纸上谈兵--广达QL8上电分析（已完成）

会员195737

我准备写一篇广达QL8的上电的文章，跟大家一起分析讨论，希望对新手有一点帮助，同时有几个问题想请教各位同行。

题外话：手上这片广达QL8已经沉睡了一年零九个月。自用。一直都没拿出来好好看下。当时是进水，用电吹风吹干后无背光，当时自己没入行，给别人修了一次用了几天又是无背光，二次、三次、四次.......，到后来干脆本屏和外接都不亮了，但是开机可以听到进WINDOWS的登录音，显卡换过，做了好几次，给不同的维修点修过还一样。修了三个月硬是没修好，无耐只好花了800块换板。还被换板的人把BIOS芯片偷了，纠结的是还是缩水板，显存减半，显卡芯片降级....。到现在经常蓝屏，只好把原板拿出来当活马医。汗，这块板子还被别人拿去练过烙铁，EC、时钟等几个芯片残锡都没拖干干净，南桥被拆料了.....把图纸通盘仔细研读了一下，补料......，还好，现在亮机了。

这篇文章打算分几个小节来写，我会花几天利用空余时间写完。图纸和一些资料论坛好像有，但我找不到，我也会上传方便大家。以下言归正传。
温馨提示：图片太小看不清时点击放大。
一：保护隔离电路
从字面来看这个电路包括保护电路和隔离电路，保护电路是限制整个系统电流大小，过流则关闭供电。如下图中的PQ41就是保护电路的供电管。隔离电路是隔离适配器供电和电池供电，防止适配器在未接市电时电池电流倒流入适配器。如下图中的PD5和PD18就是保护用二极管。利用二极管的单向导电性实现。+DOCK_VA是扩展坞供电，+VA是适配器供电。+PRWSRC是主供电，也就是公共点的电压。

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提到保护隔离电路，就不能不提到充放电芯片，因为它掌管着适配器供电通向系统的大门，这个板用的充放电芯片是ISL6251A，它是通过控制上图上的ACOK#这个信号实现对PQ41的控制。要了解它的工作流程，就要从它的外部引脚定义和内部框图来分析，下面就是它的引脚定义：
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ISL6251A引脚定义
BOOT
Connect BOOT to a 0.1μF ceramic capacitor to PHASE pin
and connect to the cathode of the bootstrap schottky diode.
BOOT引脚与PHASE引脚通过一个0.1μF陶瓷电容相连，同时与升压肖特基二极管的阴极相连

UGATE
UGATE is the high side MOSFET gate drive output.
UGATE是高端MOS管驱动输出脚

LGATE
LGATE is the low side MOSFET gate drive output; swing
between 0V and VDDP.
LGATE是低端MOS管驱动输出脚，摆范围在0V与VDDP之间（注：VDDP是一个电压输入引脚）

PHASE
The Phase connection pin connects to the high side
MOSFET source, output inductor, and low side MOSFET
drain.
PHASE连接引脚连接到高端MOS管的源极，作为输出侦测脚，同时连接到低端MOS的漏极

CSOP/CSON
CSOP/CSON is the battery charging current sensing
positive/negative input. The differential voltage across CSOP
and CSON is used to sense the battery charging current,
and is compared with the charging current limit threshold to
regulate the charging current. The CSON pin is also used as
the battery feedback voltage to perform voltage regulation.
CSOP/CSON是电池充电电流侦测正极/负极输入引脚。CSOP与CSON之间的电压差反馈电池充电电流，与充电电流限制门槛电压比较，从而调节充电电流大小，CSON引脚同时还作为电池电压反馈调节充电电压

CSIP/CSIN
CSIP/CSIN is the AC adapter current sensing
positive/negative input. The differential voltage across CSIP
and CSIN is used to sense the AC adapter current, and is
compared with the AC adapter current limit to regulate the
AC adapter current.
CSIP/CSIN是适配器电流反馈正/负极输入，CSIP/CSIN的压差作为适配器电流反馈，与适配器电流限制比较调节适配器电流

