荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器

Release time：2025-04-02
author：AMEYA360
source：荣湃
reading：964

　　荣湃单通道智能隔离式栅极驱动器Pai8263系列产品，设计用于直流工作电压高达2121Vpk的IGBT，Si MOSFET和SiC MOSFET等功率晶体管，芯片内部集成多种保护，如供电欠压保护、退饱和过流保护、软关断、米勒钳位、故障报警等，能够在驱动功率器件的同时监控其工作状态，使其安全运行。适用于电机驱动、光伏逆变、开关电源、车载充电器和充电桩等领域，下图为智能隔离驱动器在逆变电路中的典型应用图。

荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器

　　产品优势

　　Pai8263系列产品是基于荣湃半导体独创的iDivider®(电容智能分压技术) 技术开发，供电电压范围宽，强驱动能力能够直接驱动大功率晶体管，高CMTI提高了系统抗干扰能力，高浪涌抗扰度以及具备高达5700VRMS的隔离耐压能力，适合高频、高压、高可靠性应用场景，内置的保护功能能够有效减少外围保护电路元件数量，使产品设计更加紧凑，有效缩小产品尺寸提高产品功率密度，符合行业发展趋势。

荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器

　　产品主要功能参数

　　Pai8263系列产品逻辑侧光耦型输入，驱动侧供电电压最大可达36V，可以提供+6A/-6A的拉灌电流能力，支持150kV/μs的最小共模瞬变抗扰度(CMTI)，集成米勒钳位功能，可调节软关断电流，在应用中更加灵活，产品主要功能参数如下表所示：

荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器

　　产品性能

　　Pai8263系列产品提供退饱和阈值电压分别为6.5V、9.0V以及报警自动复位、信号复位共四个型号，供客户自由选择，产品系列型号信息如下表所示：

荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器

　　以下是Pai8263系列产品触发保护时序图，当检测到管子发生短路或过流故障，输出被强制拉低，在故障期间，输入信号将被忽略。对于Pai8263AE/F，在26us的固定消隐时间后，驱动器将自动重置故障引脚(图2)。对于Pai8263BE/F，驱动器将在下一个输入信号上升沿到来后重置故障引脚(图3)。

荣湃发布单通道智能隔离式栅极驱动器


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一文带你了解荣湃半导体“光MOS”产品大家庭
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一文带你了解荣湃半导体“光MOS”产品大家庭

