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考虑多单元电热效应的IGBT模块多层键合线布局热缓解与优化
Thermal Mitigation and Optimization Via Multitier Bond Wire Layout for IGBT Modules Considering Multicellular Electro-Thermal Effect
Yu Chen · Qiang Wu · Chengmin Li · Haoze Luo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
针对大面积IGBT芯片中缝合线配置导致的电流密度不均及芯片局部过热问题，本文提出了一种考虑缝合键合线的多单元电热模型。通过该模型优化键合线布局参数，旨在改善电流分布，降低芯片热应力，从而提升功率模块的可靠性与热性能。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的可靠性设计。在大功率密度趋势下，IGBT模块的键合线布局优化是提升产品寿命和热管理能力的关键。通过引入多单元电热模型，研发团队可在设计阶段精准评估键合线电流分布，优化模块封...
一种用于三相Buck整流器且在扇区边界无输入电流畸变的优化非对称调制方案
An Optimized Asymmetric Modulation Scheme for Three-Phase Buck Rectifier Without Input Current Distortion at the Sector Boundaries
Rui Huang · Jianping Xu · Qiang Chen · Xia Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
三相Buck整流器常采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）以实现低总谐波畸变（THD）和低开关损耗。然而，传统SVPWM在从偶数扇区向奇数扇区切换时会导致输入电流畸变，从而恶化电流谐波性能。本文提出了一种优化的非对称调制方案，有效解决了扇区切换时的电流畸变问题。
解读: 该技术主要涉及三相Buck整流器的调制策略优化，与阳光电源的组串式逆变器、储能变流器（PCS）及充电桩业务高度相关。在光伏逆变器和PCS的前级整流或双向变换环节中，输入电流的谐波质量直接影响电网适应性与电能质量。该非对称调制方案能够有效消除扇区切换时的电流畸变，提升系统在宽负载范围下的THD表现。建...
一种三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断方法
A Novel Simultaneous Diagnosis Method for IGBT Open-Circuit Faults and Current Sensor Faults of Three-Phase SPWM Inverter
Falong Lu · Qiang Guo · Zhifeng Dou · Yafei Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种针对三相SPWM逆变器中IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断新方法。该方法结合Park变换与快速傅里叶变换（FFT），能够有效提取故障特征，实现对多种IGBT及传感器故障的同步识别与定位，提升了逆变器系统的运行可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器PCS）的运行可靠性。在光伏与储能电站中，逆变器故障诊断是保障系统高可用性的关键。该方法通过Park变换与FFT实现故障同步诊断，无需额外硬件成本，极具工程应用价值。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过在...
基于超高频信号注入的全速范围断电IPMSM位置检测与速度记录方法
Position Detection and Speed Recording Method for Power-Off IPMSM in Full-Speed Range Based on Ultrahigh Frequency Signal Injection
Xinmin Li · Chuang Dai · Wei Chen · Qiang Geng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
针对内置式永磁同步电机（IPMSM），本文提出了一种在主电源断开后，全速范围内进行转子位置和速度记录的方法。该方法通过在电机断电后向绕组注入超高频（UHF）正弦电压，实时计算并获取转子位置与速度信息，解决了断电状态下的电机状态监测难题。
解读: 该技术主要应用于永磁同步电机（PMSM）的无传感器控制领域。对于阳光电源而言，该算法可优化电动汽车充电桩中的电机驱动控制逻辑，或在风电变流器及储能系统中的辅助电机控制中提升可靠性。特别是在系统发生故障或紧急断电时，通过超高频注入实现转子位置的实时感知，有助于提升设备在极端工况下的安全性与重启效率。建...
一种针对三相Buck整流器在不平衡交流输入条件下具有简单传递矩阵的数字控制策略
A Digital Control Strategy With Simple Transfer Matrix for Three-Phase Buck Rectifier Under Unbalanced AC Input Conditions
Qiang Chen · Jianping Xu · Rui Huang · Weisu Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文针对三相Buck整流器（3ph-BR）在交流输入电压不平衡工况下，提出了一种基于输入电压与直流母线电压之间简单传递矩阵的数字控制策略。该策略能有效消除不平衡工况下交流输入电流的奇次谐波及输出电压纹波的偶次谐波，提升系统电能质量。
解读: 该研究提出的控制策略对于提升阳光电源在复杂电网环境下的电能质量控制能力具有重要参考价值。三相Buck整流技术与阳光电源的组串式逆变器、储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩的前端整流级拓扑高度相关。在弱电网或电网电压不平衡场景下，该控制策略能有效抑制直流侧电压纹波，从而延长电解电容寿命，提升系统可靠性...
