DE3006108A1 - BATTERY CHARGING SYSTEM - Google Patents
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Description
R. 5932R. 5932
27.11.1979 Chr/Sm11/27/1979 Chr / Sm
Batterieladesystem Stand der TechnikBattery charging system State of the art
Die Erfindung geht aus von einem Batterieladesystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Batterieladesysteme, in denen einige Fehler bei der Ladung der Batterie angezeigt werden, sind bekannt. In jüngster Zeit hat man versucht, Schaltungen zu entwickeln, die außerdem noch weitere Fehler im Generator, im Regler oder im Bordnetz über die Ladekontrolleinrichtung anzeigen. Die Versuche führten jedoch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis.The invention is based on a battery charging system according to the preamble of the main claim. Battery charging systems in which some errors when charging the battery are known. Recently attempts have been made to make circuits to develop, which also have further errors in the generator, in the controller or in the on-board network via the charge control device Show. However, the attempts did not lead to a satisfactory result.
Die erfindungsgemäßen Anordnungen mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, eine Vielzahl von Fehlern im Batterieladesystem über die Ladekontrolleinrichtung anzuzeigen und die Vorerregung des Generators zu verbessern.The arrangements according to the invention with the characterizing features of the claims have the advantage display a large number of errors in the battery charging system via the charge control device and the pre-excitation of the To improve the generator.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Batterieladesystems möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the Battery charging system possible.
Durch die Anzeige von Fehlern kann der Benutzer des Kraftfahrzeuges rechtzeitig gewarnt werden. Folgeschäden wie beispielsweise ein Auskochen der Batterie oder ein Ausfall .der kompletten elektrischen Anlage des Kraftfahrzeuges können vermieden werden.By displaying errors, the user of the motor vehicle be warned in good time. Consequential damage such as boiling out the battery or failure of the complete electrical system of the motor vehicle can be avoided.
Es können Informationen ausgenutzt werden, die im System Generator/Regler bereits vorhanden sind. Die Fehleranzeige erfolgt mit Hilfe der herkömmlichen Ladekontrollampe, die entweder als Glühlampe oder als Leuchtdiode mit entsprechender Beschaltung ausgeführt sein kann.Information that is already available in the generator / controller system can be used. The error display takes place with the help of the conventional charge control lamp, which is either an incandescent lamp or a light-emitting diode with the appropriate Circuitry can be carried out.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Beispiel zum Stand der Technik, die Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Figure 1 shows an example of the prior art, Figures 2 to 4 embodiments of the invention.
In Figur 1 ist ein bekanntes Batterieladesystem vorgestellt. Die in Figur 1 dargestellten Elemente und Bezugszeichen werden auch in den folgenden Figuren verwendet. Ein Generator 10 enthält eine Dreiphasenwicklung 12, der ein Hauptstrom-Gleichrichter 13 mit den Minusdioden 13a und den Plusdioden 13b nachgeschaltet ist. Der Gleichrichter 13 hat einen als Masseanschluß des Generators dienenden Minusanschluß D- und einen als Batterieanschluß des Generators dienenden Plusanschluß B+. Der Dreiphasenwicklung 12 ist außerdem in Form eines halben Brückengleichrichters einA known battery charging system is presented in FIG. The elements and reference numerals shown in FIG are also used in the following figures. A generator 10 includes a three-phase winding 12 which is a main current rectifier 13 is connected downstream with the minus diodes 13a and the plus diodes 13b. The rectifier 13 has one serving as a ground connection of the generator minus connection D- and one as a battery connection of the generator serving plus connection B +. The three-phase winding 12 is also in the form of a half bridge rectifier
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Erregerstromgleichrichter mit den Erregerdioden l4 nachgeschaltet. Der Plusanschluß der Erregerdioden 14 ist der Anschluß D+ des Generators. Weiter ist ein Anschluß W vorgesehen, der zu einem Ende der Dreiphasenwicklung 12 führt. Schließlich ist noch eine Erregerwicklung 11 vorhanden mit einem Plusanschluß D+ und dem Anschluß DF.Excitation current rectifier with the excitation diodes l4 connected downstream. The plus connection of the exciter diodes 14 is the connection D + of the generator. A connection W is also provided, which leads to one end of the three-phase winding 12. Finally, there is also an excitation winding 11 a plus terminal D + and the terminal DF.