　　光MOS,也称光继电电路(PhotoMOS),是一种采用MOS管作为输出元件的光电耦合型半导体继电器。其由LED光源与光电二极管阵列组合构成，通过光电转换将光信号转换为MOS管栅极驱动信号，实现输出端无触点开关控制，主要应用于通信设备、测量仪器、医疗设备及工业机械的负载控制领域。　　相比于机械继电器，光MOS产品具有无机械磨损、长寿命、高速开关等特性，支持高频动作与小型化设计。但光MOS本质上属于光电耦合器件，具有以下显著缺点：　　温度敏感性强，工业和汽车高温环境(如85℃以上)易出现电流传输比(CTR)下降，导致信号丢失;　　寿命有限，LED存在光衰问题，长期使用(5年以上)可靠性下降。　　正是由于耐高温和光衰老化问题，光耦器件很少被用于汽车应用中。直到新能源汽车BMS发展，光MOS产品在当时才不得不应用在高压绝缘检测电路中。虽然作为车规产品应用其高温特性和寿命问题持续有所改善，但其固有的本质属性问题无法从根本上得到解决。　　为了从根本上解决以上问题，荣湃半导体陆续推出了基于磁隔和容隔技术的高压隔离开关产品。虽然荣湃半导体推出的高压隔离开关产品与光MOS在原理上完全不同，但为了应用延续性和市场可接受度，仍称为“光MOS”产品。表 1 荣湃半导体光 MOS 产品系列　　Pai8558EQ　　Pai8558EQ是荣湃半导体推出的第一款光MOS产品，其采用平面变压器隔离高压干扰，原副边线圈间填充聚酰亚胺(临界击穿场强0.3MV/cm)。通过AEC-Q100车规认证和VDE0884-17加强绝缘认证，已在客户端大批量出货。　　Pai8559EQ　　Pai8559EQ是在Pai8558EQ的基础上，将副边侧耐压能力从1500V提升到1700V，满足系统高压不断增大的应用场景。　　Pai8558Q　　为了改善电磁干扰(EMI)性能，特别是满足日趋严格的辐射干扰(RE)标准测试，荣湃半导体推出了基于电容隔离技术的光MOS产品Pai8558Q，其原副边耐压仍可达5000Vrms，通过VDE0884-17基本绝缘认证。详细的EMC测试结果可通过相关渠道向荣湃半导体销售工程师咨询。　　图1是典型的以车身地作为参考地的绝缘检测方案，其中Risop是等效的高压电池正端到车身地的绝缘阻抗，Rison是等效的高压电池负端到车身地的绝缘阻抗。S1和S2是高压隔离开关，分别串在正端和负端电阻分压网络上，可以选用荣湃半导体推出的光MOS产品。电阻R1~R4是电阻分压网络，得到合适的电压给到ADC进行采集。通过S1和S2间隔开关切换，可以通过ADC读到不同的电压，联立方程组，即可计算得到绝缘等效阻抗Risop和Rison。图 1 以车身地作为参考地的绝缘检测原理图　　国际标准《ISO 6469-3:2021 Electrically propelled road vehicles — Safety specifications Part 3: Electrical safety》以及国家标准《GB/T 18384.3-2015 电动汽车 安全要求 第3部分：人员触电防护》规定的耐压测试要求如下：　　将控制器所有高压连接器Pin脚连接在一起，将所有低压连接器Pin脚连接在一起，在高压和低压Pin脚之间施加频率为50Hz~60Hz的(2U+1000)V(rms)的交流测试电压，或者等效的直流测试电压，持续时间1min，如图2为标准的控制器耐压测试示意图。　　图 2 标准的控制器耐压测试示意图　　譬如对于500V高压电池系统，施加的交流测试电压即为2000Vrms，或者直流电压2828V;同样地，对于800V高压电池系统，施加的交流测试电压即为2600Vrms，或者直流电压3676V。为了满足耐压测试，系统应用中常需要在高压与低压地之间串入干簧继电器，用以保护光MOS器件，如图3中的干簧继电器S3。图3 采用干簧继电器作为保护的绝缘检测示意图　　此外，在高压储能应用中，电池电压越来越高，1200V和1500V高压电池系统越来越普遍，原先1500V及1700V的光MOS产品已不再适用。　　在以上两个背景下，荣湃半导体果断推出了副边耐压3300V的光MOS产品Pai855AEQ。这款3300V光MOS产品给方案设计带来极大的系统优势：　　新能源汽车500V或800V应用：因为该产品可承受耐压测试，不再需要干簧继电器，系统成本更低、可靠性更高。可参照表2使用荣湃半导体光MOS产品进行硬件配置。　　1200V以上的高压储能应用：使用Pai855AEQ作为绝缘检测开关管，对应图3中的S1和S2。　　当然，光MOS产品还广泛应用于电池管理系统高压采样电路中，以降低整车漏电流。基于对新能源汽车高压采样和绝缘检测应用的理解，荣湃半导体还将继续完善“光MOS”产品矩阵，即将推出新家庭成员，敬请期待。
2026-02-03 10:22 reading：172
荣湃 Pai8233X 隔离驱动器干货：使用注意事项 + 常见问题全解析
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荣湃 Pai8233X 隔离驱动器干货：使用注意事项 + 常见问题全解析

