发布时间:2026-07-27 18:11:04 人气:

晶闸管模块的诞生历程及分类
晶闸管模块诞生于晶闸管发明后,随着结构改进和工艺改革不断发展,并衍生出多种类型以满足不同工业需求。具体诞生历程及分类如下:
诞生历程晶闸管模块诞生后,其结构的改进和工艺的改革,为新器件的不断出现提供了条件。1964年:双向晶闸管在GE公司开发成功,主要应用于调光和马达控制领域。1965年:小功率光触发晶闸管出现,为后续光耦合器的发展奠定了基础。60年代后期:大功率逆变晶闸管问世,成为当时逆变电路的基本元件。1974年:逆导晶闸管和非对称晶闸管研制完成,进一步丰富了晶闸管模块的种类。分类普通晶闸管应用领域:广泛应用于交直流调速、调光、调温等低频(400Hz以下)领域。
特点:运用由它所构成的电路对电网进行控制和变换是一种简便而经济的办法。不过,这种装置的运行会产生波形畸变和降低功率因数,影响电网的质量。
水平:目前水平为12kV/1kA和6500V/4000A。
双向晶闸管结构特点:可视为一对反并联的普通晶闸管的集成。
应用领域:常用于交流调压和调功电路中。
特点:正、负脉冲都可触发导通,因而其控制电路比较简单。其缺点是换向能力差、触发灵敏度低、关断时间较长。
水平:已超过2000V/500A。
光控晶闸管触发方式:通过光信号控制晶闸管触发导通。
特点:具有很强的抗干扰能力、良好的高压绝缘性能和较高的瞬时过电压承受能力。
应用领域:被应用于高压直流输电(HVDC)、静止无功功率补偿(SVC)等领域。
研制水平:大约为8000V/3600A。
逆变晶闸管特点:具有较短的关断时间(10~15μs),因而在中频感应加热领域有重要应用。不过,在逆变电路中,它已逐渐被GTR、GTO、IGBT等新器件所取代。
容量范围:目前,其最大容量介于2500V/1600A/1kHz和800V/50A/20kHz的范围之内。
非对称晶闸管与逆导晶闸管非对称晶闸管:正、反向电压耐量不对称。
逆导晶闸管:是非对称晶闸管的一种特例,将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。
特点:与普通晶闸管相比,具有关断时间短、正向压降小、额定结温高、高温特性好等优点。
应用领域:主要用于逆变器和整流器中。
生产情况:目前,国内有厂家生产3000V/900A的非对称晶闸管。
三安光电、扬杰科技等四家企业披露SiC新动态
近日,扬杰科技、三安光电、华太电子、中恒微半导体四家企业分别发布了在SiC(碳化硅)领域的关键技术进展与市场拓展动态,具体内容如下:
扬杰科技:布局人形机器人与车规级SiC模块双线并进人形机器人领域:扬杰科技于5月12日透露,其部分IGBT、MOSFET、ESD、TVS等产品已应用于人形机器人的小型关节电机和步进电机驱动及感知系统,尽管当前出货量较小,但标志着公司已前瞻性布局该新兴领域。同时,公司正关注外骨骼机器人技术发展,计划根据市场动向调整战略。新能源汽车领域:5月9日,扬杰科技宣布总投资10亿元的SiC车规级功率半导体模块封装项目正式开工,专注于车规级框架式和塑封式IGBT、SiC MOSFET模块等第三代半导体产品,旨在提升汽车电子领域的竞争力。2025年第一季度,公司汽车电子营收占比已超15%,增长势头强劲。此外,公司计划收购东莞贝特以完善电路保护器件布局。产品与市场策略:扬杰科技主营MOSFET、IGBT、SiC等产品,覆盖汽车电子、清洁能源、5G通讯等领域,采用“YJ”和“MCC”双品牌策略,分别深耕国内及亚太市场和欧美市场。三安光电:碳化硅业务强势增长,产能持续扩张产能建设:三安光电的碳化硅衬底及外延销售已计入集成电路产品营收。湖南三安具备16000片/月的6英寸碳化硅配套产能,截至2025年4月,8英寸碳化硅衬底及外延产能达1000片/月,芯片产线在建;重庆三安的8英寸碳化硅衬底生产线于2025年3月投产,当前产能500片/周,计划提升至每周1万片。