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用于更多电飞机应用中保持时间扩展的双有源桥变换器混合相位-频率控制
A Hybrid Phase-Frequency Control of Dual Active Bridge Converters for Hold-Up Time Extension in More Electric Aircrafts Applications
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文针对更多电飞机（MEA）应用中的双有源桥（DAB）变换器，提出了一种混合相位-频率控制策略。该方法旨在解决保持时间（Hold-up time）扩展过程中，传统移相控制导致的电压增益与电流应力耦合问题，有效降低高电压增益下的电流应力，提升变换器在极端工况下的可靠性与安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及直流充电桩核心DC-DC环节的关键拓扑。该文提出的混合相位-频率控制策略，能够有效优化DAB在宽电压范围下的电流应力，这对于提升阳光电源储能变流器（PCS）在电网电压波动或电池电压变化时的效率和可靠性具有重要参考价值...
一种基于二进制比较器异步脉宽调制的低EMI降压变换器
A Low-EMI Buck Converter Using a Binary Comparator-Based Asynchronous Pulsewidth Modulator for Wide Adjustable Switching Frequency Application
Lehan Xu · Zhangyong Chen · Yong Chen · Xin Tong 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月 · Vol.14
本文提出一种采用二进制比较器异步PWM（BAPWM）控制的低杂散噪声、宽可调开关频率降压变换器。理论分析表明二阶BAPWM具备更宽调频范围，其线性化模型频率响应与传统PWM兼容，且具备固有展频特性，显著抑制EMI。
解读: 该BAPWM技术可提升阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统中DC-DC级（如电池侧双向变换器）的EMI性能与频率灵活性，尤其利于高功率密度设计和CISPR 32等严苛EMC认证。建议在新一代户用/工商业储能PCS的辅助电源或电池接口模块中试点集成，并结合SiC/GaN器件优化开关频率...
基于虚拟电容的连续控制集模型预测控制DC-DC变换器噪声容忍策略
Noise Tolerance Strategy Based on Virtual Capacitor for DC–DC Converters With Continuous Control Set Model Predictive Control
Zheng Dong · Qian Chen · Jiawang Qin · Zhenbin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对连续控制集模型预测控制（CCS-MPC）在DC-DC变换器应用中易受噪声干扰导致性能下降的问题，本文提出了一种基于虚拟电容的噪声容忍方法。该方法结构简单且有效，能够显著提升CCS-MPC在实际电力电子变换器中的鲁棒性与控制精度。
解读: 该研究直接针对DC-DC变换器的控制算法优化，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中的DC-DC级具有重要参考价值。CCS-MPC算法在高性能变换器中应用广泛，但噪声敏感性一直是工程落地的痛点。引入“虚拟电容”策略可有效提升系统在复杂电磁环境下...
一种基于直接频率-相位闭环控制的DAB变换器超快速宽安全范围启动方法
An Ultrafast and Wide-Safe-Range Start-Up Method of DAB Converters With Straightforward Frequency-Phase Closed-Loop Control
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对双有源桥（DAB）变换器启动速度慢及安全运行范围受限的问题，本文提出了一种变频加扩展移相（EPS）控制策略。该方法摆脱了传统手动预设移相模式的限制，通过闭环控制实现了理论最大功率输出，显著提升了DAB变换器的启动速度与运行安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中DC-DC级核心拓扑。该研究提出的变频与EPS结合的启动策略，能有效解决储能系统在黑启动或并网切换过程中的电流冲击与启动缓慢问题，提升系统动态响应速度。建议研发团队评估该控制算法在PCS功率模块中的应用，以优化储能系...
将动态阈值电压纳入肖特基型p-GaN栅极功率HEMT的SPICE模型
Incorporating the Dynamic Threshold Voltage Into the SPICE Model of Schottky-Type p-GaN Gate Power HEMTs
Han Xu · Jin Wei · Ruiliang Xie · Zheyang Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
本文研究了增强型肖特基型p-GaN栅极HEMT的阈值电压（VTH）对漏极偏置的依赖性。研究发现，器件从高漏压关断状态切换至导通状态时，所需的栅极电压高于静态特性预期。文章揭示了这种动态VTH现象的物理机制，并将其纳入SPICE模型以提高仿真精度。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该研究提出的动态阈值电压SPICE模型，能够显著提升电路仿真在宽禁带半导体应用中的准确性，避免因模型偏差导致的驱动电路设计失效。建议研发团队在开发下一代高频、高效率组串式逆变器及微型逆变器时，引入该动态模...