GND
GND is an analog ground.
GND是模拟地

DCIN
The DCIN pin is the input of the internal 5V LDO. Connect it
to the AC adapter output. Connect a 0.1μF ceramic
capacitor from DCIN to PGND.
DCIN是内部线性5V的电源输入脚，与适配器的输出相连，需要在DCIN与电源地之间连接一个0.1μF陶瓷电容

ACSET
ACSET is an AC adapter detection input. Connect to a
resistor divider from the AC adapter output.
ACSET是适配器侦测输入脚，与适配器输出电压通过分压电阻相连

ACPRN
Open-drain output signals AC adapter is present. ACPRN
pulls low when ACSET is higher than 1.26V; and pulled high
when ACSET is lower than 1.26V
适配器存在识别开漏输出信号，当ACSET高于1.26V时ACPRN拉低，当ACSET低于1.26V时拉高

EN
EN is the Charge Enable input. Connecting EN to high
enables the charge control function, connecting EN to low
disables charging functions. Use with a thermistor to detect
a hot battery and suspend charging.
EN是充电开启控制输入脚，置高时开启充电功能，置低时关闭充电功能，用一个热敏电阻侦测电池过热从而挂起充电。

ICM
ICM is the adapter current output. The output of this pin
produces a voltage proportional to the adapter current.
ICM是适配器电流侦测输出，产生一个与适配器电流成比例的电压。

PGND
PGND is the power ground. Connect PGND to the source of
the low side MOSFET for the low side MOSFET gate driver.
PGND是电源地，连接到低端MOS管源极与低端MOS管控制极形成回路

VDD
VDD is an internal LDO output to supply IC analog circuit.
Connect a 1μF ceramic capacitor to ground.
VDD是内部线性电压输出脚，作为芯片模拟电路电源，需连接一个0.1μF陶瓷电容到地。（注：注意此脚是一个电压输出脚）

VDDP
VDDP is the supply voltage for the low-side MOSFET gate
driver. Connect a 4.7Ω resistor to VDD and a 1μF ceramic
capacitor to power ground.
VDDP是低端MOS管驱动电路的供电电源，通过一个4.7Ω 电阻与VDD相连，同时连接一个1μF陶瓷电容到电源地

ICOMP
ICOMP is a current loop error amplifier output
ICOMP是误差放大器电流输出环路

VCOMP
VCOMP is a voltage loop amplifier output.
VCOMP是放大器输出的电压环路

CELLS
This pin is used to select the battery voltage. CELLS = VDD
for a 4S battery pack, CELLS = GND for a 3S battery pack,
CELLS = Float for a 2S battery pack.
电池电压选择脚，CELLS等于VDD时是4电池组模式，CELLS等于GND时是3电池组模式，当CELLS是一个浮动电压的时候是2电池组模式

VADJ
VADJ adjusts battery regulation voltage. VADJ = VREF for
4.2V+5%/cell; VADJ = Floating for 4.2V/cell; VADJ = GND
for 4.2V-5%/cell. Connect to a resistor divider to program the
desired battery cell voltage between 4.2V-5% and 4.2V+5%.
VADJ电池电压调节，VADJ等于VREF时4.2V+5%/节电池，VADJ等于浮动电压时4.2V/节电池，VADJ等于GND时4.2V-5%/节电池，与分压电阻相连可在希望得到的4.2V-5% 和4.2V+5%电压之间编程

CHLIM
CHLIM is the battery charge current limit set pin. CHLIM
input voltage range is 0.1V to 3.6V. When CHLIM = 3.3V, the
set point for CSOP-CSON is 165mV. The charger shuts
down if CHLIM is forced below 88mV.
CHLIM是电池充电电流限制引脚，它的输入范围在0.1V到3.6V之间，当CHLIM等于3.3V时CSOP-CSON之间的设置点是165mv,当它的电压低于88mv时充电会关闭

