KR19990038991U - 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치에 관한 것으로, 특히 밧데리의 출력전압과 직류-직류 변환기(DC-DC converter)의 동작 여부를 결정하기 위해 설정된 스위칭 기준전압을 비교하여, 밧데리의 출력전압이 높을 경우에는 직류-직류 변환기를 오프(off)시켜 밧데리의 출력 전압을 직류-직류 변환기를 통하지 않고 휴대폰의 해당 블록에 공급함으로써, 직류-직류 변환기의 전류 소모량을 감소시켜 전력 손실을 방지해주고, 직류-직류 변환기를 통해 승압된 전압보다 높은 입력전압에서 발생되는 코일(coil)의 가청 주파수 잡음을 제거해주는 휴대폰의 절전 장치에 관한 것이다.
Description
본 고안은 이동통신 시스템 휴대폰의 절전 장치에 관한 것으로, 특히 밧데리의 출력전압이 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 통한 전압보다 높을 경우에는 직류-직류 변환기를 오프(off)시켜 밧데리의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록에 공급함으로써 직류-직류 변환기의 동작에 의한 전력 손실을 방지해주는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 코드분할 다중접속 시스템이나 개인 휴대 통신 시스템 등 이동통신 시스템의 휴대폰은, 이동하는 동안에는 장착된 밧데리를 통해 필요한 전원을 공급받게 되는데, 1셀(cell) 리튬-이온(Li-ion) 밧데리를 사용하는 휴대폰의 경우 휴대폰내의 각 블록에 사용되는 전원을 공급하는 전원부 회로용 직류-직류 변환기를 1개 내지 2개 사용하고 있다.
2개의 직류-직류 변환기를 사용하는 휴대폰의 경우, 1개의 직류-직류 변환기는 보통 고주파 전력 증폭부의 전원 공급용으로 사용되고, 나머지 1개의 직류-직류 변환기는 논리 블록과 그 외 주변 회로의 전원 공급용으로 사용된다. 그리고 직류-직류 변환기는 보통 80-90%의 효율을 나타내며, 휴대폰 사용의 스탠바이(stand by) 때와 같은 낮은 부하가 걸렸을 경우의 효율은 더 낮다.
이러한 휴대폰에 장착된 밧데리는 통상 사용 시간에 비례하여 소모되는데, 때로는 불필요한 전원의 소모에 의해 그 사용 시간이 단축되는 경우가 종종 있으며, 이러한 불필요한 전원의 소모를 방지하게 되면 사용 시간을 최대한 효율적으로 이용할 수 있다.
도 1은 이동통신 시스템 휴대폰에 내장된 전원공급장치의 회로도이다.
도시된 바와 같이, 휴대폰에 장착되어 전원을 공급해주는 밧데리(1)와; 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압을 소정의 레벨로 승압시켜 출력하는 직류-직류 변환기(10)와; 상기 직류-직류 변환기(10)에서 승압된 전압을 축적하는 인덕터(L1)와; 상기 인덕터(L1)에 축적된 전류의 역류를 방지하는 다이오드(D1)와; 상기 다이오드(D1)를 통한 전압을 축적하여 이동통신 시스템 휴대폰내 해당 블록으로 전원을 제공하는 커패시터(C2)로 구성되었다.
상기에서 직류-직류 변환기(10)는, 상기 커패시터(C2)에 축적된 전압을 설정된 기준 전압과 비교하여 이 비교 결과에 따라 승압 제어 신호를 발생하는 제1 증폭기(11)와; 상기 제1 증폭기(11)에서 발생된 신호에 따라 동작하여 소정 레벨의 전압을 유지시키는 타이머(12)와; 상기 타이머(12)의 출력전압을 순차적으로 증폭시키는 제1 및 제2 트랜지스터(TR1)(TR2)와; 직류-직류 변환기(10) 내부에 과다한 전류가 흐르는 것을 방지해주는 제2 증폭기(14)와; 직류-직류 변환기(10)의 1번핀으로 입력되는 전압을 설정된 전압과 비교하여 비교 결과를 해당 전압으로 발생하는 제3 증폭기(15)로 구성되었다.