Das Batterieladesystem enthält weiter einen Spannungsregler 16, der in bekannter Weise ein Steuerteil 17 und ein Leistungsteil 18 umfaßt. Dem Steuerteil 17 ist ein Spannungsteiler 19 mit einem Eingangsanschluß 21 und wenigstens einem Abgriff 22 vorgeschaltet zur Einstellung des Sollwertes für den Generator 10. Der Steuerteil 17 hat einen Arbeitswiderstand 23 und es existiert ein RC-Rückführungsglied 26 zwischen Leistungsteil 18 und Steuerteil 17. Der Eingang 21 des Spannungsteilers 19 ist bei dem bekannten Ausführungsbeispiel an einen Anschluß 24 angeschlossen, über den dem Steuerteil 17 der Spannungs-Ist-Wert zugeführt wird. Innerhalb des Reglers 16 ist der Anschluß 24 mit dem Plusanschluß D+ für die Erregerwicklung 11 verbunden, über eine am Regleranschluß 24 angeschlossene Sensing-Leitung 25 erfolgt sowohl die Spannungs-Ist-Wert-Erfassung als auch die Erregerstromentnähme von dem Anschluß D+ des Generators Der Leistungsteil 18 liegt zwischen dem Feldanschluß DF und Masse. Außerdem ist eine Freilaufdiode 20 parallel zur Erregerwicklung 11 des Generators 10 vorhanden.The battery charging system also contains a voltage regulator 16, which in a known manner has a control part 17 and a power part 18 includes. The control part 17 is a voltage divider 19 with an input terminal 21 and at least upstream of a tap 22 for setting the setpoint value for the generator 10. The control part 17 has a Working resistance 23 and there is an RC feedback element 26 between power section 18 and control section 17. The Input 21 of the voltage divider 19 is in the known Embodiment connected to a connection 24, via which the control part 17 is supplied with the actual voltage value. Within the controller 16, the terminal 24 is connected to the plus terminal D + for the field winding 11, via a Sensing line 25 connected to controller connection 24 takes place both the voltage actual value detection and the excitation current removal from the terminal D + of the generator The power section 18 lies between the field connection DF and ground. In addition, a freewheeling diode 20 is parallel to the field winding 11 of the generator 10 is present.
Der Generator 10 und der Spannungsregler 16 sind an ihren Minusanschlüssen D-, den Feldanschlüssen DF und den Plusanschlüssen D+ für die Erregerwicklung miteinander verbunden. Eine Batterie 46 liegt mit ihrem Minusanschluß D- am zugehörigen Anschluß D- des Generators 10 und mit ihrem Plusanschluß 3+ über eine Ladeleitung 37 am Batterieanschluß B+ des Generators 10. An den Plusanschluß B+ der Batterie 46The generator 10 and the voltage regulator 16 are connected to their minus connections D-, the field connections DF and the plus connections D + connected to each other for the excitation winding. A battery 46 has its minus terminal D- on the associated one Connection D- of the generator 10 and with its plus connection 3+ via a charging line 37 to the battery connection B + of the generator 10. To the positive connection B + of the battery 46
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Batterieladesystems möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the Battery charging system possible.
Durch die Anzeige von Fehlern kann der Benutzer des Kraftfahrzeuges rechtzeitig gewarnt werden. Folgeschäden wie beispielsweise ein Auskochen der Batterie oder ein Ausfall der kompletten elektrischen Anlage des Kraftfahrzeuges können vermieden werden.By displaying errors, the user of the motor vehicle be warned in good time. Consequential damage such as boiling out of the battery or failure of the complete electrical system of the motor vehicle can be avoided.
Es können Informationen ausgenutzt werden, die im System Generator/Regler bereits vorhanden sind. Die Fehleranzeige erfolgt mit Hilfe der herkömmlichen Ladekontrollampe, die entweder als Glühlampe oder als Leuchtdiode mit entsprechender Beschaltung ausgeführt sein kann.Information that is already available in the generator / controller system can be used. The error display takes place with the help of the conventional charge control lamp, which is either an incandescent lamp or a light-emitting diode with the appropriate Circuitry can be carried out.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Beispiel zum Stand der Technik, die Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Figure 1 shows an example of the prior art, Figures 2 to 4 embodiments of the invention.