集成II型双馈变速抽水蓄能机组的电力系统频率响应降阶建模
Reduced-Order System Frequency Response Modeling for the Power Grid Integrated With the Type-II Doubly-Fed Variable Speed Pumped Storage Units
Yahong Chen · Wei Xu · Yi Liu · Essam M. Rashad 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
传统系统频率响应（SFR）模型难以准确描述含大规模变速抽水蓄能（VSPS）机组的现代电网频率特性。本文提出了一种改进的降阶SFR模型，专门用于分析集成大容量（单机可达500MW）II型双馈变速抽水蓄能机组后的电网频率响应，为高比例可再生能源电力系统的频率稳定性分析提供了理论支撑。
解读: 该研究关注大规模变速抽水蓄能与电网的频率交互，对阳光电源的电网侧储能业务（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着高比例新能源接入，电网对调频能力要求提升，该降阶模型可优化阳光电源构网型（GFM）储能变流器的控制策略，提升其在弱电网下的频率支撑能力。建议将该模型应用于大型储能电站的并网仿真...
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...
基于三绕组耦合电感与正弦波调制的双向软开关串联谐振变换器
Three-Winding-Coupled-Inductor-Based Bidirectional Soft-Switching Series-Resonant Converter with Sine-Wave Modulation
Guo Xu · Xinyu Chen · Jingtao Xu · Guangfu Ning 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出一种基于三绕组耦合电感的双向串联谐振变换器（TWCI BSRC），采用正弦波调制（SWM）方法，磁性元件数量少。谐振电流始终为正弦波，可降低电流谐波并简化零电压开关（ZVS）分析。在宽电压范围内，所提SWM实现负载无关的电压增益。仅需两组PWM信号，原副边开关驱动逻辑相同，且在整个负载范围内所有开关均实现ZVS。双向功率流动时的驱动逻辑一致。此外，提出一种磁集成结构，将两个升压电感、高频变压器和谐振电感集成于同一耦合电感中，减少磁性元件数量。通过1 kW样机实验验证了该变换器的工作原理与...
解读: 该三绕组耦合电感双向软开关技术对阳光电源储能和充电产品线具有重要应用价值。其正弦波调制方案可优化ST系列储能变流器和充电桩的双向功率流动性能,磁集成设计能有效降低产品体积和成本。ZVS软开关特性可提升系统效率,适用于PowerTitan大功率储能系统的高频隔离DC-DC模块。该方案的负载无关电压增益...
面向光伏应用的10 kV/1 MW固态变压器双有源桥高效控制方案设计与实现
Design and Implementation of High Efficiency Control Scheme of Dual Active Bridge Based 10 kV/1 MW Solid State Transformer for PV Application
Tao Liu · Xu Yang · Wenjie Chen · Yang Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对光伏系统中基于模块化多电平级联变换器（MMC）的固态变压器（SST）拓扑，重点研究了双有源桥（DAB）变换器的控制策略。鉴于光伏面板电压与功率波动范围广，DAB变换器效率易受影响，本文提出了一种高效控制方案以优化其在宽范围工况下的性能。
解读: 该研究涉及的SST技术及DAB拓扑对阳光电源的集中式逆变器及大型光伏电站解决方案具有重要参考价值。随着光伏电站向高压化、大功率化发展，基于MMC的固态变压器是实现中压并网的关键技术路径。DAB的高效控制策略可直接优化阳光电源集中式逆变器及储能变流器（PCS）内部DC-DC环节的转换效率，有助于提升系...