이와 같이 구성된 일반적인 이동통신 시스템 휴대폰에 내장된 전원 공급 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 커패시터(C2)에 축적된 전압이 분압 저항(R3)(R4)에 의해 분압되어 직류-직류 변환기(10)내 제1 증폭기(11)의 반전 단자(-)에 입력되면, 제1 증폭기(11)는 비반전 단자(+)에 입력되는 1.24V의 기준전압과 비교한다. 이 비교 결과 커패시터(C2)로부터의 전압이 더 크면, 이동통신 시스템 휴대폰에 장착된 밧데리(1)의 전압이 직류-직류 변환기(10)에서 승압되어 출력되는 전압보다 크다고 판단하여 제1 증폭기(11)는, 승압 제어 신호를 인액티브로 발생하게 되고, 이에 타이머(12)는 동작하지 않게 된다.
그리하여 인덕터(L1)는 밧데리(1)의 출력 전압을 축적하여 다이오드(D1)를 통해 커패시터(C2)로 전달한다. 그러면 커패시터(C2)는 다이오드(D1)를 통한 밧데리(1)로부터의 전압을 축적하여 휴대폰내 해당 블록으로 공급하게 된다. 이때 직류-직류 변환기(10)는 밧데리(1)의 전압을 소정의 레벨로 승압시켜 출력하지 않지만 전류를 소모한다.
이러한 일반적인 휴대폰의 전원 공급 장치에서 밧데리(1)는 2.7V에서 4.2V의 전압을 방전하며, 직류-직류 변환기(10)는 밧데리(1)로부터의 전압을 승압하여 1.24*(1 + R3/R4)의 출력 전압으로, 보통 3.6V의 전압을 휴대폰내 해당 블록으로 공급한다.
이후 밧데리(1)가 많이 소모되어, 제1 증폭기(11)의 비반전단자(-)로 입력되는 전압이 기준 전압인 1.24V보다 작으면, 제1 증폭기(11)는 승압 제어 신호를 액티브로 발생한다. 그리하여 타이머(12)는 제1 증폭기(11)의 제어에 따라 6㎲ 동안 온(ON) 상태로, 1.5㎲ 동안 오프(OFF) 상태로 반복 동작하여 1.24V의 전압을 유지시켜 발생한다.
그리하여 제1 및 제2 트랜지스터(TR1)(TR2)는 타이머(12)로부터의 전압을 증폭시켜 출력하며, 이때 인덕터(L1)는 타이머(12)의 온(ON) 동작시 직류-직류 변환기(10)로부터의 전압을 축적하며, 타이머(12)의 오프(OFF) 동작시 방전한다. 그리고 커패시터(C2)는 인덕터(L1)가 방전하는 동안 이 전류를 충전한다. 그리하여 커패시터(L1)에 충전된 3.6 V의 전압은 휴대폰의 해당 블록으로 공급되는 것이다.
이와 같은 동작으로 일반적인 이동통신 시스템 휴대폰의 전원 공급 장치는 직류-직류 변환기에서 소정의 레벨로 승압되어 출력되는 전압보다 큰 밧데리 전압이 직류-직류 변환기로 입력될 경우에도, 직류-직류 변환기는 전류를 소모함으로써 휴대폰의 밧데리 사용 시간을 단축시키는 단점이 있었다.
그리고 직류-직류 변환기의 출력전압보다 큰 입력 전압에서 코일(coil)의 가청 주파수 잡음을 발생시키는 문제점도 있었다.
본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 밧데리의 출력전압이 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 통한 전압보다 높을 경우에는 직류-직류 변환기를 오프(off)시키고 밧데리의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록에 공급함으로써 직류-직류 변환기의 전류 소모량을 감소시켜 전력 손실을 방지해주는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,
휴대폰에 장착된 밧데리로부터의 전압과 설정된 스위칭 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 직류-직류 변환기와 제1 전원 출력부 및 제2 전원 출력부의 동작을 선택적으로 제어하며, 상기 밧데리로부터의 전압을 소정의 레벨로 승압시켜 출력하는 직류-직류 변환기와; 상기 직류-직류 변환기의 제어에 따라 직류-직류 변환기의 동작 및 상기 제1 전원 출력부의 동작을 제어하는 스위칭 제어부와; 상기 스위칭 제어부의 제어 신호에 따라 제어되어 상기 직류-직류 변환기에서 승압된 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 공급하는 제1 전원 출력부와; 상기 직류-직류 변환기에서 밧데리 전압 비교 결과를 출력하는 신호에 따라 제어되어 상기 밧데리로부터의 출력 전압을 입력받아 휴대폰의 해당 블록으로 전원 공급하는 제2 전원출력부로 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
이러한 본 고안 "밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치"는, 특히 밧데리의 출력전압이 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 통한 전압보다 높을 경우에는 직류-직류 변환기를 오프(off)시켜 밧데리의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록에 공급함으로써 직류-직류 변환기의 전류 소모량을 감소시켜 전력 손실을 방지해주는 효과가 있는 것이다.