　　Pai8233X是基于荣湃iDivider技术开发的双通道隔离栅极驱动器，具有4A的峰值源电流和8A的峰值灌电流，最高开关频率可达5MHz，适用于MOSFET、IGBT和SiC MOSFET的栅极驱动。每个驱动器都可以作为两个低端驱动器、两个高端驱动器或一个可编程死区时间(DT)的半桥驱动器使用。输入VCCI支持3V至5.5V的范围，使该驱动器适合与模拟和数字控制器接口。输出侧欠压保护支持6V、9V、12V三种电平，每个器件都支持高达25V的VDD电源电压。具有供电范围广、传输延时低、CMTI能力强等特点。　　01使用注意事项　　为应对高频、大功率等复杂工况下隔离栅极驱动器的误动作与损坏风险，保证系统安全可靠工作，须在系统电路设计及PCB布局时，留意以下芯片使用相关的注意事项。图1 Pai8233X典型应用原理图　　1.1 输入端口滤波器　　为抑制PCB长走线或布局不当引入的输入噪声，建议在INA/INB端口配置RC滤波器(RIN: 0~100Ω，CIN: 10~100pF)。具体参数需在信号抗扰度与传播延时之间取得平衡。　　1.2 供电去耦电容/自举电容　　荣湃Pai8233X系列隔离驱动器的逻辑侧(VCCI)供电范围为3-5.5V，高压侧(VDDA/VDDB)最大工作电压25V。为提高工作鲁棒性并抑制电源噪声，建议在逻辑侧VCCI引脚至GND引脚采用100nF和1uF(16V/X7R)的低ESR和低ESL的标贴型多层陶瓷电容器(MLCC)并联组合。同理，在高压侧推荐VDDX引脚至VSSX引脚采用100nF和10uF(50V/X7R)的MLCC并联组合。需要注意的是，所有去耦电容应紧邻VCCI/VDDX引脚和GND/VSSX引脚放置。　　1.3 栅极驱动电阻　　合理选型栅极驱动电阻可抑制由PCB寄生参数、高电压/电流开关dv/dt、di/dt及体二极管反向恢复引起的振铃，改善EMI表现，并优化开关损耗与驱动速度。电阻值过小可能导致电压过冲与开关过快;电阻值过大则易引起开关速度降低和开关损耗过大，不利于驱动性能。栅极驱动电阻对功率器件的性能与鲁棒性具有重要影响，为了平衡系统效率和电磁干扰性能，设计中应综合考虑系统需求进行选型，其驱动电流峰值可参考下式计算：　　其中，ROH/ROL为驱动芯片导通/关断输出内阻，RON/ROFF为外部栅极导通/关断电阻，RGFET_int为功率管内部栅极电阻(可查对应功率管数据表)。　　1.4 栅极-源极并联电阻/电容　　MOS管的栅漏寄生电容(米勒电容)会在开关过程中导致栅极电压波动。当漏极电压快速变化时，米勒电容会将漏极电压的变化耦合到栅极，可能使栅极电压超过阈值，导致MOS管在关断状态下误导通。在栅极和源极之间并联电阻、电容，可以增加米勒电容电流释放路径，增大栅源电容的容值，分担米勒电容耦合的电压，从而降低栅极电压的波动幅度，减少误导通的风险。此外，并联CGS可以减小谐振频率，减小在开关过程中栅极的振铃幅度，使栅极电压波形更平滑、更稳定。RGS通常在5kΩ~20kΩ之间，CGS通常在100pF~10nF之间，具体可根据实际应用场景进行选择。　　02常见问题汇总　　1、死区时间Dead Time如何设置?　　答：Pai8233X 允许用户通过以下方式设置死区时间(DT)：　　DT引脚连接到VCCI：没有死区时间，A、B两路输出信号可以同时为高。　　DT引脚悬空或通过编程电阻连接到GND：如果DT引脚保持开路，则死区时间(tDT)设置为<15ns。如果DT引脚通过电阻与GND相连，死区时间tDT可以电阻RDT来设置。死区时间可以用公式tDT ≈ 10×RDT来计算。电阻RDT的单位kΩ，死区时间tDT的单位ns。　　