具有纳秒级开关特性和鲁棒过压能力的1.2 kV/25 A增强型P-N结/AlGaN/GaN HEMT
1.2 kV/25 A Normally off P-N Junction/AlGaN/GaN HEMTs With Nanosecond Switching Characteristics and Robust Overvoltage Capability
Feng Zhou · Weizong Xu · Fangfang Ren · Yuanyang Xia 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于P-N结栅极结构的1.2 kV/25 A增强型GaN HEMT。该器件具备18.2 V的栅极击穿电压和1.7 V的正阈值电压，提供了宽广的栅极偏置窗口。实验表明，该器件在10 V栅极驱动电压下表现出优异的纳秒级开关特性和极强的过压耐受能力，为高压功率转换应用提供了新方案。
解读: 该技术对阳光电源的功率电子产品线具有重要意义。1.2 kV/25 A的增强型GaN器件在高频化、小型化方面优势显著，特别适用于户用光伏逆变器及小型化储能变流器（PCS）的功率级设计。其高栅极击穿电压提升了驱动电路的可靠性，有助于降低系统损耗并提高功率密度。建议研发团队关注该器件在高频DC-DC变换器...
用于提升暂态稳定性的构网型换流器直流电压控制
DC Voltage Control of Grid-Forming Converter for Transient Stability Enhancement
Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xiangjun Quan · Zheng Wang 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月
由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。在相关文献中，虽已探讨了直流母线电压控制对稳定性的影响，但尚未进行全面研究。更重要的是，针对增强暂态稳定性的直流母线电压控制研究甚少。本文提出了一种专门用于增强构网型变流器暂态稳定性的稳定直流母线电压控制方法。通过理论分析和验证证实了该方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器直流电压控制的研究具有重要的战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域的深入布局，构网型控制技术已成为应对高比例新能源接入电网的核心解决方案。该论文针对构网型变流器在电网故障期间可能出现的暂态稳定性问题，特别是直流母线效应引发的失稳风险，提出了专门的稳...
室温下电注入的GaN基光子晶体表面发射激光器
Room-temperature electrically injected GaN-based photonic-crystal surface-emitting lasers
Tong Xu1Meixin Feng2Xiujian Sun2Rui Xi2Xinchao Li2Shuming Zhang2Qian Sun2Xiaoqi Yu3Kanglin Xiong3Hui Yang4Xianfei Zhang5Zhuangpeng Guo5Peng Chen5 · 半导体学报 · 2025年9月 · Vol.46
光子晶体表面发射激光器（PCSELs）利用二维光子晶体的布拉格衍射实现高功率、低发散角的单模输出，近年来受到广泛关注[1-3]。2023年，京都大学报道了基于GaAs的945 nm PCSEL，在连续波（CW）工作模式下单模输出功率超过50 W，光束发散角窄至0.05°，亮度达到1 GW·cm⁻²·sr⁻¹，可与传统大体积激光器相媲美[4]。
解读: 该GaN基光子晶体表面发射激光器技术对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦光电子领域，但其电注入结构设计、热管理方案及GaN材料的高温稳定性特性，可为ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率模块散热优化提供借鉴。特别是其室温连续工作能力验证了GaN器件在高功率密度应用中...
基于单输入单输出传递函数的构网型储能系统交互建模与稳定性分析
Interaction Modeling and Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage System Based on SISO Transfer Functions
Kezan Zhang · Mengxuan Shi · Xia Chen · Dejun Shao 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
随着光伏（PV）规模的快速扩大，构网型储能系统（GFM-ESS）被广泛用于提供惯性响应和电压支撑以改善系统动态特性。不同同步方式的换流器在动态行为上存在显著差异，且构网型（GFM）与跟网型（GFL）设备在多时间尺度控制下可能引发混合系统的次同步振荡。本文研究了由GFM-ESS与跟网型光伏系统（GFL-PV）组成的并网系统，基于单输入单输出（SISO）传递函数建立了PV-ESS动态交互模型。通过开环全回路与子回路传递函数结合，揭示了弱电网下GFM-ESS对GFL-PV动态特性的影响机制，并分析了不...
解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同运行具有重要指导意义。基于SISO传递函数的交互建模方法可直接应用于PowerTitan储能系统的GFM控制策略优化，特别是在弱电网场景下与大规模GFL光伏阵列并网时的稳定性设计。研究揭示的多时间尺度控制耦合机制，可用于改进阳光电源构网型储...