도 1 은 일반적인 이동통신 시스템 휴대폰에 내장된 전원공급장치의 회로도,
도 2 는 도1의 직류-직류 변환기의 상세 회로도,
도 3 은 본 고안에 의한 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치의 회로도,
도 4 는 도3의 직류-직류 변환기의 상세 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1:밧데리 20:직류-직류 변환기
30:스위칭 제어부 40:제1 전원 출력부
50:제2 전원 출력부
이하, 상기와 같은 본 고안 "밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치"의 기술적 사상에 따른 일 실시예의 구성 및 동작을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
<실시예>
먼저, 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치의 실시예 구성은 도3에 도시된 바와 같이, 휴대폰에 장착되어 전원을 공급하는 밧데리(1)와; 상기 밧데리(1)로부터의 전압과 설정된 스위칭 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 직류-직류 변환기(20)와 제1 전원 출력부(40) 및 제2 전원 출력부(50)의 동작을 선택적으로 제어하여, 이 제어 결과에 따라 상기 밧데리(1)로부터의 전압을 소정의 레벨로 승압시켜 출력하는 직류-직류 변환기(20)와; 상기 직류-직류 변환기(20)의 제어에 따라 직류-직류 변환기(20)의 동작 및 상기 제1 전원 출력부(40)의 동작을 제어하는 스위칭 제어부(30)와; 상기 스위칭 제어부(30)의 제어 신호에 따라 제어되어 상기 직류-직류 변환기(20)에서 승압된 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 공급하는 제1 전원 출력부(40)와; 상기 직류-직류 변환기(20)에서 밧데리 전압 비교 결과를 출력하는 신호에 따라 제어되어 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압을 입력받아 휴대폰의 해당 블록으로 전원 공급하는 제2 전원출력부(50)로 구성된다.
상기에서 직류-직류 변환기(20)는, 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압과 스위칭 결정 기준 전압을 비교하고 이 비교 결과 신호에 따라 직류-직류 변환기(20)의 셔트다운 동작을 제어하고, 비교 결과 신호에 따라 상기 제2 전원 출력부(50)를 제어하는 제1 증폭기(21)와, 직류-직류 변환기(20)를 통한 전압을 설정된 기준 전압과 비교하여 승압 제어신호를 발생하는 제2 증폭기(22)와, 상기 제2 증폭기(22)에서 발생된 신호에 따라 동작하여 소정 레벨의 전압을 유지시키는 타이머(23)와, 상기 타이머(23)의 출력 전압을 순차적으로 증폭시키는 제1 및 제2 트랜지스터(TR21)(TR22)와, 직류-직류 변환기(20) 내부에 과다한 전류가 흐르는 것을 방지해주는 제3 증폭기(25)로 구성된다.
상기 스위칭제어부(30)는, 상기 직류-직류 변환기(20)에서 출력되는 밧데리 출력 전압과 스위칭 기준 전압과의 비교 결과 신호를 입력받아 위상 반전시켜 상기 직류-직류 변환기(20)의 동작을 제어하는 위상 반전 소자(31)로 구성된다.
상기 제1 전원 출력부(40)는, 상기 스위칭 제어부(30)의 출력 신호에 따라 동작이 제어되는 제1 트랜지스터(TR1)와, 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 제어에 따라 동작이 제어되어 상기 직류-직류 변환기(20)를 통한 신호를 휴대폰의 해당 블록으로 공급하는 제2 트랜지스터(TR2)로 구성된다.