产品布局:公司已完成650V至2000V、13mΩ至1000mΩ全系列SiC MOSFET产品布局,应用于光伏、充电桩、工业电源等领域,部分产品已量产供货。湖南三安的碳化硅衬底已向多家客户送样验证,并在AI/AR眼镜、热沉散热等新兴领域展开探索。合资合作:湖南三安与意法半导体合资成立的安意法半导体于2025年2月通线,初期产能2000片/月,规划达产后年产能48万片;与理想汽车合资的苏州斯科半导体生产的自研自产碳化硅功率模块已于2025年2月下线。财务表现:2024年,三安光电实现营业收入约145亿元,同比增长16.7%,其中碳化硅业务营收突破11.4亿元,同比增长200%,成为增长重要驱动力。华太电子:发布高性能功率放大器,赋能5G与低碳未来新产品发布:5月12日,华太电子推出三款高性能功率放大器——HTH1D22P700S、HTN8G27P060P与H9G1822M60Q,覆盖5G NR、4G LTE、基站驱动等场景,采用高效节能技术推动通信基础设施绿色转型。HTH1D22P700S:基于GaN on SiC技术,饱和输出功率700W,适用于宏基站、中继器和DAS系统。
HTN8G27P060P:采用Doherty架构,双通路60W输出功率,支持多载波部署。
H9G1822M60Q:非对称Doherty结构,平衡效率与线性,提供基站驱动解决方案。
其他进展:2025年4月,华太电子在MEE 2025展示6kW储能逆变器方案、功率模块封测服务及超结二代(SJ-IGBT)新品,专注于射频、功率系列产品及高端散热材料的研发、生产与销售。中恒微半导体:推出Drive ED3封装SiC功率模块产品特性:Drive ED3(EconoDUAL? 3)封装模块采用平面栅SiC MOSFET芯片技术,具有低导通电阻特性,标准封装适配多种中等功率应用。其耐温性卓越,最高可达600℃,保障极端条件下的稳定性能,提升系统可靠性和寿命。应用领域:适用于新能源汽车主逆变器、光伏逆变器及智能电网等领域,为相关行业技术进步提供支持。太阳能逆变器性能参数
在评估太阳能逆变器性能时,我们主要关注以下几个关键参数和技术条件:
环境适应性:逆变器应在海拔不超过1000米,空气温度0℃至40℃的范围内正常工作。
直流输入:直流输入电压波动应控制在蓄电池组额定电压的±15%范围内。
额定输出:额定输出电压在规定条件下为单相220V±5%或三相380V±5%,频率为50Hz±2%。
过载能力:逆变器需在短时间内承受超过额定电流的负载,且在指定功率因数下满足要求。
效率:在额定条件下,逆变器的输出有功功率与输入功率的比值是衡量效率的重要指标。
功率因数:逆变器负载的功率因数应在0.7至1.0范围内。
负载平衡:在非对称负载下,输出电压应保持平衡,误差不大于10%或5%。
起动特性:逆变器应能连续5次在满载和空载状态下正常启动。
保护功能:包括短路、过流、过压、欠压和缺相保护。
干扰与抗干扰:逆变器需能抵御一般环境下的电磁干扰,符合电磁兼容标准。
噪声级别:不常操作的逆变器噪声应小于95分贝,频繁操作的应小于80分贝。
显示功能:逆变器应显示交流输出电压、电流和频率等参数,并有状态指示信号。
在选择光伏/风力互补系统逆变器时,应特别注意这些技术参数,以确保其与系统的兼容性和稳定性。
扩展资料
太阳能逆变器是太阳能交流发电系统:电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成,逆变器是一种电源转换装置,逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。
零基础芯片课Day 22 花5分钟把握DMOS精髓