当DT功能激活时，如果两个输入同时为高，则两个输出将立即变为低，此功能可以防止直通，并且不会影响正常工作时的死区时间。各种输入输出情况下死区逻辑关系如下图。图2. 输入、输出、死区逻辑关系　　2、DT引脚在芯片上电后还能更改配置模式吗?　　答：DT引脚只有在上电的时刻会去识别配置模式，一旦确定后就无法更改，除非重新下电。但是如果配置模式为接RDT到GND的模式，上电时可以通过更改电阻来修改DT时间，但无法在上电状态下更改成其他的配置模式。　　3、通过电阻RDT配置的硬件死区时间与上位机软件设置的死区时间如何选择?　　答：通过电阻RDT配置的硬件死区时间与上位机软件设置的死区时间应按照最大值进行选择。即当硬件死区时间大于上位机软件设置的死区时间时，则隔离驱动器将按照硬件死区时间进行工作。当上位机软件设置的死区时间大于硬件死区时间时，则隔离驱动器将按照上位机软件设置的死区时间进行工作。　　4、为了提高驱动器的驱动能力，能否将Pai8233X的两个驱动通道并联使用?　　答：不建议将双通道隔离驱动器的两个通道并联使用。因为并联使用对器件同步性能要求很高，Pai8233X的两个驱动通道之间有传播延时差异(一般<5ns)，且Pai8233X的默认输出状态为低电平。如果通道间出现传播延时差异，可能会导致驱动器上通道与下通道短路，最终无法实现驱动功能。荣湃目前已推出驱动能力更强的双通道隔离驱动器Pai8236X系列，峰值源电流和灌电流均达10A。如果需要更强驱动能力的芯片，可以选择此系列产品。　　5、双通道隔离驱动器如何实现负压偏置电路?　　由PCB布局非理想或MOS封装引线引入的寄生电感，可能导致功率管在开关过程中出现栅极电压振铃。若振铃超过阈值电压，将引发误导通甚至器件击穿的风险。为将振铃电压抑制在安全范围内，施加负栅极偏置是一种常用且有效的解决方案，以下是几种典型实现电路。　　图3显示了一个示例，在二次侧隔离电源上使用齐纳二极管构造一个负电源电压，为驱动器输出提供负压，让开关管实现负压关断。用户可以根据实际需求，选择不同钳位电压的齐纳二极管ZX，实现相应的关断负压值。此电路需要2路独立的隔离电源用于实现半桥配置，并且RZ上存在稳态功耗。图3. 利用2路独立电源输出级上的齐纳二极管生成负偏置　　图4显示了一个使用两组独立/四路电源的解决方案。每组电源VDDX有2路输出(VX+和VX-)。电源VX+决定驱动输出电压，VX-决定负电压关断。此方案比第一个例子所需的电源数量多，但在设置正负电源电压时更具有灵活性。图4. 利用两组/四路电源生成负偏置　　图5所示的方案采用单电源与齐纳二极管生成负偏置，结构简单、成本最低，并兼容自举高侧驱动。但需注意其存在以下局限：(1)负栅极驱动偏置同时受齐纳二极管和占空比共同影响。负偏置的能量来自于驱动信号高电平器件对耦合电容的充电，这意味着占空比决定了每个周期内对耦合电容的充电时间。因此，在此方案中，使用变频谐振转换器等具有固定占空比(约50%)的转换比较有利。(2)高侧VDDA-VSSA必须维持足够的电压来保持在建议的电源电压范围内，这意味着必须保证低侧有足够的导通时间来刷新自举电容器。因此高侧驱动无法实现100%占空比。图5. 利用单电源和栅极驱动路径上的齐纳二极管生成负偏置　　总 结　　为方便客户设计负压关断电路，荣湃现已推出集成负压偏置功能的隔离驱动产品Pai8236XNX。该芯片内部集成负偏压功能，无需外部增加额外电路元器件。
2026-01-08 15:40 reading：320
荣湃：理想二极管控制器—电源端口应用的多边形战士
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荣湃：理想二极管控制器—电源端口应用的多边形战士

