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一种可变(n/m)X开关电容DC-DC变换器
A Variable (n/m)X Switched Capacitor DC–DC Converter
Deepak Gunasekaran · Liang Qin · Ujjwal Karki · Yuan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
高增益、高效率且高功率密度的双向DC-DC变换器是逆变系统中的关键需求。本文提出了一种基于Dickson变换器变体的开关电容电路。该拓扑具备模块化设计、无需外部磁性元件以及高效率等优势，非常适合集成到各类电力电子变换系统中。
解读: 该开关电容变换器拓扑在提升功率密度和简化磁性元件设计方面具有显著优势，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及户用储能PCS产品线具有重要参考价值。通过消除或减少电感等磁性元件，可有效降低储能变流器的体积与重量，提升系统集成度。建议研发团队评估该拓扑在低压侧升压环节的应...
利用电压约束的无线充电多接收端系统效率提升两阶段优化算法
Enhancing Efficiency in Multireceiver Wireless Charging With Voltage Constraints Using Two-Stage Optimization Algorithm
Mi Dong · Zhendong Wu · Dongran Song · Jian Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种优化方法，旨在满足多接收端无线电能传输（WPT）系统负载电压输出要求的同时，最大化传输效率。该方法将发射端的全桥逆变器占空比及直流-直流变换器的升压比作为优化变量，通过两阶段优化算法实现系统性能的最优控制。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输（WPT）的效率优化与多负载控制，虽与阳光电源当前核心的组串式/集中式光伏逆变器及储能系统（PowerTitan/PowerStack）存在技术差异，但其涉及的DC-DC变换器多目标优化控制逻辑，可为阳光电源电动汽车充电桩业务的未来技术储备提供参考。特别是针对多端口输出的功率...
基于无源性设计的电压控制器提升逆变器电流反馈型跟网逆变器稳定性
Stability Enhancement of Inverter-Current Feedback Grid-Following Inverters Using a Passivity-Based Voltage Controller
Yukai Huang · Jinbang Xu · Jie Ye · Songtao Huang 等7人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月 · Vol.40
本文针对逆变器侧电流反馈（ICF）配置下跟网型逆变器在弱电网中的稳定性问题，提出一种基于无源性理论的公共耦合点电压控制器，通过理论分析与实验验证，显著提升其在宽范围电网阻抗下的稳定裕度。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及组串式逆变器在弱电网/高阻抗场景（如偏远地面电站、工商业分布式项目）下的可靠并网。提出的无源性电压控制器可嵌入现有iSolarCloud平台的自适应控制模块，增强ICF架构（常见于紧凑型PCS设计）的鲁棒性，建议在下一代ST5000/630...
基于无源性电压控制器的逆变器电流反馈跟网型逆变器稳定性增强
Stability Enhancement of Inverter-Current Feedback Grid-Following Inverters Using a Passivity-Based Voltage Controller
Yukai Huang · Jinbang Xu · Jie Ye · Songtao Huang 等6人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
由于具有强大的功率输出性能，跟网型逆变器仍然是现代可再生能源系统的主要接口。随着全球对清洁高效能源转换的需求不断增加，优化逆变器系统的稳定性对于将可再生能源接入电网至关重要。在某些能源转换场景中，由于设备限制和空间约束，电流传感器被安装在逆变器侧，这可能会影响逆变器的稳定性。虽然已经对逆变器侧电流反馈（ICF）配置的稳定性进行了研究，但进一步提高其稳定性的方法仍有待深入探索。本文采用基于无源性的设计方法分析了 ICF 跟网型逆变器的稳定性，重点研究了公共耦合点电压控制器。对所提出的控制器进行了全...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于无源性设计的逆变器稳定性增强技术具有重要的工程应用价值。当前，我司光伏逆变器和储能变流器产品在全球市场占有率持续提升，但在实际应用中，受制于设备布局和成本优化需求，电流传感器往往需要配置在逆变器侧而非电网侧，这种逆变器侧电流反馈（ICF）配置在弱电网环境下存在稳定性...