基于重构相电压的三相Buck整流器功率跟随控制
Reconstructed Phase Voltages Based Power Following Control for Three-Phase Buck Rectifier Under Unbalanced Phase Voltages and Wide AC Input Frequency
Rui Huang · Jianping Xu · Qiang Chen · Xia Guo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
针对航空等宽频率输入应用场景，本文提出了一种在三相电压不平衡及输入频率波动（360-800Hz）下，基于重构相电压的三相Buck整流器功率跟随控制策略。该方法通过重构输入电压，有效提升了整流器在复杂电网环境下的控制精度与稳定性。
解读: 该研究聚焦于宽频率范围下的三相Buck整流控制，虽然阳光电源的核心业务集中在光伏和储能的并网逆变（通常为工频50/60Hz），但其提出的“电压重构”与“不平衡电网下的功率控制”技术，对阳光电源在弱电网环境下提升逆变器鲁棒性具有参考价值。特别是在风电变流器或未来航空/船舶等特殊场景的电力电子变换器设计...
一种具有低共模电压和低电压应力的三相Buck型PFC整流器混合PWM调制策略
A Hybrid PWM Pattern of Three-Phase Buck PFC Converter With Low Common-Mode Voltage and Low Voltage Stress
Sheng Su · Qiang Chen · Runsen Ma · Xing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对高频高功率密度三相Buck型PFC整流器面临的共模电压高及开关器件电压应力大的问题，本文研究了不同PWM调制模式的影响，并分析了高频电流路径，提出了一种混合PWM调制策略以优化系统性能。
解读: 该研究针对Buck型PFC整流器的共模电压与电压应力优化，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。在追求更高功率密度的设计趋势下，降低共模噪声有助于简化EMI滤波器设计，减小体积与成本；而降低开关器件电压应力则能提升系统可靠性，并为使用更高电压等级的宽禁带半导体器件提供理论支...
一种用于电力牵引系统逆变器输出过流故障诊断的事件集模式识别方法
An Event Set Mode Recognition Method for Fault Diagnosis of Inverter Output Overcurrent in Electric Traction System
Qiang Ni · Zhikai Chen · Aiyu Gu · Yang Meng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
逆变器输出过流（IOO）是电力牵引系统中的常见异常，会导致系统停机及维护需求。为提升维护效率与智能化水平，本文提出了一种事件集模式识别方法，用于追踪过流故障的根源，从而实现精准的故障诊断与运维优化。
解读: 该研究提出的事件集模式识别方法在故障溯源和智能化运维方面具有极高参考价值。阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统在复杂工况下同样面临过流保护挑战，引入此类基于事件模式的诊断算法，可显著提升iSolarCloud平台的故障预警准确率，减少误报，实现从“被动维修”向“主动运维”的转型。建议...
具有宽输入电压范围的高效率准单级DAB-DC/AC变换器
High Efficiency Quasi-Single-Stage DAB-DC/AC Converter With Wide Input Voltage Range
Qiang Chen · Shilong Wang · Yuanbo Li · Xing Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
单级DAB DC/AC变换器难以在整个交流周期内保持输入输出电压与变压器变比匹配，导致软开关范围受限及电流应力大。本文提出一种由四开关Buck-Boost变换器与DAB DC/AC变换器组成的准单级拓扑，旨在解决上述问题并提升变换效率。
解读: 该拓扑结构对阳光电源的储能变流器（PCS）及光伏逆变器产品线具有重要参考价值。DAB（双有源桥）是目前储能PCS的核心拓扑，该研究提出的准单级方案通过引入Buck-Boost级，有效解决了宽电压范围下的软开关实现难题，有助于降低系统电流应力，从而提升整机效率并减小磁性元件体积。建议研发团队关注该拓扑...
平面栅SiC MOSFET MOS沟道与体二极管耦合导通机制对第三象限浪涌电流能力的影响
Influence of Coupling Conduction Mechanism Between MOS-Channel and Body Diode on 3rd Quadrant Surge Current Capability of Planar-Gate SiC MOSFETs
Man Zhang · Helong Li · Qiang Chen · Haoran Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了平面栅SiC MOSFET中MOS沟道与体二极管之间的耦合导通机制，及其对第三象限浪涌电流能力的影响。研究发现，当MOS沟道开启时，MOS沟道与体二极管并非独立的电流路径，MOS沟道会抑制体二极管的导通能力，从而影响器件在浪涌工况下的可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中SiC功率模块的选型与可靠性设计。在光储系统中，逆变器常处于双向功率流动状态，SiC MOSFET的第三象限导通特性对提升系统效率和应对电网浪涌冲击至关重要。建议研发团队在设计高功率密度模块...