DMOS精髓概述
DMOS,即双扩散金属氧化物半导体(Double-diffused Metal Oxide Semiconductor),是MOS管的一种重要类型,广泛应用于需要高电压和高频率特性的开关应用中。以下是对DMOS精髓的详细把握:
一、DMOS的基本概念
DMOS采用双扩散工艺制造,其p区和n+源区通过公共窗口进行扩散。这种特殊的工艺使得DMOS器件具有独特的性能特点。DMOS器件的表面沟道长度定义为p-衬底和n+源之间的横向扩散距离,这一参数对器件的性能有重要影响。
二、DMOS器件的特点
高电压和高频率特性:DMOS器件在源漏之间增加了低掺杂的漂移区,使得电压绝大部分落在低掺杂漂移区上,从而提高了MOS管器件的耐压能力。同时,DMOS器件具有高的工作频率,适用于高频应用。击穿电压和导通电阻:击穿电压和导通电阻是DMOS器件的两个重要参数。击穿电压决定了器件能承受的最大电压值,而导通电阻则影响了器件的功耗和效率。结构多样性:根据器件结构的不同,DMOS器件可分为横向双扩散MOS(LDMOS)和垂直双扩散MOS(VDMOS)两种。这两种结构各有优缺点,适用于不同的应用场景。三、DMOS器件的结构
DMOS器件结构(横截面图):
从图中可以看出,DMOS器件具有复杂的结构,包括栅极、源极、漏极以及低掺杂漂移区等部分。
VDMOS结构图:
VDMOS器件的结构比传统的FET器件更复杂,具有更高的耐压能力和更好的频率特性。
LDMOS结构剖面图:
LDMOS器件的结构特点是非对称的,主要用于需要较低导通电阻和较高阻断电压的电路应用。
四、DMOS器件的类型及优缺点
VDMOS:
优点:具有双极晶体管和普通MOS管的优点,比LDMOSFET占用的面积小,频率特性得到改善。具有接近无限大的静态输入阻抗特性、非常快的开关时间、导通电阻正温度系数、近似常数的跨导以及高dV/dt等特点。
缺点:结构复杂,价格较贵。
LDMOS:
优点:工作频率高,可达2.2 GHz,适用于具有成本效益的功率放大器解决方案。在AB类中具有优异性能,可用于设计具有更高增益和更高效率的线性放大器。提供高达1.5 GHz的最高功率,具有高PAPR能力,适用于需要更高波峰因数的系统(如CDMA、WCDMA)。
缺点:温度升高会导致电流漂移。为了确保LDMOS器件的长期可靠性,Layout(版图)、封装和Gold top金属化是关键因素。
五、DMOS器件的应用
DMOS器件在多个领域有广泛应用,包括但不限于:
电机调速:利用DMOS器件的高频开关特性,实现电机的精确调速。逆变器:DMOS器件可用于构建高效、可靠的逆变器电路。UPS不间断电源:DMOS器件在UPS电源中起到保护电路和提供稳定电源的作用。电子开关:DMOS器件的高开关速度使其成为电子开关的理想选择。高保真音响:DMOS器件在音响系统中用于放大音频信号,提供清晰、逼真的音质。汽车电器:DMOS器件在汽车领域用于控制各种电器设备,提高汽车的舒适性和安全性。电子镇流器:DMOS器件在电子镇流器中起到节能、环保的作用。此外,LDMOS近年来已成为各种射频功率应用的先进技术,广泛应用于基站、广播以及工业、科学、医疗和雷达等领域。
综上所述,DMOS器件以其独特的高电压和高频率特性,在多个领域展现出广泛的应用前景。通过深入了解DMOS的精髓,我们可以更好地利用这一技术,推动相关领域的发展。
非对称半桥llc和对称半桥拓扑哪个性能更好
非对称半桥LLC和对称半桥拓扑没有绝对的优劣,二者适配的应用场景不同,性能表现各有侧重
### 1. 核心架构差异
1. 对称半桥LLC:上下桥臂开关管驱动信号完全互补,死区时间一致,变压器原边电压波形为标准方波,占空比固定为50%。
2. 非对称半桥LLC:上下桥臂驱动信号死区时间不对称,其中一桥臂导通时间更长,变压器原边电压波形为非对称方波,占空比可灵活调节。