基于谐振变换器的中压单级太阳能光伏逆变器损耗分析
Loss Analysis of a Resonant Converter Based Medium Voltage Single Stage Solar PV Inverter
Parthkumar Bhuvela · Hooman Taghavi · Adel Nasiri · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
在并网光伏系统中，通常使用逆变器与中压低频变压器（MV LFT）连接到电网。然而，在某些单级设计中，高频变压器（HFT）与展开式逆变器配对使用，取代了低频变压器。由于初级侧存在显著的开关损耗，这些设计在高功率中压电网中通常不太常见。本文提出了一种单级隔离式直接谐振交流中压（MV）并网太阳能光伏逆变器。该逆变器在整流器输出端产生整流后的正弦交流电流，然后由工频展开式逆变器进行展开。采用开关频率和移相调制相结合的方式来降低损耗。对每个阶段的损耗进行了分析，并提出了实现最优效率的移相角和开关频率组合。...
解读: 该谐振变换器中压单级逆变器的损耗分析技术对阳光电源SG系列大功率光伏逆变器及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。研究中的精确损耗建模方法可直接应用于1500V高压系统的SiC/GaN功率器件优化设计，通过量化开关损耗、磁性元件损耗及寄生参数影响，指导三电平拓扑的工作频率与调制策略优化。单级...
一种具有受控总谐波失真和三重最大功率点跟踪的并网光伏系统设计
Design of a Grid-Tie Photovoltaic System With a Controlled Total Harmonic Distortion and Tri Maximum Power Point Tracking
Ala A. Hussein · Xi Chen · Mahmood Alharbi · Anirudh Ashok Pise 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种自适应并网光伏系统，在保证预定电能质量的前提下，最大化注入电网的功率。该算法通过协同跟踪光伏源最大功率、DC-DC变换器最大效率以及逆变器在总谐波失真（THD）限制下的最大效率，实现了系统整体性能的最优控制。
解读: 该研究提出的“三重MPPT”协同优化算法对阳光电源的核心产品线具有直接参考价值。对于组串式逆变器（如SG系列），该算法可进一步提升在复杂工况下的发电效率，同时在保证THD指标的前提下优化逆变器损耗，有助于提升产品在严苛电网环境下的电能质量表现。建议研发团队关注该算法在iSolarCloud智能运维平...
一种用于光伏并网的高效直流母线利用与少器件五电平逆变器综合分析
A Comprehensive Analysis of Enhanced DC-Bus Utilization and Reduced Component Count Five-Level Inverter for PV-Grid Integration
Swapan Kumar Baksi · Ranjan Kumar Behera · Utkal Ranjan Muduli · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
摘要：几种五电平逆变器存在一些局限性，如直流母线电压利用率低和元件数量多等问题。本文介绍了一种采用开关电容设计的新型五电平逆变器，旨在通过最大限度地提高直流母线电压利用率，同时减少元件数量来解决这些问题。所提出的拓扑结构包含六个有源开关、两个二极管、一个浮动电容和一个单一直流电源，与传统设计相比，母线电压要求降低了50%。采用电平移相正弦脉冲宽度调制方法为所提出的逆变器生成开关脉冲。在理论分析之后，通过使用OPAL - RT 5700实时仿真器进行实时实现，验证了开关器件的实际行为。通过比较分析...
解读: 从阳光电源的光伏并网逆变器业务视角来看，这项五电平逆变器技术呈现出明显的工程价值和应用潜力。该拓扑通过开关电容设计实现了50%的母线电压需求降低，这对于我们的组串式和集中式逆变器产品线具有重要意义——更低的电压应力意味着可以选用耐压等级更低的功率器件，直接降低系统成本并提升功率密度。 从技术成熟度...
量化电容功率传输应用中开关电容逆变器的电荷共享损耗
Quantifying Charge Sharing Loss in Switched Capacitor Inverters for Capacitive Power Transfer Applications
Christopher S. Johnson · Tyler Marcrum · Michael Tidwell · William Stump 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
现代电子应用要求逆变器在更高频率下运行并具有更低的总谐波失真（THD）。串联/并联开关电容（SPSC）逆变器已被证明可降低THD，并支持更高的开关速度。现有文献中的损耗分析主要集中于晶体管开关及寄生元件引起的损耗，然而当SPSC系统驱动容性负载时，电路中会产生电荷共享损耗。本文推导了稳态与暂态响应下的电荷共享损耗，暂态分析揭示了基于开关速度的分岔运行模式。提出了一种抑制该固有损耗的设计方法，并构建了1 Hz–7 MHz宽带简化的SPSC逆变器实验验证两种分岔模式，在6–7 MHz实现74%效率（...
