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逆變器原理

基于嵌入式系統(tǒng)的超聲波霧化器的設(shè)計與實現(xiàn)

伴隨著全球氣候變暖和工業(yè)發(fā)展使得空氣污染越來越嚴(yán)重的現(xiàn)狀。再加上季節(jié)更替期間氣溫的變化，呼吸道疾病侵犯人們的身體健康的趨勢正日益加重。而吃藥打針輸液等傳統(tǒng)的治療模式是無法滿足治療各種的當(dāng)代復(fù)雜呼吸道疾病病，尤其是老人與兒童。本論文研發(fā)了一款以STC單片機為核心的網(wǎng)式超聲霧化器。網(wǎng)式超聲霧化器是一種新型醫(yī)療儀器。該儀器采用了較為先進的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)來直接控制換能器的工作頻率;通過使用BOOST升壓電路來提升換能器的震蕩電壓幅值。換能器將電能轉(zhuǎn)換成高頻振動，再經(jīng)過變幅桿將振蕩幅度放大。不需要使用加熱或者化學(xué)方法將藥液霧化。藥液從微網(wǎng)孔板霧化噴出，形成可以被病人直接吸入的氣霧，操作簡單方便。本論文介紹了網(wǎng)式超聲霧化器的研究背景、霧化治療的歷史、霧化治療的優(yōu)勢和霧化器的市場需求。然后簡略描述了網(wǎng)式超聲霧化器原理，最后著重介紹了網(wǎng)式超聲霧化器硬件電路的設(shè)計與軟件設(shè)計。其中在硬件設(shè)計部分主要介紹了電源處理模塊、A/D采樣模塊、控制電路模塊、升壓電路模塊、wifi控制模塊、液晶顯示模塊、微控制器模塊。軟件設(shè)計使用C語言進行開發(fā)，軟件模塊主要包括主程序模塊、AD采樣模塊、顯示模塊、PWM驅(qū)動模塊、wifi轉(zhuǎn)串口通信模塊。最后對研發(fā)系統(tǒng)的子模塊進行了電路仿真。并對網(wǎng)式超聲霧化器的電路輸出進行了測試。

標(biāo)簽： 嵌入式

上傳時間： 2022-05-28

上傳用戶：shjgzh
TFT液晶模塊驅(qū)動電路設(shè)計

在各種顯示技術(shù)中，以液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay)為代表的平板顯示器發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。而在高分辨率的液晶顯示器中，為了提高顯示畫面的質(zhì)量。人們在每個顯示像素上設(shè)計了一個非線性的有源薄膜晶體管(TFT―ThinFilmTransistor)來對每一個液晶像素進行獨立驅(qū)動。因此，這種液晶顯示器被稱為TFT-LCD。本文利用蘇州友達光電有限公司提供的TFT液晶模塊和背光源逆變器，設(shè)計并制作了由可編程門陣列(FPGA―FieldProgrammableGateArray)和單片機控制的顯示系統(tǒng)。為此，首先深入分析了TFT-LCD的驅(qū)動原理，針對蘇州友達光電有限公司提供的低壓差分信號(LVDS―LowVoltageDifferentialSignaling)接口方式的液晶模塊，又進一步分析了LVDS接口信號原理。在深入分析了液晶顯示器驅(qū)動原理和LVDS接口特性的基礎(chǔ)上，基于FPGA設(shè)計了控制顯示器行/場同步信號和顯示像素信號輸出LVDS接口的驅(qū)動電路，并采用高性價比的FPGA芯片EP1C3T144和LVDS發(fā)送器芯片DS90C387制作和調(diào)試了相應(yīng)的電路。同時，蘇州友達光電有限公司為液晶顯示模塊的CCFL(ColdCathodeFluorescentLamp)背光源提供一塊逆變器。針對該逆變器，本文設(shè)計了基于單片機、D/A轉(zhuǎn)換器和三端可調(diào)穩(wěn)壓電源模塊的輸出可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源來控制逆變器的工作，從而實現(xiàn)了對背光源亮暗的調(diào)節(jié)。該電源電路能將輸出的電壓值的大小用數(shù)碼管實時的顯示出來。經(jīng)過實際調(diào)試運行，本文設(shè)計的LVDS接口的TFT液晶顯示模塊驅(qū)動電路，和單片機控制的直流穩(wěn)壓可調(diào)電源，能夠有效驅(qū)動TFT-LCD，并控制其像素的顯示。