基于交叉耦合多旋转环路的柔性谐波控制方法在电网阻抗变化且含谐波畸变下的GFM逆变器中的应用
Cross-Coupled Multiple Rotational Loop-Based Flexible Harmonic Control for GFM Inverters under Complex and Distorted Grid
Haoqing Cai · Min Chen · Yan Zhang · Yi Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
非理想电网具有时变阻抗与谐波畸变特性，严重影响构网型（GFM）逆变器的运行稳定性与电能质量。传统多旋转坐标系谐波电流抑制方法在弱电网下可能导致谐波失稳并显著降低输出电压质量。为此，本文提出一种适用于电网阻抗变化且含谐波畸变场景的交叉耦合多旋转环路柔性谐波控制策略。该方法在谐波电流环中引入电流误差交叉耦合控制，并采用实时自适应调节的PI控制器，有效提升谐波电流环路的相位裕度，优化谐波电压抑制性能，同时最小化对输出电压质量的影响。实验结果验证了所提方法在不同电网强度下的鲁棒性与有效性。
解读: 该交叉耦合多旋转环路谐波控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的GFM构网控制具有重要应用价值。当前弱电网场景下，传统谐波抑制方法易导致失稳，该方法通过电流误差交叉耦合与自适应PI调节，可显著提升相位裕度，优化谐波电压抑制性能。可直接应用于ST系列储能变流器的构网型控...
具有集成屏蔽的PCB电感器以抑制开关电场并降低共模噪声
PCB Inductor With Integrated Shielding to Contain Switching Electric Field and Reduce CM Noise
Tyler McGrew · Xingyu Chen · Qiang Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
功率半导体技术的持续改进使得电源能够日益小型化和集成化。然而，必须谨慎操作，以确保转换器的开关噪声不会干扰其传感电路、栅极驱动器或电磁干扰（EMI）滤波器。先前的研究已表明，开关噪声如何通过电容耦合到 EMI 滤波器并显著增加传导共模（CM）噪声。本文旨在通过在开关和印制电路板（PCB）绕线电感器周围集成导电屏蔽层，来抑制前端功率因数校正（PFC）转换器的开关电场。本文提出了一种新型平面电感器结构，可在不显著增加涡流损耗的情况下屏蔽电感器的电场。所提出的屏蔽层能有效抑制基于氮化镓（GaN）的图腾...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项PCB集成屏蔽电感技术对我们的光伏逆变器和储能系统产品具有重要应用价值。该技术针对功率因数校正（PFC）变换器中的共模（CM）噪声问题，通过在开关器件和PCB绕组电感周围集成导电屏蔽层，有效抑制开关电场的耦合干扰，在GaN基图腾柱PFC拓扑中实现了高达28dB的CM噪声...
重复控制器与多谐振控制器在单相逆变器中应用的等效关系分析与设计
Equivalence Relation Analysis and Design of Repetitive Controllers and Multiple Quasi-Resonant Controllers for Single-Phase Inverters
Qiangsong Zhao · Hongwei Zhang · Yuanqing Xia · Qiang Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
基于内模原理的重复控制器（RC）和多准谐振控制器（MQ-RSC）因对正弦参考信号具有高跟踪精度及优异的谐波抑制能力，广泛应用于单相逆变器的交流电压/电流控制。然而，二者在参数设计复杂度、收敛速度或稳定裕度方面各有优劣。本文系统建立了多种RC与MQ-RSC之间的数学等效关系，揭示了RC内模系数与MQ-RSC等效谐振带宽之间的内在联系。基于该等效关系，提出一种增强频率鲁棒性的新型RC设计方法，并给出简化的MQ-RSC设计策略。1.5 kW单相并网逆变器实验结果验证了等效关系的准确性及其在控制器设计中...
解读: 该研究揭示的RC与MQ-RSC等效关系对阳光电源单相产品线具有重要应用价值。在ST系列单相储能变流器中，可基于等效关系简化谐波抑制控制器设计，提升电网电压畸变工况下的并网电流质量；在SG系列单相光伏逆变器（如SG3-10KTL户用机型）中，新型频率鲁棒RC设计方法可增强电网频率波动适应性，降低THD...