In Figur 1 ist ein bekanntes Batterieladesystem vorgestellt. Die in Figur 1 dargestellten Elemente und Bezugszeichen werden auch in den folgenden Figuren verwendet. Ein Generator 10 enthält eine Dreiphasenwicklung 12, der ein Hauptstrom-Gleichrichter 13 mit den Minusdioden 13a und den Plusdioden 13b nachgeschaltet ist. Der Gleichrichter 13 hat einen als Masseanschluß des Generators dienenden Minusanschluß D- und einen als Batterieanschluß des Generators dienenden Plusanschluß B+. Der Dreiphasenwicklung 12 ist außerdem in Form eines halben Brückengleichrichters einA known battery charging system is presented in FIG. The elements and reference numerals shown in FIG are also used in the following figures. A generator 10 includes a three-phase winding 12 which is a main current rectifier 13 is connected downstream with the minus diodes 13a and the plus diodes 13b. The rectifier 13 has one serving as a ground connection of the generator minus connection D- and one as a battery connection of the generator serving plus connection B +. The three-phase winding 12 is also in the form of a half bridge rectifier
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Erregerstromgleichrichter mit den Erregerdioden l4 nachgeschaltet. Der Plusanschluß der Erregerdioden 14 ist der Anschluß D+ des Generators. Weiter ist ein Anschluß W vorgesehen, der zu einem Ende der Dreiphasenwicklung 12 führt. Schließlich ist noch eine Erregerwicklung 11 vorhanden mit einem Plusanschluß D+ und dem Anschluß DP.Excitation current rectifier with the excitation diodes l4 connected downstream. The plus connection of the exciter diodes 14 is the connection D + of the generator. A connection W is also provided, which leads to one end of the three-phase winding 12. Finally, there is also an excitation winding 11 a plus terminal D + and the terminal DP.
Das Batterieladesystem enthält weiter einen Spannungsregler 16, der in bekannter Weise ein Steuerteil 17 und ein Leistungsteil 18 umfaßt. Dem Steuerteil 17 ist ein Spannungsteiler 19 mit einem Eingangsanschluß 21 und wenigstens einem Abgriff 22 vorgeschaltet zur Einstellung des Sollwertes für den Generator 10. Der Steuerteil 17 hat einen Arbeitswiderstand 23 und es existiert ein RC-Rückführungsglied 26 zwischen Leistungsteil 18 und Steuerteil 17. Der Eingang 21 des Spannungsteilers 19 ist bei dem bekannten Ausführungsbeispiel an einen Anschluß 24 angeschlossen, über den dem Steuerteil 17 der Spannungs-Ist-Wert zugeführt wird. Innerhalb des Reglers 16 ist der Anschluß 24 mit dem Plusanschluß D+ für die Erregerwicklung 11 verbunden. Über eine am Regleranschluß 24 angeschlossene Sensing-Leitung 25 erfolgt sowohl die Spannungs-Ist-Wert-Erfassung als auch die Erregerstromentnahme von dem Anschluß D+ des Generators Der Leistungsteil 18 liegt zwischen dem Feldanschluß DP und Masse. Außerdem ist eine Preilaufdiode 20 parallel zur Erregerwicklung 11 des Generators 10 vorhanden.The battery charging system also contains a voltage regulator 16, which in a known manner has a control part 17 and a power part 18 includes. The control part 17 is a voltage divider 19 with an input terminal 21 and at least upstream of a tap 22 for setting the setpoint value for the generator 10. The control part 17 has a Working resistance 23 and there is an RC feedback element 26 between power section 18 and control section 17. The In the known embodiment, input 21 of voltage divider 19 is connected to a terminal 24 via which the control part 17 is supplied with the actual voltage value. Within the controller 16, the connection 24 is connected to the positive connection D + for the field winding 11. Over a The sensing line 25 connected to the controller connection 24 is used to detect both the actual voltage and the voltage Excitation current withdrawal from the terminal D + of the generator. The power section 18 is between the field terminal DP and Dimensions. In addition, a pre-run diode 20 is provided in parallel with the field winding 11 of the generator 10.
Der Generator 10 und der Spannungsregler 16 sind an ihren Minusanschlüssen D-, den Feldanschlüssen DF und den Plusanschlüssen D+ für die Erregerwicklung miteinander verbunden. Eine Batterie 46 liegt mit ihrem Minusanschluß D- am zugehörigen Anschluß D- des Generators 10 und mit ihrem Plusanschluß 3+ über eine Ladeleitung 37 am Batterieanschluß B+ des Generators 10. An den Plusanschluß B+ der Batterie ^ The generator 10 and the voltage regulator 16 are connected to one another at their minus connections D-, the field connections DF and the plus connections D + for the field winding. A battery 46 is connected with its minus connection D- to the associated connection D- of the generator 10 and with its plus connection 3+ via a charging line 37 to the battery connection B + of the generator 10. To the plus connection B + of the battery ^
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sind über einen ersten Schalter 31 erste Verbraucher 32 anschließbar.first consumers 32 can be connected via a first switch 31.