　　什么是理想二极管控制器?　　理想二极管控制器可驱动外部 N 沟道 MOSFET 来仿真具有超低正向压降和可忽略不计反向电流的理想二极管。理想二极管控制器可根据栅极控制机制分为两类：线性调节控制和迟滞开/关控制。　　线性调节控制会根据负载电流来控制栅极电压，有助于快速反向电流阻断;　　在迟滞开/关控制中，当超过正向导通比较器阈值时，MOSFET完全导通。　　图1中的典型应用原理图显示了用于驱动外部 N 沟道 MOSFET 的理想二极管控制器Pai8150C。MOSFET的源极与输入端相连，电荷泵电容器连接在阳极和 VCAP 之间，可提供足够的栅极驱动电压来导通 MOSFET，EN引脚控制芯片开关。图1. 理想二极管控制器 - 典型应用原理图　　理想二极管应用介绍　　理想二极管控制器典型应用有三种：背靠背FET架构，电池反向保护以及电源路径管理及冗余(ORing)。　　1 背靠背FET架构　　理想二极管控制器可驱动和控制外部背对背 N 沟道 MOSFET，从而仿真具有电源路径开/关控制、浪涌电流限制的理想二极管整流器。电动汽车12V辅助电池由DC/DC变换器的12V输出电压供电。图2为荣湃半导体理想二极管控制器Pai8151B的应用案例。为实现DC/DC输出的12V与12V电池之间的受控连接与断开，需采用基于理想二极管控制器的背靠背MOSFET方案。当使能信号EN为低电平时：MOSFET Q1和Q2导通，DC/DC变换器输出的12V为12V辅助电池充电。当12V辅助电池充满电后： 使能号 EN 置为高电平，MOSFET Q1 和 Q2 关断，从而切断DC/DC变换器12V输出与12V辅助电池之间的电气通路。图2. 负载切换与浪涌电流控制应用图　　在电动汽车启动阶段，为了减缓高压电池连接设备输入电容的电流冲击，系统利用12V低压蓄电池实现对此输入电容的预充电。因此要求能量能从12V电池向高压测传输，理想二极管控制器需避免进入反向截止模式。如图3所示，此时需将控制器的Cathode引脚悬空设计以支持能量双向传输。图3. 能量双向传输应用图　　在电路启动初期，电容C1的初始电压较低，导致背靠背MOSFET导通瞬间可能引发过大浪涌电流。为抑制此现象，需采用软启动(soft start)机制：通过在理想二极管控制器的GATE引脚接入大容量电容C2与电阻R1构成的RC网络，利用Gate输出电流 Ig 对C2充电，使Gate电压 Vgate缓慢上升，从而逐步增大MOSFET导通程度，实现浪涌电流的平滑控制。　　由于 MOSFET Q1 源极电压为 Vsource = Vgate-Vth，其中 Vth 为常数(MOSFET 阈值电压)。可得：　　因此可以通过控制 C2 的充电速率来间接限制电容 C1 充电的浪涌电流。 例：车载 DCDC 变换器输出电容 C1=1mF，C2=10nF，R1=10kΩ，芯片 Gate 端输出电流 Ig 为 20uA。由公式可得：　　2 电池反向保护　　电池反向保护包含反极性保护(RPP/RHP)和反向电流阻断(RCB)两方面。反极性保护在电池意外反接或断开感性负载产生瞬态负压时，防止负载损坏。反向电流阻断则阻止电流从负载(特别是子系统中的大容量保持电容)倒流回电池，确保该电容能在电源中断或动态反向条件下持续为子系统(如汽车电子)供电，维持关键操作。理想二极管控制器配合外部N沟道MOSFET可高效实现这两种保护，尤其适用于需要同时防止输入反接和阻断反向电流的应用，例如为直流变换器或稳压器后跟处理器的应用。如图4为荣湃半导体理想二极管控制器Pai8150C电池反接应用方案。图 4. 理想二极管控制器电池反接应用原理图　　在应用中CAP电容的取值与MOSFET输入电容Ciss有关，CAP应大于10*Ciss(MOSFET)，推荐 CAP电容不小于100nF。器件 MOSFET 的选型也有一定的要求，为保证正常工作时芯片处于 Regulatton 状态，需满足20mV　　3 电池路径管理及冗余(ORing)　　冗余电路使用多个电源单元为负载提供所需的电源。它们有助于提高系统的可靠性和可用性， 并在其中一个电源单元发生故障时确保系统安全。在汽车系统中，冗余电源对于自动驾驶等安全关键型应用尤为重要， 因为在这类应用中，断电可能会导致严重的后果。ORing 电路有助于系统根据最高输入电压从多个输入中选择最佳可用电源。理想二极管充当开关，在输入电压高于输出电压时导通，并在输入电压低于输出电压时关断。这样，ORing 电路可确保具有最高电压的输入源连接到输出端，并防止出现反向电流。如果两个输入电源几乎相等，则可以由两个电源同时为负载供电，而两个电源之间没有环流。因此，反向电流阻断是实现 ORing 电路所需的主要特性。图5为荣湃理想二极管控制器Pai8150C双路ORing解决方案。图 5. 典型 ORing 应用　　理想二极管在车载O　　BC+DC/DC的应用　　新能源汽车中，降压型DC/DC变换器负责将动力电池输出的高压直流电(400V-800V) 转换为恒定的低压直流电(12V/14V/36V/48V) ，以满足整车低压系统的供电需求。其核心功能包含两方面：一是为车身电器(如灯光、车窗、仪表、娱乐系统等)及控制系统(BMS、驾驶模块等)提供稳定电源;二是为低压蓄电池充电。由于低压负载的功率需求大而工作电压低，DC/DC变换器需持续输出大电流，因此具有低电压、高电流的典型技术特征。其核心架构为移相全桥ZVS拓扑与同步整流模块的组合，详见图6所示电路。图 6. DC/DC 变换器电路图　　在车辆低压供电系统中，直流/直流变换器(DC/DC)为12V蓄电池充电的核心逻辑如下：当整车控制器(VCU)未发出高压上电指令时，系统处于高压下电状态，此时由12V蓄电池直接为所有低压负载供电;一旦VCU发出高压上电指令，DC/DC变换器随即启动，将动力电池输出的高压直流电转换为稳定的低压直流电。此后，DC/DC变换器同时承担两项关键任务：一是实时为整车低压负载供电，二是为12V蓄电池充电。其输出功率会根据低压负载的实时用电需求进行动态分配，优先保障负载供电，剩余的能量则用于给蓄电池充电，从而维持整个低压系统的能量平衡。　　总结　　理想二极管控制器本质是模拟理想二极管特性的集成电路，核心作用是实现高效的单向导电，替代传统机械二极管或普通二极管，广泛应用于电源冗余系统、汽车电子、不间断电源(UPS)、太阳能光伏系统。得益于极低导通压降、快速开关响应和无反向恢复电流等优势，理想二极管控制器是电源端口应用的真正“多边形战士”。
2025-11-06 11:50 reading：580
荣湃发布支持40V驱动电压的双通道隔离驱动产品系列
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荣湃发布支持40V驱动电压的双通道隔离驱动产品系列