配电网中分布式模块化储能系统的最优鲁棒配置以实现电压调节
Optimal robust allocation of distributed modular energy storage system in distribution networks for voltage regulation
Zirong Xu · Zhiyuan Tang · Yongdong Chen · Youbo Liu 等6人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388
本文研究了在主动式低压配电网（DNs）中为减小电压偏差而进行的分布式模块化储能（DMES）最优鲁棒配置（位置与数量）问题。在所提出的配置问题中，设计了一种新颖的集中-本地控制框架（CLCF）用于DMES的电压调节，并对该框架下的下垂系数设定方案进行了优化确定。此外，为了应对有功与无功功率注入之间的不确定性及其相关性，本文在一种新型的相关多面体不确定性集（CPUS）下构建了鲁棒优化模型来表述DMES配置问题，从而避免解的过度保守性。进一步地，为使所提出的非线性非凸配置问题在计算上具有可追踪性，将其...
解读: 该分布式模块化储能优化配置技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。论文提出的集中-本地控制框架与下垂系数优化调度,可直接应用于我司储能变流器的电压调节策略,提升低压配网场景下的电压质量。其鲁棒优化模型能有效应对功率不确定性,为iSolarCloud平台的智能运维算...
构网型变流器在考虑直流链路效应下的稳定性分析与控制设计
Stability Analysis and Control Design of Grid-Forming Converters With DC-Link Effect
Chenhang Xu · Zhixiang Zou · Xinlei Liu · Meng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于具备诸多优势特性，构网型变流器正越来越多地被用作分布式能源与电网之间的接口。然而，在电网故障期间，它们可能会遇到暂态稳定性问题，尤其是在考虑直流母线影响时。本文建立了一个暂态能量函数，基于李雅普诺夫直接法实现了考虑直流母线影响的构网型变流器的稳定性分析，揭示了暂态失稳主要由功率不平衡和负阻尼效应引起。为解决这一问题，本文提出了一种改进的直流母线电压控制方法，以实现临时的能量存储和惯量调节，从而提高构网型变流器的暂态稳定性并避免可能出现的过电压。本文还提供了理论分析和验证，以证实该方法的有效性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于构网型变流器暂态稳定性分析与控制设计的研究具有重要的战略价值。随着新型电力系统建设的推进，构网型逆变器正成为我司光伏逆变器和储能系统的核心技术方向，其能够主动支撑电网电压和频率，这对提升分布式能源的并网友好性至关重要。 该研究通过李雅普诺夫直接法建立的暂态能量函数...
变压器短路耐受能力的理论评估及绕组累积变形识别方法
Theoretical Evaluation of Transformer Short-Circuit Withstand Capability and Identification Method of Winding Cumulative Deformation
Jun Liu · She Chen · Feng Wang · Dengfeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
随着电力系统容量增大，电力变压器常承受多次不同强度的短路冲击，现有评估方法难以准确预测其累积效应，影响运维决策。本文构建双柱三绕组模型变压器，采用WELDINST软件及中日变压器技术委员会推荐方法进行短路耐受能力理论评估，并开展不同电流比的短路冲击实验，研究径向与轴向失稳下的累积效应。结果表明，不同方法在不同失稳模式下预测精度差异显著，中国技术委员会方法在轴向失稳下表现更优，WELDINST在径向失稳下更佳，实验平均偏差分别为19.75%和8.92%。当电流比超过70%时，累积效应显著。建立了阻...
解读: 该研究对阳光电源的大功率变压器应用具有重要参考价值。研究成果可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的变压器设计与运维。通过短路耐受能力评估方法和累积变形识别技术，可提升产品的以下方面：1)优化变压器设计裕度，提高产品可靠性；2)通过振动特征实时监测变压器健康状态，完善iSolarCloud平...
高功率器件封装中含重铸层和粗糙界面的陶瓷通孔互连结构热力学分析
Thermodynamic analysis of TCV interconnect structure with recast layers and rough interfaces for high-power device packaging
Xin Zou · Zhirui Xu · Hao Chen · Yang Peng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
通孔陶瓷过孔（TCV）互连结构的热机械行为对三维封装可靠性有着显著影响。然而，现有研究在很大程度上忽视了激光钻孔所产生的缺陷——特别是重铸层和粗糙界面——在调节高功率器件热应力方面的关键作用。在本研究中，提出了一种考虑重铸层和粗糙界面的TCV互连结构的新型热力学分析方法。利用魏尔斯特拉斯 - 曼德布罗特（W - M）分形函数建立了具有可调界面粗糙度的陶瓷 - 重铸层 - 铜模型。实验结果与模拟结果吻合良好，最大误差仅为11.1%。热力学模拟结果显示，热应力与界面粗糙度之间存在非单调关系：在所有温...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对陶瓷通孔（TCV）互连结构的热力学研究具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等大功率设备中，功率半导体模块是核心部件，其封装可靠性直接影响系统的长期稳定性和功率密度提升。 该研究的核心贡献在于首次系统性地量化了激光钻孔工艺缺陷（重铸层和粗糙界面）对热应力的...