高电流密度下Sn3.5Ag微铜柱焊点界面演化及失效机制分析
Analysis of Interface Evolution and Failure Mechanism of Sn3.5Ag Micro-Copper Pillar Solder Joints under High Current Density
Changping Chen · Mengtao Xiao · Xiaokang Liu · Qiang Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
目前，微电子器件面临的严峻挑战之一是封装的小型化趋势。随着微电子封装不断向高密度、小尺寸方向发展，微焊点在常见服役条件下将单独或同时承受热电、力等载荷，这会导致互连结构失效。本研究探究了高电流密度下Sn₃.₅Ag微铜柱焊点的界面演变和失效机制。实验表明，在电流密度为3×10⁴ A/cm²、温度为150°C的条件下，阴极侧的镍层迅速溶解，形成Cu₃Sn和(Cu,Ni)₆Sn₅等金属间化合物（IMCs），而抗电迁移的Ag₃Sn颗粒在焊料芯部聚集，抑制了金属间化合物的生长。柯肯达尔空洞在Cu - Cu...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文揭示的微铜柱焊点在高电流密度下的失效机理对我司功率电子产品具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能变流器向高功率密度、小型化方向发展，IGBT模块、功率半导体封装等核心部件面临的电-热-力耦合载荷日益严峻，焊点可靠性已成为制约系统寿命的关键瓶颈。 论文揭示的Sn3.5...
一种用于三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断新方法
A Novel Simultaneous Diagnosis Method for IGBT Open-Circuit Faults and Current Sensor Faults of Three-Phase SPWM Inverter
Falong Lu · Qiang Guo · Zhifeng Dou · Yafei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种用于三相正弦脉宽调制逆变器中绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开路故障和电流传感器故障的新型故障诊断方法。该方法有助于同时诊断多个IGBT和电流传感器故障。采用帕克变换（Park transform）和快速傅里叶变换（FFT）相结合的方式提取故障特征。帕克变换将三相电流转换为两相电流，从而降低数据维度。快速傅里叶变换将时域分析和频域分析相结合，以增强故障特征的表达。此外，从经过快速傅里叶变换后的样本中提取故障特征，以减少模型输入的单个样本的数据量。在故障诊断方面，开发了一种包含堆叠残差...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断技术具有重要的应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，IGBT的可靠性直接影响系统的稳定运行和全生命周期成本。该技术通过Park变换降维与FFT频域分析的组合，实现了32毫秒内的快速故障定位，准...
基于拟变分不等式的电力-交通系统充电定价研究
Charging Pricing in Power-Traffic Systems with Price-Elastic Demand: A Quasi-Variational Inequality Approach
Shiwei Xie · Longtao Xie · Qiuwei Wu · Shengwen Shu 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年5月
电动汽车的兴起推动了电力与交通系统的深度融合。本文提出一种考虑价格弹性需求的三层次充电定价框架，刻画配电网、充电运营商与电动汽车用户间的交互。通过构建带价格弹性需求的用户均衡拟变分不等式模型，将原三层次问题转化为含QVI约束的双层优化问题，提升数学可处理性。上层优化配电网能量调度，下层求解充电运营商定价策略。设计投影梯度与定制化不动点算法求解，并通过仿真验证模型与算法的有效性与优越性。灵敏度分析表明需求弹性和调控政策显著影响系统效率，体现模型鲁棒性。
解读: 该充电定价优化技术对阳光电源充电桩及储能业务具有重要应用价值。拟变分不等式框架可集成至iSolarCloud平台，实现配电网-充电站-用户三层协同优化：上层结合PowerTitan储能系统进行能量调度削峰填谷，中层优化充电桩动态定价策略，下层预测价格弹性需求引导用户行为。该模型可提升充电站运营收益1...
钠诱导的掺钨氧化铟薄膜及异质结太阳能电池在湿热环境中的退化
Sodium-induced degradation of tungsten doped indium oxide film and HJT solar cells in damp-heat environment
Yunren Luo · Jianhua Shi · Shuyi Chen · Haodong Chen 等14人 · Solar Energy · 2025年8月 · Vol.296
摘要 硅异质结（HJT）太阳能电池的可靠性是延长其光伏系统寿命的关键。钠被认为是使用钠钙玻璃封装的光伏组件性能衰减的主要因素之一。本研究探讨了在湿热条件（DH，85 °C和85%相对湿度）下，未封装HJT太阳能电池因NaHCO₃引起的退化行为。Na⁺和H₂O在IWO薄膜晶界处的化学吸附可促进氧化铟向氢氧化铟的转化，导致载流子迁移率下降以及晶界势垒升高。此外，Na⁺穿过IWO薄膜扩散至HJT太阳能电池的钝化层，会恶化nc-Si:H的钝化效果，从而引起HJT太阳能电池效率的降低。研究发现，具有大晶粒...