　　新能源汽车高压电气系统正掀起“升压”热潮，800V乃至1000V平台逐渐成为主流趋势，在这个追求高功率密度和极致效率的竞技场上，SiC功率器件正大放异彩，逐渐取代Si。　　但SiC有个特点：它需要更高驱动电压，才能把“内阻”降到最低，发挥真正实力。同时，关断时它还需要一点“反向推力”——即负压关断，否则在那些快如闪电的电压变化瞬间(高dv/dt)，它可能一个“激灵”就给自己导通了!　　不仅如此，系统里那些可预见或突如其来的“噪声刺客”，冷不丁也会给驱动芯片施加额外的电压压力。面对如此“高压”挑战，驱动芯片需得扛得住更高的正负电压冲击，成为守护系统的可靠“护法”。　　荣湃半导体推出的新产品——Pai8236系列双通道隔离驱动芯片， 它的亮点之一，就是能稳稳驾驭高达40V的驱动电压!有了它，SiC可以尽情施展拳脚，系统也能在高压环境中稳如泰山。　　Pai8236产品系列提供多款特色子系列满足不同需求：　　1. S系列：　　擅长“分兵作战”，提供分离输出能力，给予设计者更灵活的布局自由。　　2. M系列：　　配备了“防误动保险”——集成米勒钳位功能，专门用来抑制由米勒电容引起的误导通风险，提升系统鲁棒性。　　3. N系列　　是处理“负压”的专家。它非常灵活，既支持外部负压输入，也内置了多种负压选项(-2V, -3V, -4V, -5V)，就像它的“兄弟”单通道驱动Pai8216一样，让负压配置变得简单可靠。　　如图1，三种系列的引脚定义图。　　Pai8236逻辑侧集成固定死区配置(DT)，全局使能(DISABLE)。关键电气参数如表1所示。　　Pai8236系列选型表：
2025-08-06 15:01 reading：774
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