解读: 该开关电容逆变器电荷共享损耗量化技术对阳光电源高频功率变换产品具有重要参考价值。在ST储能变流器中，精确量化电荷共享损耗可优化SiC/GaN器件的高频开关设计，提升6-7MHz频段硬开关效率至74%水平。对SG光伏逆变器的1500V高压系统，该分岔模式分析方法可指导MPPT算法在容性负载下的损耗抑制...
无线电能传输系统的一种低成本最大效率跟踪方法
Low-Cost Maximum Efficiency Tracking Method For Wireless Power Transfer Systems
Xian Tang · Jianxu Zeng · Kong Pang Pun · Songping Mai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文提出了一种无线电能传输（WPT）系统的新型最大效率点（MEP）跟踪方法。研究证明，对于接收端包含Boost变换器的典型系统，在最大效率点处，占空比D对直流输入电压Vin的导数dD/dVin等于或小于由系统参数决定的常数β。
解读: 该文献探讨的WPT系统最大效率跟踪技术，虽然主要针对无线充电领域，但其核心控制逻辑（基于占空比与输入电压关系的MEP跟踪）与阳光电源的电动汽车充电桩及户用光伏优化器技术具有底层逻辑的相似性。对于阳光电源而言，该方法可借鉴用于提升充电桩功率变换效率，或为未来无线充电业务储备技术。但在当前核心产品线（光...
通过硅与碳化硅器件的电感解耦提升混合逆变器性能
Enhancing Hybrid Inverter Performance Through Inductive Decoupling of Silicon and Silicon Carbide Devices
Michael Walter · Mark-M. Bakran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本研究的核心目标是提高一款设计用于在 400 V 直流母线电压下运行的牵引混合开关逆变器的效率。这一目标通过将分立的 650 V 硅绝缘栅双极型晶体管（Si - IGBT）和续流二极管与 650 V 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC - MOSFET）进行并联组合来实现。本研究提出了一种创新方法，即引入额外的电感，将 SiC - MOSFET 半桥与 IGBT/硅二极管半桥解耦。这种解耦方法有效降低了有源 SiC - MOSFET 的开通损耗和无源硅二极管的关断损耗，与非解耦配置相比，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电感解耦的硅基IGBT与碳化硅MOSFET混合逆变器技术具有重要的应用价值和战略意义。 该技术通过在SiC-MOSFET半桥与IGBT/Si二极管半桥之间引入解耦电感，有效降低了SiC-MOSFET的开通损耗和硅二极管的关断损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器产...
Si/SiC混合开关的自适应门极延迟时间控制以提升逆变器效率
Adaptive Gate Delay-Time Control of Si/SiC Hybrid Switch for Efficiency Improvement in Inverters
Zishun Peng · Jun Wang · Zeng Liu · Zongjian Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
针对Si/SiC混合开关在不同结温和电流工况下的时变特性，本文提出了一种基于群智能算法的自适应门极延迟时间控制方法。该方法旨在优化混合开关的开关过程，从而显著提升逆变器在全工况下的转换效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，Si/SiC混合开关方案能有效平衡成本与效率。通过引入自适应门极延迟控制，可进一步挖掘SiC器件的性能潜力，降低开关损耗，提升整机功率密度。建议研发团队在下一代高压大功率...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...
具有软充电能力的七电平开关电容多电平逆变器
Seven-Level Soft Charging Switched-Capacitor Multilevel Inverter
Mehmet Memiş · Murat Karakiliç · IEEE Access · 2025年4月
本文提出了一种新型七电平开关电容多电平逆变器（SC-MLI）拓扑结构，具备软充电能力，并在效率与器件优化方面进行了性能分析。该结构在使用较少器件的同时实现高达97.32%的效率，总成本函数（CF）低至3.26，具有显著经济优势。仿真与实验验证了系统在阻性和感性负载下输出波形稳定，且在宽频率与调制指数范围内运行良好。采用高频正弦脉宽调制（SPWM）可自然实现电容电流的软充电效应，有效抑制涌流瞬态，降低开关损耗，提升整体效率。研究结果表明，该结构适用于可再生能源、电动汽车、不间断电源、微网及电机驱动...
解读: 该七电平软充电SC-MLI技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，软充电特性可有效抑制电容涌流，降低开关损耗，提升系统效率至97%以上，优化PowerTitan大型储能系统的功率密度与可靠性。在电动汽车驱动领域，该拓扑的低器件数（CF=3.26）与高频SPWM控制可直接应用...