標(biāo)簽： tft 液晶模塊驅(qū)動

上傳時間： 2022-05-31

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STM32F10XXX正交編碼器接口應(yīng)用筆記

在馬達控制類應(yīng)用中，正交編碼器可以反饋馬達的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速信號.TM32F10x系列MCU集成了正交編碼器接口，增量編碼器可與MCU直接連接而無需外部接口電路。該應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了STM32F1Ox與正交編碼器的接口，并附有相應(yīng)的例程，使用戶可以很快地掌握其使用方法.1正交編碼器原理正交編碼器實際上就是光電編碼器，分為增量式和絕對式，較其它檢測元件有直接輸出數(shù)字量信號，慣量低，低噪聲，高精度，高分辨率，制作簡便，成本低等優(yōu)點。增量式編碼器結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，一般在碼盤上刻A.B.Z三道均勻分布的刻線，由于其給出的位置信息是增量式的，當(dāng)應(yīng)用于伺服領(lǐng)域時需要初始定位格雷碼絕對式編碼器一般都做成循環(huán)二進制代碼，碼道道數(shù)與二進制位數(shù)相同。格富碼絕對式編碼器可直接輸出轉(zhuǎn)子的絕對位置，不需要測定初始位置，但其工藝復(fù)雜、成本高，實現(xiàn)高分辨率、高精度較為困難。本文主要針對增量式正交編碼器，它產(chǎn)生兩個方波信號A和B，它們相差+-90.其符號由轉(zhuǎn)動方向決定。如下圖所示：圖1：增量式正交編碼器輸出信號波形2 STM32F10x正交編碼器接口詳述STM32F10x的所有通用定時器及高級定時器都集成了正交編碼器接口，定時器的兩個輸入TII和TI2直接與增量式正交編碼器接口，當(dāng)定時器設(shè)為正交編碼器模式時，這兩個信號的邊沿作為計數(shù)器的時鐘，而正交編碼器的第三個輸出（機械零位），可連接外部中斷口來觸發(fā)定時器的計數(shù)器復(fù)位.

標(biāo)簽： stm32 接口正交編碼器

上傳時間： 2022-06-18

上傳用戶：zhanglei193
三相10KVA UPS電源初步設(shè)計

為了滿足一些重要用電設(shè)備的連續(xù)供電，對電網(wǎng)供電提出了更高的要求。為此，引入一種新型UPS是不間斷電源（uninterruptible power system）的英文簡稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。UPS先將交流電直流成直流電，一路給蓄電池充電，一路經(jīng)逆變器變成恒壓恒頻的交流電，不論是市電供電還是斷電由電池供電，總是通過逆變系統(tǒng)提供電力，因而市電停電或來電時無任何轉(zhuǎn)換間斷，市電的干擾也完全不影響到UPS的輸出端，另外，UPS提供的電力為純凈的正弦波交流電，適用的負(fù)載范圍寬，可以為多種精密用電設(shè)備提供穩(wěn)定的不間斷電源，此外，UPS的優(yōu)點還在于它的零轉(zhuǎn)換時間以及高質(zhì)量的輸出電源品質(zhì)，因此它更適合于一些關(guān)鍵性的應(yīng)用場合.UPS由于其工作方式是先對電池充電，然后再由逆變器將電池的電能逆變成交流，因此在電能的轉(zhuǎn)化過程中有一部分電能將被損失掉。電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運用電子器件設(shè)計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學(xué)，包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括Analog（模擬）電子技術(shù)和Digital（數(shù)字）電子技術(shù)。電子技術(shù)是對電子信號進行處理的技術(shù)，處理的方式主要有：信號的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。

標(biāo)簽： UPS電源

上傳時間： 2022-06-19

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50khz+igbt串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源研制