### 2. 关键性能对比
| 对比维度 | 对称半桥LLC | 非对称半桥LLC |
|-------------------------|-------------------------------------|---------------------------------------|
| 软开关范围 | 仅在谐振腔参数匹配的窄负载区间实现全范围ZVS,轻载时容易丢失ZVS | 可通过调节占空比拓展ZVS工作区间,轻载下仍能保持较好的软开关效果 |
| 电压增益调节 | 仅能通过调节开关频率改变增益,调节范围窄,轻载时开关频率会大幅升高 | 可同时通过占空比和开关频率调节增益,增益调节范围更广,轻载时开关频率波动更小 |
| 变压器利用率 | 原边电压正负半周对称,磁芯利用率高,磁通偏置小 | 原边电压非对称,存在直流偏置风险,需增大磁芯裕量避免饱和 |
| 开关管应力 | 上下桥臂开关管电压应力一致,均为输入电压的一半 | 关断时桥臂电压应力略高于对称结构,需匹配更高耐压等级的器件 |
| 驱动复杂度 | 驱动电路简单,只需互补两路对称驱动信号 | 需要独立调节上下桥臂的死区时间和占空比,驱动电路设计更复杂 |
| EMI表现 | 电压波形对称,谐波分布更规律,EMI更容易管控 | 非对称方波谐波成分更多,EMI抑制难度稍高 |
### 3. 适用场景对比
1. 对称半桥LLC:适合输入输出电压范围固定、负载波动小的场景,比如家电的变频压缩机供电、小型固定式光伏逆变器。
2. 非对称半桥LLC:适合输入电压波动大、负载变化范围宽的场景,比如电动汽车车载充电机、宽输入范围的通信电源。
对称半桥llc与非对称半桥的工作原理区别是什么
对称半桥LLC与非对称半桥的核心区别在于拓扑结构、开关驱动方式、电压增益特性这三大维度,两者适用场景也完全不同。
1. 拓扑结构与核心架构差异
•对称半桥LLC:是目前应用最广泛的LLC谐振变换器拓扑,上下两个开关管的驱动信号完全互补,死区时间一致,谐振腔由原边谐振电感、谐振电容和变压器漏感组成,变压器原边绕组匝数完全对称,上下桥臂的电压应力均为输入直流电压的一半。
•非对称半桥:也叫有源钳位半桥,上下开关管的驱动信号不是严格互补,其中一个桥臂会引入额外的有源钳位电路,通常是在原边支路并联一个钳位电容和辅助开关管,通过控制辅助开关的导通时序,实现对开关管电压应力的主动钳位,部分拓扑的变压器原边绕组匝数并不完全对称。
2. 开关驱动与工作时序差异
•对称半桥LLC:上下管驱动信号占空比严格为50%,开关管在谐振电流过零点时关断,实现零电压开关(ZVS),开关损耗极低,驱动电路相对简单,只需要两路互补的PWM信号即可。
•非对称半桥:上下管驱动信号占空比可以灵活调整,辅助开关管会提前或延后导通,主动回收开关管关断时的尖峰能量,部分拓扑可以实现副边整流管的零电流开关(ZCS),驱动逻辑比对称LLC更复杂,需要额外的时序控制电路。
3. 电压增益与负载适应性差异
•对称半桥LLC:电压增益曲线呈非线性,轻载时增益会大幅上升,需要配合副边同步整流或者调频范围较宽的控制器才能实现宽负载稳压,额定工作点通常设计在谐振频率附近,效率峰值区间较窄。
•非对称半桥:可以通过调整占空比和谐振频率实现双重调压,负载适应性更强,在宽输入电压和宽负载变化场景下依然可以保持较高的转换效率,效率峰值区间比对称LLC更宽。
4. 典型应用场景差异
•对称半桥LLC:多用于输入电压稳定、负载变化较小的场景,比如服务器电源、光伏逆变器的直流变换环节,是目前中大功率隔离电源的主流拓扑之一。
•非对称半桥:更适合输入电压波动大、负载变化剧烈的场景,比如新能源汽车车载充电机、户外便携储能电源等对宽范围调压要求较高的设备。
直流12v转变220v交流电线路图及电器配件?