基于SiC MOSFET的三相两电平逆变器最优非对称变死区时间建模与实现
Modeling and Implementation of Optimal Asymmetric Variable Dead-Time Setting for SiC MOSFET-Based Three-Phase Two-Level Inverters
Lei Zhang · Xibo Yuan · Jiahang Zhang · Xiaojie Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月
死区时间设置直接影响SiC MOSFET电压源变换器的效率、电能质量及可靠性。传统固定死区时间在SiC器件输出电容及体二极管续流作用下，会导致严重的输出电压畸变和额外损耗。本文提出了一种最优非对称变死区时间设置方法，通过建模分析有效降低了开关损耗与电压失真，提升了变换器整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要意义。随着公司产品全面向SiC功率器件切换以提升功率密度和效率，非对称变死区控制技术能有效解决SiC器件在高频开关下的电压畸变问题，进一步降低损耗并提升电能质量。建议研发团队在下一代高频化逆变器及P...
用于PMSM驱动的三电平ANPC逆变器的降低共模电压非最近空间矢量调制
A Non-Nearest Space Vector Modulation with Reduced Common-Mode Voltage for Three-Level ANPC Inverter Fed PMSM Drives
Guanzhou Ren · Guangtong Ma · Chunxing Yao · Shuai Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
由于低谐波失真、低电压应力和高效率优势，三电平逆变器已广泛应用于各种场合。传统三电平PWM方法通常调节冗余小矢量占空比以实现中点电压控制。共模电压CMV降低方法避免使用产生高共模电压的冗余小矢量。为解决该问题，提出一种三电平逆变器的新型调制技术。该方法基于非最近空间矢量合成准则开发，与传统SVPWM相比将CMV幅值降低至50%。提出新的中点电压平衡方法，利用具有相反中点电流的小和中矢量调节中点电压。通过对比仿真和实验测试验证该调制方法性能，结果显示更低总谐波失真、改善的中点电压调节能力和增强的逆...
解读: 该三电平ANPC调制研究对阳光电源三电平逆变器技术优化有重要参考价值。CMV降低至50%和改善中点电压平衡的性能提升与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的EMI抑制和可靠性需求一致。非最近空间矢量合成准则和利用小中矢量平衡中点电压的方法可应用于阳光三电平拓扑的调制算法优化。更低THD和更高效...
降低直流母线电容的两级单相逆变器系统中DAB优化控制
Optimized Control of DAB in Two-Stage Single Phase Inverter System with Reduced DC-Bus Capacitance
Fei Xiong · Qiangfu Feng · Shanfeng Chen · Dong Yan · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为在两级单相逆变器系统中降低中间直流母线电容同时保持高效率，提出了高直流母线电压纹波和降低直流母线电容条件下双有源桥DAB的优化二倍频功率控制方法。首先基于直流母线电压与电网电压位置关系分析推导出直流母线电压纹波最大允许值的通用近似解析计算方法。然后优化DAB中的二倍频功率和直流母线电压基准以降低整个二倍频周期内DAB的有效值电流。推导出解析表达式形式的最优控制组合。考虑最大电压纹波限制和DAB电流优化，提出优化协调控制方法，在确保逆变器系统稳态和瞬态过程稳定运行的同时最小化DAB有效值电流。
解读: 该DAB优化控制研究对阳光电源储能变流器设计有重要参考价值。降低直流母线电容同时保持高效率的技术目标与阳光ST系列储能变流器的小型化和高功率密度发展方向一致。二倍频功率优化控制方法可应用于阳光单相储能逆变器和户用光伏逆变器的直流母线管理，减小薄膜电容使用量降低成本。解析化的最优控制组合推导为阳光iS...
基于SiC MOSFET的高效率能量回馈型宽输入电压直流电子负载架构
Wide Input Voltage DC Electronic Load Architecture With SiC MOSFETs for High Efficiency Energy Recycling
Qi Yang · Mingxie He · Jia-hua Xu · Xiang Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文提出了一种基于SiC器件的三级能量回馈型直流电子负载架构。通过交错Boost变换器与LLC-DCX级联，利用1200V SiC MOSFET实现高频隔离与预调节，使系统在150-750V宽输入电压范围内保持高效率。该架构在780V母线电压下采用T型三电平逆变器实现电能回馈。
解读: 该技术在测试设备领域具有重要应用价值，直接关联阳光电源的研发测试平台及产线老化测试系统。其采用的SiC MOSFET与LLC-DCX拓扑可显著提升能量回馈效率，降低测试过程中的电能损耗。建议将其应用于阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统的出厂老化测试环节，通过引入高效率能量回馈电子负载...