ACLIM
ACLIM is the adapter current limit set pin. ACLIM = VREF for
100mV, ACLIM = Floating for 75mV, and ACLIM = GND for
50mV. Connect a resistor divider to program the adapter
current limit threshold between 50mV and 100mV.
ACLIM是适配器电流限制设置引脚，ACLIM等于VREF时是100mv,ACLIM等于浮动电压时是75mv，当ACLIM一等于GND时是50mv，与分压电阻相连编程设置适配器限制电流门槛电压在50mv到100mv之间

VREF
VREF is a 2.39V reference output pin. It is internally
compensated. Do not connect a decoupling capacitor.
2.39V参考电压输出脚，内部补偿，千万不要连接退耦电容。

以下是它是内部框图，申明：图上的广告网址是PDF上的。

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结合引脚定义来看这个框图，我们至少可以得到如下信息：
1.ACSET必需大于1.26V才能输出ACPRN，不受其它信号控制。
2.VDD这个输出电压不受其它信号控制，只需DCIN符合要求，同理，VREF也不需要其它信号，只需VDD符合要求，可以利用这两个特性初步检测芯片的好坏。
3.EN充电开启信号需大于1.06V
其它一些引脚基本上就是充电控制和过流检测了。
要完全理解整个芯片的工作过程，必需要有扎实的模拟电路基础。

有了以上这些信息，我们就可以分析QL8这部分电路的工作过程了。

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适配器过来的电压+VA或者扩展坞过来的电压+DOCK_VA分别经过二极管PD11和PD8变成+VAD_1,+VAD_1经PD13和PR181供给ISL6251A的DCIN，芯片工作，输出VDD和REF。+VAD_1,还经过电阻PR96和PR99分压输入到ACSET作为适配器电源好指示信号，由前面分析可知此电压必需大于1.26V才能认为适配器电压正常。此时ISL6251A从23脚输出了低电平的ACOK#，ACOK#经过上图电路的电平转换输出ACIN给EC作为适配器接入指示信号。另+VAD_1还经过PR97和PR98分压作为ISL6251的充放电开启信号。
+VAD_1的另一个重要作用是经一此电路升压产生一个28V左右的电压来开启PQ41.图纸上有两种升压方式，如下图，一种是由芯片PU3直接升压，另一种是自举升压电路升压，这个升压电路原理就不多分析。本贴主要分析上电过程。这两种升压分式可以任选一种，实际使用的是用PU3直接升压。

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至此，PQ41的控制极得到了一个比漏极高得多的电压而导通，适配器电压传入了公共点。
PQ41还受ACOK_IN和ACOK#控制，ACOK_IN是EC的过流保护信号，当ISL6251A的ICM输出的模拟信号高于一个特定电平时就认为过流，此时EC输出D/C#，转换为ACOK_IN，实现保护。ACOK#前在已经有分析。至此保护隔离电路分析完成。

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这里有一个不好理解的地方，就是一旦电路保护，EC得不到供电不会工作，就谈不上来保护了，而且，这个电路没有自锁功能，
另，VAD_1经PR92和PR93产生了一个AD_AIR给EC这个信号的作用是什么?
上面一个图中ACOK#通过PC56与PR70组成的微分电路最终控制6251ACIN（ISL6251的ACSET），它又有什么作用？
大家来分析一下。

待续.................................................................

会员195737

太长，发不出，接上，图见楼上
EC的待机   
EC用的是KB3926QF，它在得到+3VPCU和+3VPCU转换成的+3VPCU_EC后晶振起振，产生32.768KHZ给EC内部使用。+3VPCU_EC在延时电容C805作用下产生3920_RST#复位EC。EC复位后的第一个动作就是读取BIOS！通过SPI总线，在内部时钟控制下读取BIOS内容。读取完毕后EC的GPIO、GPI、GPO定义引脚被赋予了指定的作用等待下一步动作。



待续......................................................