또한 제2 전원 출력부(50)는, 상기 직류-직류 변환기(20)에서 출력되는 밧데리 출력 전압과 스위칭 기준 전압과의 비교 결과 신호에 따라 동작이 제어되는 제1 트랜지스터(TR3)와; 상기 제1 트랜지스터(TR3)의 제어에 따라 동작이 제어되어 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 제공하는 제2 트랜지스터(TR4)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 고안에 의한 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 휴대폰에 내장된 밧데리(1)로부터 출력되는 전압은 분압 저항(R11)(R12)에 의해 분압되어 직류-직류 변환기(20)에 전달된다. 그러면 직류-직류 변환기(20)내 제1 증폭기(21)는 스위칭 기준 전압인 1.17V와 밧데리(1)로부터 출력되어 분압된 저항을 비교한다.(여기서 휴대폰에 내장된 밧데리(1)는 2.7V와 4.2V 사이의 전압을 방전한다.)
이때 밧데리(1)로부터 출력되는 전압이 더 크므로 제1 증폭기(21)는 제2 전원 출력부(50)와 스위칭 제어부(30)로 하이 신호를 각각 전달한다. 그러면 스위칭 제어부(30)는 이 하이신호를 위상 반전시켜 직류-직류 변환기(20)의 7번핀의 셔트다운(SHDN) 핀으로 전달함과 동시에 제1 전원 출력부(40)로 전달한다. 직류-직류 변환기(20)는 스위칭 제어부(30)내 위상반전소자(31)로부터 전달된 셔트다운(shut-down) 액티브 신호에 의해 셔트 다운되어 오프되고, 제1 전원 출력부(40)내 제1 트랜지스터(TR1)가 턴오프되어 제1 전원 출력부(40)도 오프된다. 이와 동시에 제2 전원 출력부(50)는 직류-직류 변환기(20)내 제1 증폭기(21)로부터 전달된 하이신호에 의해 제1 트랜지스터(TR3)가 턴온되어 제2 트랜지스터(TR4)도 턴온된다. 그리하여 밧데리(1)로부터의 출력전압이 제2 전원 출력부(50)의 제2 트랜지스터(TR4)를 통해 3.6V의 전압으로 휴대폰의 해당 블록에 공급된다. 이러한 동작으로 스위칭 기준 전압인 1.17V보다 밧데리(1)로부터의 출력전압이 높을 경우 직류-직류 변환기(20)가 오프되어 밧데리(1)로부터의 출력 전압이 직접 휴대폰의 해당 블록으로 공급됨으로써, 직류-직류 변환기(20)에서의 전류 소모를 방지하게 되는 것이다.
이때 직류-직류 변환기(20)내 제1 증폭기(21)는 직류-직류 변환기(20)가 셔트다운되어도, 설정된 스위칭 기준 전압과 밧데리(1)로부터의 출력전압을 계속 비교하게 된다. 이리하여 밧데리(1)로부터의 출력전압이 설정된 스위칭 기준 전압보다 작으면, 제1 증폭기(21)는 비교 결과 신호로 로우신호를 제2 전원 출력부(50)와 스위칭 제어부(30)에 출력한다. 이에 제2 전원 출력부(50)내 제1 트랜지스터(TR3)가 이 로우신호에 의해 턴오프되어 제2 전원 출력부(50)는 오프된다.
아울러 스위칭 제어부(30)내 인버터(31)는 직류-직류 변환기(20)로부터 전달된 로우신호를 위상 반전시켜 하이신호로 직류-직류 변환기(20)와 제1 전원 출력부(40)로 전달한다. 그리하여 직류-직류 변환기(20)는 셔트다운 신호가 인액티브되어 온(ON) 상태로 동작하여 밧데리(1)로부터의 출력전압을 소정의 레벨로 승압시키게 된다. 그리고 제1 전원 출력부(40)내 제1 트랜지스터(TR1)는 인버터(31)로부터 하이신호를 전달받아 턴온되어, 제2 트랜지스터(TR2)를 턴온시키고, 이렇게 턴온된 제2 트랜지스터(TR2)는 직류-직류 변환기(20)를 통해서 승압된 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 공급한다. 이러한 동작으로 스위칭 기준 전압인 1.17V보다 밧데리(1)로부터의 출력 전압이 낮을 경우 직류-직류 변환기(20)를 통해 소정의 레벨로 승압시킨 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 공급하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안 "밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치"는, 특히, 밧데리의 출력전압이 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 통한 전압보다 높을 경우에는 직류-직류 변환기를 오프(off)시켜 밧데리의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록에 공급함으로써 직류-직류 변환기의 전류 소모량을 감소시켜 전력 손실을 방지해주는 효과가 있게 되는 것이다.