一种具有A稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法用于电力电子变换器
A General Interface-Free Delayed Real-Time Simulation Method with A-Stability for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Xiaodong Yuan · Huachun Han 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
电力电子变换器固有的复杂拓扑结构、众多非线性开关器件以及高频特性给实时仿真带来了巨大挑战。本文提出了一种具有 A 稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法。引入半步显式解析解来修正接口处受控源的值，克服了传统解析解计算负担大的局限。此外，该方法实现了变换器的并行求解和导纳恒定，与现有技术相比，既具有 A 稳定性，又无接口时延。通过搭建物理原型，并在 OP4610 上进行多种场景的硬件在环（HIL）仿真，验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无接口延迟实时仿真技术具有重要的战略价值。该方法通过半步显式解析解修正受控源数值，实现了功率电子变换器的并行求解和恒定导纳特性，同时具备A稳定性和零接口时延，这直接契合了我司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品研发中对高精度实时仿真的迫切需求。 在产品开发层面，该技术可...
基于双光束同步激发的钒掺杂4H-SiC光电导开关中的均匀电流密度与热分布
Uniform Current Density and Thermal Distribution in Vanadium-Doped 4H-SiC PCSS Based on Dual-Beam Synchronous Excitation
Shengtao Chen · Ming Xu · Ruidong Lv · Li Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
缓解电流拥挤现象和提高热分布均匀性对于碳化硅光电导开关（SiC PCSS）的高功率应用具有重要意义。通过改变532 nm脉冲激光束的光路，研究了垂直电极结构的掺钒4H - SiC PCSS的瞬态输出特性。此外，建立了多物理场耦合模型，以模拟PCSS导通期间内部的电流密度和发热分布。结果表明，双脉冲激光束（双光束）同步激发显著降低了电极 - 半导体 - 绝缘体三相点处的峰值电流密度和温度，促进了这些参数在衬底内更均匀的分布，且不会影响PCSS的瞬态输出特性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅光导开关（SiC PCSS）的研究具有重要的技术参考价值。碳化硅作为第三代半导体材料，已在我们的光伏逆变器和储能变流器中得到广泛应用，而该研究探索的光导开关技术代表了功率器件的另一发展方向。 该论文提出的双光束同步激发技术，通过优化电流密度和热分布均匀性，有...
增强短路电流能力的新功率模块对构网型风力发电机组低电压穿越性能带来的潜力与挑战
Potential and Challenges in LVRT for Grid-Forming Wind Turbines Brought by the Emergence of New Power Modules With Enhanced Short-Circuit Current
Siying Xu · Han Wang · Dangsheng Zhou · Chen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
提高变流器的短路电流能力可直接提升基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机组（WTS）的低电压穿越（LVRT）性能。此前，这一方法受限于功率半导体模块和成本。材料和调制策略的最新进展极大地提升了它们的短期过流能力（在 3 秒内可达 3.0 标幺值），而风力发电机组的总成本仅增加约 3.3%。这一进展使得有必要评估其在基于电网支撑型风力发电机组的低电压穿越实际应用中的潜力和挑战。首先，提出了基于双馈感应发电机的风力发电机组在对称电网故障下的电网支撑型控制策略，并建立了暂态模型。其次，从可控区域、...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于新型功率模块增强短路电流能力的研究对我们在风电变流器和电网支撑技术领域具有重要参考价值。虽然研究聚焦于双馈风电系统，但其核心技术理念与我们的光伏逆变器、储能变流器产品在构网型控制和低电压穿越能力提升方面存在显著的技术共性。 该研究最具价值的突破在于，通过新型功率半...
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