Eine als Kontrollelement und Vorerregerwiderstand für den Generator 10 dienende Ladekontrollampe 35 liegt bei dem bekannten Beispiel mit ihrem batteriefernen Anschluß 38 am Erregerdiodenausgang D+ des Generators 10 und mit ihrem batterienahen Anschluß an der Klemme 15 des Zündschalters 36. Die Klemme 30 des Zündschalters 36 ist mit dem Plusanschluß B+ der Batterie ^6 verbunden. An die Klemme 15 des Zündschalters 36 sind über einen zweiten Schalter 33 zweite Verbraucher 3^ anschließbar.A charge control lamp 35 serving as a control element and pre-exciter resistor for the generator 10 is provided with the known example with their remote connection 38 at the exciter diode output D + of the generator 10 and with their Battery connection to terminal 15 of ignition switch 36. Terminal 30 of ignition switch 36 is connected to the positive connection B + of the battery ^ 6 connected. To the terminal 15 of the ignition switch 36 are a second switch 33 second Consumer 3 ^ can be connected.
Mit dieser bekannten Schaltung ist lediglich eine sehr beschränkte Anzeige von Fehlern im Batterieladesystem möglich. Nur ein Stillstand des Generators 10 bei eingeschaltetem Zündschalter 36, beispielsweise infolge eines Bruches des Keilriemens, und ein Masseschluß der Sensing-Leitung 25 sind anzeigbar.This known circuit is only a very limited one Display of errors in the battery charging system is possible. Only one standstill of the generator 10 when it is switched on Ignition switch 36, for example as a result of a break in the V-belt, and a ground fault in the sensing line 25 can be displayed.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind im Vergleich zu der Schaltungsvariante nach Figur 1 zwei zusätzliche Bauelemente vorhanden: Ein erster zusätzlicher Widerstand 28, der parallel zu dem Kontrollelement 35 geschaltet ist und zur Verbesserung der Vorerregung des Generators 10 dient, und ein zweiter zusätzlicher Widerstand 27, der im Spannungsregler 16 angeordnet und zwischen den Anschluß D+ für die Erregerwicklung und den Minusanschluß D- gelegt ist. Der zweite Widerstand 27 kann auch außerhalb de3 Reglers an dessen Bürstenhalter untergebracht sein. Mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind mit Hilfe des Widerstandes 27 zusätzlich zu den Anzeigemöglichkeiten der Schaltung gemäß dem Stand der Technik nach Figur 1 alle Unterbrechungen im Erregerkreis des Generators zwischen den Anschlüssen D+ und D- des Reglers l6 erkennbar. Es werden also alleIn the exemplary embodiment according to FIG. 2, there are two additional components compared to the circuit variant according to FIG present: a first additional resistor 28, which is connected in parallel to the control element 35 and is used to improve the pre-excitation of the generator 10, and a second additional resistor 27, which is in the voltage regulator 16 and is placed between the terminal D + for the field winding and the negative terminal D-. The second resistor 27 can also be housed outside the controller on its brush holder. With the embodiment according to Figure 2 are with the help of the resistor 27 in addition to the display options of the circuit According to the prior art according to FIG. 1, all interruptions in the excitation circuit of the generator between the connections D + and D- of controller l6 can be seen. So it will all
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Unterbrechungen des Erregerstromes vor allem im Bereich der Bürsten des Generators 10, der Erregerwicklung 11 sowie des Reglers 16 über das Kontrollelement 36 angezeigt.Interruptions in the excitation current, especially in the area of the brushes of the generator 10, the excitation winding 11 and the Controller 16 is displayed via the control element 36.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 liegt der zweite Widerstand 27 zwischen dem Ausgang D+ der Erregerdioden 14 des Generators 10 oder dem batteriefernen Anschluß 38 des Kontrollelementes 35 und dem Minusanschluß D- der Batterie ^. Er kann sowohl am oder im Generator 10 als auch, wie der erste Widerstand 28, im Bordnetz, beispielsweise Armaturenbrett, untergebracht werden. Mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 können mit Hilfe des Widerstandes 27 alle Unterbrechungsfehler der Erregung des Generators 10 zwischen dem Anschluß D+ des Generators oder dem batteriefernen Anschluß 38 des Kontrollelementes 35 und dem Anschluß D- der Batterie 1+6 erkannt werden. Damit sind zusätzlich zur Fehleranzeige des Ausführungsbeispieles nach Figur 2 noch eine Unterbrechung der Masseverbindungen zwischen dem Generator 10 und dem Spannungsregler l6 und zwischen dem Generator 10 und der Batterie 1+6 sowie eine Unterbrechung der Sensing-Leitung 25 anzeigbar. Ist der Widerstand 27 an der batteriefernen Klemme 38 des Kontrollelementes 35 angeschlossen und ist der Anschluß der Klemmen D+ und B+ des Generators 10 mit Hilfe einer gemeinsamen Steckverbindung realisiert, so kann ein Abfallen dieser