直流电变成交流电叫逆变。逆变器是用电子元件做成的直流变交流的电子设备。一般可用半导体三极管对直流进行开关。实际就是一个振荡器。也可用可控硅。其作用和桥堆整流是相反的。但所用的电子元件不同。
将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”;原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管,利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流(起振)而变为交流输出;如果需要比较“严格”的电流输出波形,则还要接入有关电子元器件,组成对输出波形进行整形的电路。至于其电路则有不同要求的逆变器和不同性质、输出功率的区别,有很多种类的
例如 逆变器的功能
太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。逆变器是一种电源转换装置,逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。有了逆变器,就可使用直流蓄电池为电器提供交流电。
2.逆变器的类型
(一)按应用范围分类:
(1)普通型逆变器
直流12V或24V输入,交流220V、50Hz输出,功率从75W到5000W,有些型号具有交、直流转换即UPS功能。
(2)逆变/充电一体机
在此类逆变器中,用户可以使用各种形式的电源为交流负载供电:有交流电时,通过逆变器使用交流电为负载供电,或为蓄电池充电;无交流电时,用蓄电池为交流负载供电。它可与各种电源结合使用:如蓄电池、发电机、太阳能电池板和风力发电机等。
(3)邮电通信专用逆变器
为邮电、通信提供高品质的48V逆变器,其产品质量好、可靠性高、模块式(模块为1KW)逆变器,并具有N+1冗余功能、可扩充(功率从2KW到20KW)。
(4)航空、军队专用逆变器
此类逆变器为28Vdc输入,可提供下列交流输出:26Vac、115Vac、230Vac,其输出频率可为:50Hz、60Hz及400Hz,输出功率从30VA到3500VA不等。还有供航空专用的DC-DC转换器及变频器。
(二)按输出波形分类:
(1)方波逆变器
方波逆变器输出的交流电压波形为方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同,但共同的特点是线路比较简单,使用的功率开关管数量很少。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。方波逆变器的优点是:线路简单、价格便宜、维修方便。缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波,在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗,对收音机和某些通讯设备有干扰。此外,这类逆变器还有调压范围不够宽,保护功能不够完善,噪声比较大等缺点。
(2)阶梯波逆变器
此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波,逆变器实现阶梯波输出也有多种不同线路,输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是,输出波形比方波有明显改善,高次谐波含量减少,当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波。当采用无变压器输出时,整机效率很高。缺点是,阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多,其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。此外,阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。
(3)正弦波逆变器
正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。正弦波逆变器的优点是,输出波形好,失真度很低,对收音机及通讯设备干扰小,噪声低。此外,保护功能齐全,整机效率高。缺点是:线路相对复杂,对维修技术要求高,价格较贵。
上述三种类型逆变器的分类,有利于光伏系统和风力发电系统设计人员和用户对逆变器进行识别和选型。实际上,波形相同的逆变器在线路原理,使用器件及控制方法等等方面仍有很大区别。
3.主要性能参数
描述逆变器性能的参量和技术条件很多,这里仅就评价逆变器时常用的技术参数做一扼要说明。
a.使用环境条件
逆变器正常使用条件:海拔高度不超过1000m,空气温度0~+40℃。
b.直流输入电源条件