目前以IGBT為開關(guān)器件的串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在大功率和高頻下的研究是一個熱點和難點，為彌補采用模擬電路搭建而成的控制系統(tǒng)的不足，對感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制研究是必然趨勢。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對象，采用T公司的TMS320F2812為控制芯片實現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化。首先分析了串聯(lián)諾振型感應(yīng)加熱電源的負(fù)載特性和調(diào)功方式，確定了采用相控整流調(diào)功控制方式，接著分析了串聯(lián)諾振逆變器在感性和容性狀態(tài)下的工作過程確定了系統(tǒng)安全可靠的運行狀態(tài)。本文設(shè)計了電源主電路參數(shù)并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了整個系統(tǒng)，仿真分析了串聯(lián)譜振型感應(yīng)加熱電源的半壓啟動模式及鎖相環(huán)頻率跟蹤能力和功率調(diào)節(jié)控制。針對感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng)，在討論了晶閘管相控觸發(fā)和鎖相環(huán)的工作原理及研究現(xiàn)狀下詳細(xì)地分析了本課題基于DSP晶閘管相控脈沖數(shù)字觸發(fā)和數(shù)字鎖相環(huán)（DPL）的實現(xiàn)，得出它們各自的優(yōu)越性，同時分析了感應(yīng)加熱電源的功率控制策略，得出了采用數(shù)字PI積分分離的控制方法。本文采用T1公司的TMS320F2812作為系統(tǒng)的控制芯片，搭建了控制系統(tǒng)的DSP外圍硬件電路，分析了系統(tǒng)的運行過程并編寫了整個控制系統(tǒng)的程序。最后對控制系統(tǒng)進行了試驗，驗證了理論分析的正確性和控制方案的可行性。

標(biāo)簽： igbt 串聯(lián)諧振電源

上傳時間： 2022-06-20

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基于IGBT的并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源的研究

本文首先對感應(yīng)加熱電源的發(fā)展現(xiàn)狀及前景作了分析，并闡述了感應(yīng)加熱的基本原理。從適用于大功率應(yīng)用場合的電流型并聯(lián)負(fù)載諧振逆變器出發(fā)，對比了并聯(lián)諧振逆變器各種調(diào)功方式的優(yōu)缺點，提出采用高頻Buck斬波器做為調(diào)節(jié)電源輸出功率的手段。文中重點對并聯(lián)諧振逆變器進行分析，對比其各工作狀態(tài)，指出為保證逆變器可靠運行采用固定重疊角的控制策略，逆變器譜振負(fù)載工作在容性準(zhǔn)諧振狀態(tài)；采用基于DSP的數(shù)字鎖相、頻率自動跟蹤控制策略，逆變器開關(guān)頻率快速跟隨負(fù)載固有頻率的變化，諧振負(fù)載工作在所期望的弱容性準(zhǔn)諧振狀態(tài)。文中提出了一種精確計算輸出功率的方法，提高了電源的輸出控制精確度。本文詳細(xì)闡述了并聯(lián)型感應(yīng)加熱電源的設(shè)計過程，分析了主電路的設(shè)計方法以及關(guān)鍵器件的選型，控制系統(tǒng)采用T1公司的TMS320LF2407A DSP作為控制核心，設(shè)計了一種可靠的運行保護機制，并對電源的散熱系統(tǒng)進行了仿真設(shè)計。在上述分析的基礎(chǔ)上，本文成功研制出了一臺功率為60kw的高性能的并聯(lián)型中頻感應(yīng)加熱電源。試驗結(jié)果表明，該電源的電氣性能達到了預(yù)期的指標(biāo)要求，有利于提高感應(yīng)加熱熱場的穩(wěn)定性，有利于提高感應(yīng)加熱的諧振頻率。

標(biāo)簽： igbt 感應(yīng)加熱電源

上傳時間： 2022-06-21

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電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)及IGBT功率模塊驅(qū)動