또한 직류-직류 변환기의 출력 전압보다 높은 밧데리 전압의 경우 직류-직류 변환기를 오프시킴으로써 직류-직류 변환기에서 승압된 전압보다 높은 전압에서 발생되는 코일(coil)의 가청 주파수 잡음을 제거할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.
Claims (5)
- 장착된 밧데리로부터 전원을 공급받는 이동통신 시스템 휴대폰에 있어서,휴대폰에 장착된 밧데리(1)로부터의 전압과 설정된 스위칭 기준 전압을 비교하여 비교 결과에 따라 직류-직류 변환기(20)의 셔트다운 동작과 제1 전원 출력부(40) 및 제2 전원 출력부(50)의 동작을 선택적으로 제어하며, 상기 밧데리(1)로부터의 전압을 소정의 레벨로 승압시켜 출력하는 직류-직류 변환기(20)와;상기 직류-직류 변환기(20)의 제어에 따라 직류-직류 변환기(20)의 동작 및 상기 제1 전원 출력부(40)의 동작을 제어하는 스위칭 제어부(30)와;상기 스위칭 제어부(30)의 제어 신호에 따라 제어되어 상기 직류-직류 변환기(20)에서 승압된 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 공급하는 제1 전원 출력부(40)와;상기 직류-직류 변환기(20)에서 밧데리 전압 비교 결과를 출력하는 신호에 따라 제어되어 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압을 입력받아 휴대폰의 해당 블록으로 전원 공급하는 제2 전원출력부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 직류-직류 변환기(20)는,상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압과 스위칭 결정 기준 전압을 비교하고 이 비교 결과 신호에 따라 직류-직류 변환기(20)의 셔트다운 동작을 제어하고, 비교 결과 신호에 따라 상기 제2 전원 출력부(50)를 제어하는 제1 증폭기(21)와, 직류-직류 변환기(20)를 통한 전압을 설정된 기준 전압과 비교하여 승압 제어신호를 발생하는 제2 증폭기(22)와, 상기 제2 증폭기(22)에서 발생된 신호에 따라 동작하여 소정 레벨의 전압을 유지시키는 타이머(23)와, 상기 타이머(23)의 출력 전압을 순차적으로 증폭시키는 제1 및 제2 트랜지스터(TR21)(TR22)와, 직류-직류 변환기(20) 내부에 과다한 전류가 흐르는 것을 방지해주는 제3 증폭기(25)로 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 스위칭제어부(30)는,상기 직류-직류 변환기(20)에서 출력되는 밧데리 출력 전압과 스위칭 기준 전압과의 비교 결과 신호를 입력받아 위상 반전시켜 상기 직류-직류 변환기(20)의 동작을 제어하는 위상 반전 소자(31)로 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 전원 출력부(40)는,상기 스위칭 제어부(30)의 출력 신호에 따라 동작이 제어되는 제1 트랜지스터(TR1)와, 상기 제1 트랜지스터(TR1)의 제어에 따라 동작이 제어되어 상기 직류-직류 변환기(20)를 통한 신호를 휴대폰의 해당 블록으로 공급하는 제2 트랜지스터(TR2)로 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제2 전원 출력부(50)는,상기 직류-직류 변환기(20)에서 출력되는 밧데리 출력 전압과 스위칭 기준 전압과의 비교 결과 신호에 따라 동작이 제어되는 제1 트랜지스터(TR3)와; 상기 제1 트랜지스터(TR3)의 제어에 따라 동작이 제어되어 상기 밧데리(1)로부터의 출력 전압을 휴대폰의 해당 블록으로 제공하는 제2 트랜지스터(TR4)로 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치.
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KR2019980005058U KR19990038991U (ko) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치 |
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KR2019980005058U KR19990038991U (ko) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 밧데리 사용 휴대폰의 절전 장치 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100417409B1 (ko) * | 2001-06-12 | 2004-02-05 | 엘지전자 주식회사 | 단말기의 전원공급장치 |
KR100607926B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2006-08-03 | 삼성전자주식회사 | 휴대용단말기의 전력제어장치 |
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1998
- 1998-04-02 KR KR2019980005058U patent/KR19990038991U/ko not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100607926B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2006-08-03 | 삼성전자주식회사 | 휴대용단말기의 전력제어장치 |
KR100417409B1 (ko) * | 2001-06-12 | 2004-02-05 | 엘지전자 주식회사 | 단말기의 전원공급장치 |
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