밝기를 조절하기 위해서는 ADC Light Module(220)을 사용하는 것이 바람직하다.
2, the power booster 210 and the ADC Light Module 220 are connected to the three wires (L1, L2-1, L3) connected to the output terminal of the AC and DC power supply 100 according to the present invention It is. The power booster 210 is used to transmit DC power to the outlet 230 which is far from the AC and DC power supply 100, and the switch 250 and the LED 260 of the AC lamp 240 are used. In order to adjust the brightness of the ADC It is preferable to use the ADC Light Module 220.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

100: 전원공급장치 110: SMPS
120: 충전용 배터리 210: 파워 부스터
220: ADC Light Module 100: power supply 110: SMPS
120: rechargeable battery 210: power booster
220: ADC Light Module

Claims (4)

핫 와이어, 뉴트럴 와이어 및 접지 와이어로 통해 인가되는 상용전원을 변환하여 상기 핫 와이어와 상기 뉴트럴 와이어 사이 및 상기 핫 와이어와 상기 접지 와이어 사이에는 AC 전원을 공급하고 변환 뉴트럴 와이어와 상기 접지 와이어 사이에는 DC 전원을 공급하는 전원공급장치에 있어서,
일 단자가 상기 뉴트럴 와이어에 연결되고 다른 일 단자가 상기 변환 뉴트럴 와이어에 연결된 커패시터;
일 단자가 상기 변환 뉴트럴 와이어와 연결된 제2스위치;
포지티브 단자가 상기 제2스위치의 다른 일 단자와 연결되고 네거티브 단자가 상기 접지 와이어에 연결된 충전용 배터리; 및
상기 핫 와이어에 인가되는 전원을 일정한 전압준위를 가지는 DC 전압으로 변환한 후 상기 제2스위치 및 상기 충전용 배터리의 공통단자와, 상기 변환 뉴트럴 와이어에 인가되는 DC 전원의 배터리 네가티브 단자에 접지 와이어와 같이 연결하는 SMPS;를
포함하는 것을 특징으로 하는 교류 및 직류 전원공급장치. By converting the commercial power applied through the hot wire, the neutral wire and the ground wire, AC power is supplied between the hot wire and the neutral wire and between the hot wire and the ground wire, and DC between the conversion neutral wire and the ground wire. In the power supply for supplying power,
A capacitor having one terminal connected to the neutral wire and the other terminal connected to the conversion neutral wire;
A second switch having one terminal connected to the conversion neutral wire;
A rechargeable battery having a positive terminal connected to the other terminal of the second switch and a negative terminal connected to the ground wire; And
After converting the power applied to the hot wire into a DC voltage having a constant voltage level and the common terminal of the second switch and the rechargeable battery, the ground wire and the battery negative terminal of the DC power applied to the conversion neutral wire and Connecting SMPS;
AC and DC power supply comprising a. 제1항에 있어서, 상기 충전용 배터리는,
12V용 또는 24V용 인 것을 특징으로 하는 교류 및 직류 전원공급장치. The method of claim 1, wherein the rechargeable battery,
AC and DC power supply, characterized in that for 12V or 24V. 제2항에 있어서, 상기 충전용 배터리는,
적어도 2개의 충전용 배터리가 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 교류 및 직류 전원공급장치.The method of claim 2, wherein the rechargeable battery,
AC and DC power supply, characterized in that at least two rechargeable batteries are connected in series or in parallel. 제1항에 있어서,
상기 커패시터와 병렬로 연결된 제1스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 및 직류 전원공급장치.

The method of claim 1,
AC and DC power supply further comprises a first switch connected in parallel with the capacitor.

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