解读: 该研究揭示HJT电池在湿热环境下钠离子诱导的IWO薄膜降解机制,对阳光电源SG系列光伏逆变器系统可靠性设计具有重要参考价值。研究发现大晶粒IWO薄膜可显著降低效率衰减(从71.4%降至36.6%),为iSolarCloud平台的组件衰减预测模型提供理论依据。建议在逆变器MPPT算法中加入组件湿热老化...
直流异步互联系统中的低频功率振荡：来自LUXI背靠背高压直流工程的启示
Low-Frequency Power Oscillations in DC Systems for Asynchronous Interconnection: Insights from the LUXI Back-to-Back HVDC Project
Zhixuan Li · Ying Xue · Qiang Fu · Yiping Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年6月
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC - HVDC）系统被认为是为异步互联系统提供功能支持的有效解决方案。然而，本研究表明，VSC - HVDC系统提供的频率支持可能会因频率控制与交流电网频率动态特性之间的相互作用而导致低频功率振荡（LFPO）。为便于说明，详细报道了中国鲁西背靠背VSC - HVDC工程中观测到的0.25Hz低频功率振荡的实际案例。在该工程中，VSC - HVDC系统设计了一种频率控制（即同频控制），用于在正常运行条件下消除两个异步交流电网之间的频率差异。基于阻尼转矩法的分析...
解读: 该研究对阳光电源的大型储能和光伏产品线具有重要参考价值。研究的低频振荡问题与PowerTitan储能系统和大型SG逆变器在弱电网条件下的并网稳定性直接相关。文中提出的控制参数优化方法可用于改进ST系列储能变流器和SG系列逆变器的GFM/GFL控制策略，提升产品在异步互联场景下的稳定性能。特别是对系统...
基于混合储能系统与工况识别的电动拖拉机多目标能效管理优化
Multi-objective optimization for energy-efficient management of electric Tractors via hybrid energy storage systems and scenario recognition
Qiang Yu · Xionglin He · Yongji Chen · Zihong Jiang 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391
摘要 电动拖拉机的推广应用面临诸多挑战，包括动力系统对多样化作业工况的适应性，以及能量效率与电池寿命的优化问题。本文提出一种用于电动拖拉机的混合储能系统（HESS）架构，并设计了一种基于犁地作业场景识别的多目标能效管理策略（EMS）。该策略首先利用实际犁地作业数据构建电动拖拉机模型及犁地工况循环（POC）。采用K均值聚类与主成分分析（PCA）进行离线工况分类，同时引入多层感知器神经网络（MLPNN）实现在线实时场景识别。此外，开发了一种多策略改进型黑翅鸢算法（MSIBKA），以高效求解自适应功率...
解读: 该混合储能系统(HESS)技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。论文提出的多目标能量管理策略,通过超级电容承担65%峰值功率、降低电池C-rate超10%,与阳光电源储能PCS的功率分配优化理念高度契合。场景识别与自适应功率分配算法可应用于充电桩产品,提升电池寿...
光谱失配对具有光子能量可调封装材料的硅异质结太阳能组件标准测量和户外实地测试的影响
Influence of spectrum mismatch on the standard measurement and outdoor field test for silicon heterojunction solar modules with photon energy tailorable encapsulants
Chao Zhangab1 · Hualong Fanb1 · Siping Wangb · Qiang Wangb 等13人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286
摘要 硅异质结（HJT）光伏组件对紫外（UV）辐照敏感，因此在组件封装过程中广泛采用紫外下转换膜和紫外截止膜。然而，该方法导致紫外光谱波段内光谱响应度（SR）出现显著差异。为评估两种不同封装材料的影响，本研究采用相同电池制备了使用紫外下转换技术和紫外截止技术封装的组件，并进行了受控条件下的户外实地测试。测试中发现，采用紫外下转换封装的组件存在功率输出偏差。为此，通过调整太阳模拟器滤光片以产生不同紫外强度的光谱，并对两种组件的光谱响应度进行了分析。针对标准测试条件下（STC）功率测试过程中出现的光...
解读: 该研究揭示HJT组件封装材料对光谱响应的影响,对阳光电源SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化具有重要价值。UV下转换膜在户外实测中显示0.51%的发电增益,但STC测试存在1.15%的光谱失配误差。建议在iSolarCloud平台集成光谱失配修正算法,针对不同封装技术的组件优化MPPT追踪策略,并在...
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