会员195737

原贴不能编辑，新开一贴接着写。
原贴地址：http://www.chinafix.com.cn/thread-430179-1-1.html
图纸： Quanta_QL8.pdf (763.19 KB, 下载次数: 34)

2011-7-7 18:24 上传

点击文件名下载附件
二:系统供电与待机
    系统供电
    保护隔离电路电压正常后第一个产生的供电是系统3V/5V电压，这个电压是其它电路和芯片正常工作的先决条件，所以又叫“系统供电”。
    这个板图纸上的芯片是ISL6237IRZ-T，板上实际使用的是RT8206B，这两个芯片脚位定义完全相同，可以互换使用。还是按图纸，用ISL6237IRZ-T分析，以下是脚位定义：

ISL6237脚位定义

REF
2V Reference Output. Bypass to GND with a 0.1μF (min) capacitor. REF can source up to 50A for external loads.
Loading REF degrades FB and output accuracy according to the REF load-regulation error.
2V参考电压输出，旁路一个最小0.1μF电容到地。REF能够提供50A电流驱动外部负载

TON
Frequency Select Input. Connect to GND for 400kHz/500kHz operation. Connect to REF (or leave OPEN) for
400kHz/300kHz operation. Connect to VCC for 200kHz/300kHz operation (5V/3.3V SMPS switching frequencies,
respectively.)
频率选择输入脚，接地则工作在400kHz/500kHz模式，接REF（或悬空）工作在400kHz/300kHz模式，接VCC工作在200kHz/300kHz模式(5V/3V SMPS各自的开关频率)

VCC
Analog Supply Voltage Input for PWM Core. Bypass to GND with a 1μF ceramic capacitor
PWM核心模拟电路供电输入，旁路一个1μF陶瓷电容到地

EN_LDO
LDO Enable Input. The LDO is enabled if EN_LDO is within logic high level and disabled if EN_LDO is less than the
logic low level.
LDO开启信号，EN_LDO在逻辑高电平时LDO开启，反之关闭

VIN
Power-Supply Input. VIN is used for the constant-on-time PWM on-time one-shot circuits. VIN is also used to power
the linear regulators. The linear regulators are powered by SMPS1 if OUT1 is set greater than 4.78V and BYP is tied
to OUT1. Connect VIN to the battery input and bypass with a 1μF capacitor.
供电输入，用于constant-on-time PWM on-time one-shot电路（注：芯片内部两个电路名称，不能意会），同时VIN是线性电压调节模块的供电，接电池供电，同时旁路一个1μF电容到地

LDO
Linear-Regulator Output. LDO can provide a total of 100mA external loads. The LDO regulate at 5V If LDOREFIN is
connected to GND. When the LDO is set at 5V and BYP is within 5V switchover threshold, the internal regulator shuts
down and the LDO output pin connects to BYP through a 0.7Ω switch. The LDO regulate at 3.3V if LDOREFIN is
connected to VCC. When the LDO is set at 3.3V and BYP is within 3.3V switchover threshold, the internal regulator
shuts down and the LDO output pin connects to BYP through a 1.5Ω switch. Bypass LDO output with a minimum of
4.7μF ceramic.
线性调节模块输出，能提供最大100mA给外部负载。LDOREFIN接地时LDO工作在5V调压模式，当LDO主设置在5V调压模式同时BYP在5V转换门槛电压左右时，内部调压模块将关闭，LDO通过一个0.7Ω开关接在BYP引脚上，LDOREFIN接VCC时LDO工作在3.3V调压模式，当LDO主设置在3.3V调压模式同时BYP在3.3V转换门槛电压左右时，内部调压模块将关闭，LDO通过一个1.5Ω开关接在BYP引脚上。LDO需旁路一个至少4.7μF陶瓷电容。

LDOREFIN
LDO Reference Input. Connect LDOREFIN to GND for fixed 5V operation. Connect LDOREFIN to VCC for fixed 3.3V
operation. LDOREFIN can be used to program LDO output voltage from 0.7V to 4.5V. LDO output is two times the
voltage of LDOREFIN. There is no switchover in adjustable mode.
LDO参考电压输入，接地时LDO工作在固定5V模式，接VCC时LDO工作在固定3.3V模式，LDOREFIN能够对LDO输出电压从0.7V到4.5V编程。此模式下LDO电压是LDOREFIN电压的两倍，在可调模式下无转换开关。