本文把所研制的IGBT驅(qū)動保護電路應(yīng)用在電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)上，并且針對注塑機的特點設(shè)計了一款電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)。其中包括整流濾波電路、半橋逆變電路、控制電路、驅(qū)動電路和溫度、電流等檢測電路。本文的另一個重點分析了IGBT對驅(qū)動保護電路的要求，并且研制了一種單管IGBT驅(qū)動保護電路和一種IGBT半橋模塊驅(qū)動保護電路。單管1GBT驅(qū)動電路的功能比較簡單，只具有軟關(guān)斷和過流保護功能。而IGBT半橋模塊驅(qū)動保護電路功能比較多，具有軟關(guān)斷、互鎖、電平轉(zhuǎn)換、錯誤信號電平轉(zhuǎn)換、過流保護、供電電壓監(jiān)視、電源隔離和脈沖隔離電路等保護功能，適用于中大功率的IGBT半橋模塊驅(qū)動。在電磁感應(yīng)加熱部分介紹了電磁感應(yīng)加熱的工作原理，分析了串并聯(lián)諧振逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和特點。根據(jù)注塑機的實際應(yīng)用設(shè)計了兩款主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一款是針對小功率部分加熱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是單管IGBT的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，另一款是針對中大功率加熱部分的半橋IGBT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外介紹了電磁感應(yīng)加熱的控制電路以及采用模糊PID算法對注塑機料筒進行溫度監(jiān)控調(diào)節(jié)。最后通過對系統(tǒng)的仿真和實驗調(diào)試表明整個感應(yīng)加熱系統(tǒng)滿足實際應(yīng)用要求，運行可靠，適合于再注塑機行業(yè)中推廣。最后，總結(jié)了本文的研究內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上對以后的工作做出了簡單的展望。

標(biāo)簽： 電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng) igbt 功率模塊

上傳時間： 2022-06-21

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基于IGBT的150KHZ大功率感應(yīng)加熱電源的研究

本文以感應(yīng)加熱電源為研究對象，闡述了感應(yīng)加熱電源的基本原理及其發(fā)展趨勢。對感應(yīng)加熱電源常用的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-電流型逆變器和電壓型逆變器做了比較分析，并分析了感應(yīng)加熱電源的各種調(diào)功方式。在對比幾種功率調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，得出在整流側(cè)調(diào)功有利于高頻感應(yīng)加熱電源頻率和功率的提高的結(jié)論，選擇了不控整流加軟斬波器調(diào)功的感應(yīng)加熱電源作為研究對象，針對傳統(tǒng)硬斬波調(diào)功式感應(yīng)加熱電源功率損耗大的缺點，采用軟斬波調(diào)功方式，設(shè)計了一種零電流開關(guān)準(zhǔn)諾振變換器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍頻式串聯(lián) 振高頻感應(yīng)加熱電源。介紹了該軟斬波調(diào)功器的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理，通過仿真和實驗的方法研究了該軟斬波器的性能，從而得出該軟斬波器非常適合大功率高頻感應(yīng)加熱電源應(yīng)用場合的結(jié)論。同時設(shè)計了功率閉環(huán)控制系統(tǒng)和PI功率調(diào)節(jié)器，將感應(yīng)加熱電源的功率控制問題轉(zhuǎn)化為Buck斬波器的電壓控制問題。針對目前IGBT器件頻率較低的實際情況，本文提出了一種新的逆變拓?fù)?通過IGBT的并聯(lián)來實現(xiàn)倍頻，從而在保證感應(yīng)加熱電源大功率的前提下提高了其工作頻率，并在分析其工作原理的基礎(chǔ)上進行了仿真，驗證了理論分析的正確性，達到了預(yù)期的效果。另外，本文還設(shè)計了數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），使逆變器始終保持在功率因數(shù)近似為1的狀態(tài)下工作，實現(xiàn)電源的高效運行。最后，分析并設(shè)計了1GBT的緩沖吸收電路。本文第五章設(shè)計了一臺150kHz，10KW的倍頻式感應(yīng)加熱電源實驗樣機，其中斬波器頻率為20kHz，逆變器工作頻率為150kHz（每個IGBT工作頻率為75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明，該倍頻式感應(yīng)加熱電源實現(xiàn)了斬波器和逆變器功率器件的軟開關(guān)，有效的減小了開關(guān)損耗，并實現(xiàn)了數(shù)字化，提高了整機效率。文章給出了整機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅(qū)動電路的設(shè)計和保護電路的設(shè)計。同時，給出了關(guān)鍵電路的仿真和實驗波形。