输入直流电压波动范围:蓄电池组额定电压值的±15%。
c.额定输出电压
在规定的输入电源条件下,输出额定电流时,逆变器应输出的额定电压值。
电压波动范围:单相220V±5%,三相380±5%。
d.额定输出电流
在规定的输出频率和负载功率因数下,逆变器应输出的额定电流值。
e.额定输出频率
在规定的条件下,固定频率逆变器的额定输出频率为50Hz:
频率波动范围:50Hz±2%。
f.最大谐波含量
正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压的最大谐波含量应≤10%。
g.过载能力
在规定的条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值的能力。逆变器的过载能力应在规定的负载功率因数下,满足一定的要求。
h.效率
在额定输出电压、输出,乜流和规定的负载功率因数下,逆变器输出有功功率与输入有功功率(或直流功率)之比。
i.负载功率因数
逆变器负载功率因数的允许变化范围,推荐值0.7―1.0。
j.负载的非对称性
在10%的非对称负载下,固定频率的三相逆变器输出电压的非对称性应≤10%。
k.输出电压的不对称度
在正常工作条件下,各相负载对称,输出电压的不对称度应≤5%。
l.起动特性
在正常工作条件下,逆变器在满载负载和空载运行条件下,应能连续5次正常起动。
m.保护功能
逆变器应设置:短路保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。
n.干扰与抗干扰
逆变器应在规定的正常工作条件下,能承受一般环境下的电磁干扰。逆变器的抗干扰性能和电磁兼容性应符合有关标准的规定。
o.噪声
不经常操作、监视和维护的逆变器,应≤95db;
经常操作、监视和维护的逆变器,应≤80db。
p.显示
逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数的数据显示,并有输入带电、通电和故障状态的信号显示。
确定逆变器技术条件:
在光伏/风力互补系统选用逆变器时,首要的是确定逆变器如下几个最主要的技术参数:
输入直流电压范围,如DC24V、48V、110V、220V等;
额定输出电压,如三相380V,还是单相220V;
输出电压波形,如正弦波、梯形波或方波。
光伏的逆变器显示功率吗
1.逆变器的使用环境条件,逆变器正常使用条件:海拔高度不超过1000m,空气温度0~+40℃。
2.直流输入电源条件,输入直流电压波动范围:蓄电池组额定电压值的±15%。
3.额定输出电压,在规定的输入电源条件下,输出额定电流时,逆变器应输出的额定电压值。电压波动范围:单相220V±5%,三相380±5%。
4.额定输出电流,在规定的输出频率和负载功率因数下,逆变器应输出的额定电流值。
5.额定输出频率,在规定的条件下,固定频率逆变器的额定输出频率为50Hz:
频率波动范围:50Hz±2%。
6.逆变器的最大谐波含量,正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压的最大谐波含量应≤10%。
7.逆变器的过载能力,在规定的条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值的能力。逆变器的过载能力应在规定的负载功率因数下,满足一定的要求。
8.逆变器的效率,在额定输出电压、输出,乜流和规定的负载功率因数下,逆变器输出有功功率与输入有功功率(或直流功率)之比。
9.负载功率因数,逆变器负载功率因数的允许变化范围,推荐值0.7—1.0。
10.负载的非对称性,在10%的非对称负载下,固定频率的三相逆变器输出电压的非对称性应≤10%。
11.输出电压的不对称度,在正常工作条件下,各相负载对称,输出电压的不对称度应≤5%。
12.起动特性,在正常工作条件下,逆变器在满载负载和空载运行条件下,应能连续5次正常起动。
13.保护功能,逆变器应设置:短路保护、过电流保护、过温保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。
15.干扰与抗干扰,逆变器应在规定的正常工作条件下,能承受一般环境下的电磁干扰。逆变器的抗干扰性能和电磁兼容性应符合有关标准的规定。
16.不经常操作、监视和维护的逆变器,应≤95db;经常操作、监视和维护的逆变器,应≤80db。
17.显示,逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数的数据显示,并有输入带电、通电和故障状态的信号显示。
18. 通信功能,远程通信功能能够让用户不必到现场就能查看机器的运转状态以及存储的数据。
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