BYP
BYP is the switchover source voltage for the LDO when LDOREFIN connected to GND or VCC. Connect BYP to 5V if
LDOREFIN is tied GND. Connect BYP to 3.3V if LDOREFIN is tied to VCC.
BYP是在LDOREFIN接VCC或者地时作为LDO转换开关的供电

OUT1
SMPS1 Output Voltage-Sense Input. Connect to the SMPS1 output. OUT1 is an input to the Constant on-time-PWM
on-time one-shot circuit. It also serves as the SMPS1 feedback input in fixed-voltage mode.
SMPS1输出电压的侦测输入脚，接到SMPS1的输出电压上，它是Constant on-time-PWM on-time one-shot电路的输入脚，同时在固定电压模式下作为SMPS1输出电压的反馈

FB1
SMPS1 Feedback Input. Connect FB1 to GND for fixed 5V operation. Connect FB1 to VCC for fixed 1.5V operation
Connect FB1 to a resistive voltage-divider from OUT1 to GND to adjust the output from 0.7V to 5.5V.
SMPS1反馈输入，接地时是固定5V模式，接VCC时是固定1.5V模式，接入到OUT1和地之间的一个分压电压上可使输出在0.7V和5.5V范围可调。

ILIM1
SMPS1 Current-Limit Adjustment. The GND-PHASE1 current-limit threshold is 1/10th the voltage seen at ILIM1 over a 0.2V to 2V range. There is an internal 5μA current source from VCC to ILIM1. Connect ILIM1 to REF for a fixed 200mV threshold. The logic current limit threshold is default to 100mV value if ILIM1 is higher than VCC - 1V.
SMPS1电流限制调节

POK1
SMPS1 Power-Good Open-Drain Output. POK1 is low when the SMPS1 output voltage is more than 10% below the
normal regulation point or during soft-start. POK1 is high impedance when the output is in regulation and the soft-start
circuit has terminated. POK1 is low in shutdown.
SMPS1电源好开漏输出脚，当低于指定电压的10%或者软启动时输出低电平，当输出电压在正常范围之内而且软启动完成时输出为高阻态。

EN1
SMPS1 Enable Input. The SMPS1 is enabled if EN1 is greater than the logic high level and disabled if EN1 is less than the logic low level. If EN1 is connected to REF, the SMPS1 starts after the SMPS2 reaches regulation (delay start).Drive EN1 below 0.8V to clear fault level and reset the fault latches.
SMPS1开启信号，当EN1高于逻辑高电平时开启，反之关闭，当EN1连接到REF时，SMPS1在SMPS2输出正常后启动，驱动到0.8V以下时清除错误并重启电路。

UGATE1
High-Side MOSFET Floating Gate-Driver Output for SMPS1. UGATE1 swings between PHASE1 and BOOT1
SMPS1高端MOS管栅极控制输出脚，摆动电压在PHASE1和BOOT1两脚位的电压之间。
PHASE1 Inductor Connection for SMPS1. PHASE1 is the internal lower supply rail for the UGATE1 high-side gate driver.
PHASE1 is the current-sense input for the SMPS1
SMPS1输出侦测脚，同时是高端管驱动器的"低"供电(注：参见UGATE1脚位定义)，同时是SMPS1的电流侦测

BOOT1
Boost Flying Capacitor Connection for SMPS1. Connect to an external capacitor according to the typical application
circuits (Figure 62 and Figure 63). See “MOSFET Gate Drivers (UGATE_, LGATE_)” on page 27.
SMPS1自举升压电容连接脚，参考应用电路图（图62和图63）连接到一个外部电容器。详见27页“MOSFET Gate Drivers (UGATE_, LGATE_)”

LGATE1
SMPS1 Synchronous-Rectifier Gate-Drive Output. LGATE1 swings between GND and PVCC
SMPS1同步校正驱动门输出脚，电压在GND和PVCC之间摆动。