標(biāo)簽： igbt 電源

上傳時間： 2022-06-22

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FOC死區(qū)補償實現(xiàn)

目前，小功率通用或?qū)Ｓ米冾l器以及交流變頻家電產(chǎn)品大多采用典型的交-直-交電壓型逆變器（vsi）結(jié)構(gòu)，逆變實現(xiàn)一般采用雙極性 pwm調(diào)制技術(shù)，即在同一逆變橋臂上、下 2個開關(guān)管施加互補的觸發(fā)信號。由于開關(guān)管自身的特性：開通和關(guān)斷都需要一定的時間，且關(guān)斷時間比開通時間要長。因此，若按照理想的觸發(fā)信號控制開關(guān)管的開通和關(guān)斷，就可能導(dǎo)致同一橋臂的2個開關(guān)管直通而損壞開關(guān)器件。為了防止這種直通現(xiàn)象的發(fā)生，必須在它們開通和關(guān)斷之間插入一定延時的時間，這個延時時間就稱為死區(qū)。死區(qū)時間內(nèi)2個開關(guān)管都處于關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載電流通過反并聯(lián)二極管續(xù)流，負(fù)載電壓不受開關(guān)管控制，由此造成負(fù)載電壓波形發(fā)生畸變，逆變器的平均輸出電壓降低，并產(chǎn)生與死區(qū)時間以及調(diào)制比成正比的3，5，7，…次諧波分量，進而影響到電動機的輸入電流和運行質(zhì)量。當(dāng)逆變器工作在低輸出頻率、開關(guān)頻率較高和負(fù)載感性很弱時這種影響相當(dāng)嚴(yán)重[1.2]。為此，需要對死區(qū)的影響進行補償，以提高變頻器的輸出性能和改善電動機的運行工況。常用的補償方法有電流反饋型和電壓反饋型，也有單邊補償與雙邊補償、純硬件補償與硬件軟件結(jié)合補償?shù)染唧w手段，但其工作原理相似，都是產(chǎn)生一個與死區(qū)引起的誤差波形反向的波形，以抵消死區(qū)的作用[3.10].motorola公司推出的電動機專用控制芯片mr16內(nèi)部集成了專門的死區(qū)補償硬件電路，只需要簡單的外圍電流極性檢測和簡單的軟件編程就可以實現(xiàn)可靠的死區(qū)補償

標(biāo)簽： foc 死區(qū)補償

上傳時間： 2022-06-26

上傳用戶：ttalli
基于dsp的三相交流異步電機矢量控制系統(tǒng)

隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及新的電機控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速性能日益提高，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使交流調(diào)速系統(tǒng)有取代直流調(diào)速系統(tǒng)的趨勢。但是國民經(jīng)濟的快速發(fā)展要求交流變頻調(diào)速系統(tǒng)具有更高的調(diào)速精度、更大的調(diào)速范圍和更快的響應(yīng)速度，一般的通用變頻器已經(jīng)不能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，而交流電機矢量控制調(diào)速系統(tǒng)能夠很好的滿足這個要求。矢量控制（Ficld Oricnted Control），能夠?qū)崿F(xiàn)交流電機電磁轉(zhuǎn)矩的快速控制，本文對三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)進行了研究和分析，以高性能數(shù)字信號處理器為硬件平臺設(shè)計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)。并分析了逆變器死區(qū)效應(yīng)的產(chǎn)生，實現(xiàn)了逆變器死區(qū)的補償。本文介紹了交流調(diào)速及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速的方案以及國內(nèi)外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并利用轉(zhuǎn)子磁場定向的方法，對該模型進行分析，設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器，以實現(xiàn)交流電機電流量的有效解耦，得到定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量。仿?lián)绷麟姍C的控制方法，設(shè)計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設(shè)計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調(diào)制（SVPWM）的原理和方法，并對其進行了改進。最后對逆變器的死區(qū)進行了補償。實驗表明基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制（FOC）系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，電流解赫方便，動態(tài)性能好，精度較高，能夠基本滿足現(xiàn)代交流電機控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和速度要求。

標(biāo)簽： dsp 三相交流異步電機矢量控制系統(tǒng)

上傳時間： 2022-06-30

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