基于精确时域建模和线周期加权损耗优化设计策略的LCL型单级逆变器
LCL Type Single-Stage Inverter Based on Accurate Time-Domain Modeling
Zhichong Shao · Jiahao Li · Jie Chen · Dibin Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
基于传统谐振DC-DC变换器的伪直流链路单级隔离逆变器(PDL-SII)存在电压增益范围窄和由此导致的低增益范围输出畸变问题。为解决该问题,提出基于LCL谐振变换器的新型PDL-SII。因LCL变换器优异降压性能,该PDL-SII具有全范围零电压开关特性且仅需脉冲频率调制。进行LCL变换器时域分析,推导LCL变换器运行原理和模式分布。为优化基于LCL变换器的PDL-SII效率,提出新型线周期加权损耗优化设计策略,集成电压电流应力、软开关范围和增益范围。不同于传统DC-DC应用设计策略,该设计策略...
解读: 该LCL谐振单级逆变器技术对阳光电源光伏和储能逆变器优化有重要应用价值。线周期加权损耗优化策略可应用于SG系列光伏逆变器,提高全线周期效率。全范围ZVS特性对阳光电源单级拓扑产品的可靠性和效率提升有借鉴意义。96.8%峰值效率和2.1%THD对户用储能系统的电能质量和转换效率有优化潜力,可提升用户满...
基于基本调制技术的不对称多电平逆变器与多脉冲变换器的开发
Development of Fundamental Modulation Technique Based Asymmetric Multi-Level Inverter and Multi-Pulse Converter to Prevent Medium Voltage Drive From Harmonic Component
Rohit Kumar · Bhim Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
在高电平多电平逆变器中，需要采用低开关频率运行，以提高开关利用率，并使变流器在低功率损耗的情况下获得出色的效率曲线。此外，变速驱动在低于基速运行时需要进行电压电平与频率的调节。因此，本文针对一种九电平（1:1:2）不对称型减少开关级联 H 桥多电平逆变器（ARSCHB - MLI），提出了一种基于在线角度计算的新型基频开关调制技术，即面积均衡调制策略（AEMS）。大功率范围内的功率变流器应用广泛，这也增加了系统中的电能质量问题。为解决系统驱动端的问题，采用九电平逆变器为感应电机供电，该逆变器每相...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的基于基频调制的非对称多电平逆变器技术具有重要的参考价值和应用潜力。论文核心技术——九电平不对称级联H桥逆变器（ARSCHB-MLI）采用1:1:2的直流源配置和区域均衡调制策略（AEMS），这与我司在大功率光伏逆变器和储能变流器领域追求的技术方向高度契合。 该...
无变压器单相共地变换器拓扑综述：逆变器
Transformer-Less Single-Phase Common-Ground Converters: Inverters
Houqing Wang · Weimin Wu · Liang Yuan · Mohamed Orabi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
无变压器逆变器因省去工频变压器，具有高功率密度、高效率和低成本优势，广泛应用于分布式光伏系统。然而，共模电压与光伏面板对地寄生电容会引发共模漏电流，导致安全隐患、电磁干扰及额外损耗。单相共地无变压器（TLSPCG）逆变器通过将直流侧端子与交流侧连接，有效抑制漏电流。本文对近年来TLSPCG逆变器拓扑进行分类，阐述其工作原理，提炼相似结构间的演化关系，总结拓扑衍生方法，并从结构、研究现状、性能、成本和应用等方面进行系统比较分析。同时提出拓扑选型流程、器件选型方法及硬件结构设计建议，最后归纳关键使能...
解读: 该无变压器共地拓扑综述对阳光电源SG系列单相光伏逆变器具有直接应用价值。文章系统梳理的TLSPCG拓扑及漏电流抑制方案，可指导SG系列住宅及小型商用逆变器的拓扑优化，降低共模EMI滤波器成本。提出的拓扑选型流程与高频开关器件应用分析，为阳光电源推进SiC器件在单相逆变器中的应用提供理论依据，可提升功...
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