Steckverbindung ebenfalls über das Kontrollelement 35 angezeigt werden. Ansonsten gilt das zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 Gesagte.In the embodiment of Figure 3, the second resistor 27 is between the output D + of the excitation diodes 14 of the Generator 10 or the remote connection 38 of the control element 35 and the negative terminal D- of the battery ^. It can be used both on or in the generator 10 and, like the first resistor 28, in the on-board network, for example the dashboard, be accommodated. With the embodiment according to FIG. 3, with the aid of the resistor 27, all interruption errors the excitation of the generator 10 between the terminal D + of the generator or the remote terminal 38 of the control element 35 and the connection D- of the battery 1 + 6 can be recognized. This is in addition to the error display In the exemplary embodiment according to FIG. 2, there is also an interruption in the ground connections between the generator 10 and the voltage regulator l6 and between the generator 10 and the battery 1 + 6 and an interruption in the sensing line 25 can be displayed. If the resistor 27 is connected to the terminal 38 of the control element 35 remote from the battery and the connection of the terminals D + and B + of the generator 10 is realized with the help of a common plug connection, in this way, if this plug-in connection has fallen off, it can also be displayed via the control element 35. Otherwise that applies What was said about the exemplary embodiment according to FIG.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist über die Ausstattung des Ausführungsbeispieles nach Figur 3 hinaus noch eine an sich bekannte überspannungs-Auslöseschaltung 29 vorgesehen. Die Überspannungs-Auslöseschaltung 29 enthält Widerstände 39, 40, 41, einen Glättungskondensator 42, einen Thyristor 44 und einen Triac 43. Im Spannungsregler 16 ist in den Minus-In the embodiment of Figure 4 is over the equipment of the embodiment of Figure 3 also one Overvoltage release circuit 29 known per se is provided. The overvoltage release circuit 29 contains resistors 39, 40, 41, a smoothing capacitor 42, a thyristor 44 and a triac 43. In the voltage regulator 16 is in the minus
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anschluß des Leistungsteils 18 eine Schmelzsicherung 45 eingefügt. Zweckmäßigerweise ist der betreffende Bonddraht des Leistungsteils 18 als Schmelzsicherung 45 verwendet. Der Eingang der Auslöseschaltung 29 ist an den Anschluß 24 für die Sensing-Leitung 25 des Spannungsreglers 16 gelegt.connection of the power section 18, a fuse 45 inserted. The relevant bonding wire of the power section 18 is expediently used as a fuse 45. Of the The input of the trigger circuit 29 is connected to the connection 24 for the sensing line 25 of the voltage regulator 16.
Zusätzlich zu den Eigenschaften des Ausführungsbeispieles nach Figur 3 zeigt eine Schaltung nach Figur 4 über die Ladekontrollampe 35 noch an, wenn eine Übererregung, beispielsweise infolge einer leitend defekten Reglerendstufe 18, vorliegt, wenn also die Ausgangsspannung des Generators 10 ein vorgegebenes Maß übersteigt. Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel in einem solchen Fall der Generator 10 entregt, und zwar dadurch, daß bei einer überspannung am Anschluß 24 des Spannungsreglers 16 der Thyristor 44 zündet und die Schmelzsicherung 45 - oder den dafür verwendeten Bonddraht - zum Durchschmelzen bringt und dadurch den Erregerstrom unterbricht.'In addition to the properties of the exemplary embodiment according to FIG. 3, a circuit according to FIG. 4 shows the charge control lamp 35 still on if overexcitation is present, for example as a result of a defective controller output stage 18, So when the output voltage of the generator 10 is on exceeds the specified level. In addition, in this embodiment, the generator 10 is used in such a case de-energized, in that in the event of an overvoltage at terminal 24 of voltage regulator 16, thyristor 44 ignites and the fuse 45 - or the bonding wire used for it - melts through and thereby the excitation current interrupts. '
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Batterieladesystem ZusammenfassungBattery charging system summary
Es wird ein Batterieladesystem mit einem Generator, einem Spannungsregler, einer Batterie und Verbrauchern vorgeschlagen, das eine Ladekontrolleinrichtung enthält, mit deren Hilfe Fehler im System "über ein Kontrollelement angezeigt werden. Ein solches Batterieladesystem ist besonders für Kraftfahrzeuge geeignet.A battery charging system with a generator, a voltage regulator, a battery and consumers is proposed, which contains a charging control device, with the help of which errors in the system are displayed via a control element will. Such a battery charging system is particularly suitable for motor vehicles.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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