PVCC
PVCC is the supply voltage for the low-side MOSFET driver LGATE_. Connect a 5V power source to the PVCC pin
(bypass with 1μF MLCC capacitor to PGND if necessary). There is internal 10Ω connecting PVCC to VCC. Make sure
that both VCC and PVCC are bypassed with 1μF MLCC capacitors.
PVCC是低端MOS管驱动门供电脚，接一个5V电源到PVCC（必要时旁路一个1μ的MLCC电容到地）内部一个10Ω电阻连接到VCC，务必在VCC和PVCC都旁路一个1μF的MLCC电容

GND
Analog Ground for both SMPS_ and LDO. Connect externally to the underside of the exposed pad
模拟电路、两个SMPS、LDO的地脚，外部连接到芯片底部的地脚。

PGND
Power Ground for SMPS_ controller. Connect PGND externally to the underside of the exposed pad.
SMPS控制器的电源地

SKIP#
Low-Noise Mode Control. Connect SKIP# to GND for normal Idle-Mode (pulse-skipping) operation or to VCC for PWM
mode (fixed frequency). Connect to REF or leave floating for ultrasonic skip mode operation.
低噪声模式控制，接地工作在空闲模式（脉冲跳跃),接VCC工作在脉宽调节模式（固定频率），接REF或悬空工作在超声波跳跃模式

REFIN2
Output voltage control for SMPS2. Connect REFIN2 to VCC for fixed 3.3V. Connect REFIN2 to a 3.3V supply for fixed 1.05V. REFIN2 can be used to program SMPS2 output voltage from 0.5V to 2.50V. SMPS2 output voltage is 0V if REFIN2 < 0.5V.
SMPS2输出控制，接VCC时是固定3.3V模式，接3.3V供电是固定1.05V模式，REFIN2能够对SMPS2的输出从0.5V到2.5V编程，REFIN2小于0.5V时SMPS2输出为0V

LGATE2、BOOT2、PHASE2、UGAGE2、EN2、POK2、OUT2、ILIM2参考SMPS1定义

下面是它的内部框图：

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从框图上可以看出
1.PVCC不但是低端驱动管的供电，同时通过一个二极管给高端驱动管供电，像这种内部有二极管相连的结构，它的外部BOOT引脚无需再连接二极管到VCC只需连接升压电容到PHASE，从实际应用电路图上也可以看出这点。
2.BYP引脚如芯片脚位定义所述，是给LDO续流的，设置合适的LDOREFIN、连接合适的BYP，在BYP电压达到要求后关闭内部线性模块，把BYP引脚电压接到LDO上。
3.REF不受其它信号控制，只需VIN正常，可初步检测芯片是否正常。
4.两个POK是两个独立的开漏输出

以下给出实际应用图：

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VIN这个公共电的电压已经正常产生了，它通过PR158加到了芯片的6脚VIN上，芯片输出REF作为内部电路参考。VIN还通过PR154与PR156分压加到了芯片4脚EN_LDO，使LDO电压恒处于开启状态。8脚的LDOREFIN是接地的，这样，7脚LDO产生的是固定5V电压，图中标注为+5VALW，意指ALWAYS。9脚的BYP接在了+5VPCU上，当+5VPCU正常产生后通过芯片内部开关接到7脚上给LDO续流，同是内部的线性模块会关闭。3脚的VCC接在了芯片自身产生的LDO电压上给芯片供电。2脚的TON接地，芯片工作在400kHz/500kHz模式。14脚的EN1和27脚的EN2串在一起通过电阻接在了自身产生的LDO电压上，这样芯片处于恒开启状态，除非系统出现SYS_SHDN#的保护。19脚的PVCC也是接在了自身的LDO电压上给内部门驱动管供电。32脚的REFIN2接在LDO电压上SMPS2产生的是一个固定3.3V电压。其它一些就是侦测限流之类引脚。
通过以上分析，芯片工作条件完全具备，它驱动MSO管产生了+5VPCU和+3VPCU。正常后各自的SMPS产生POK，实际上两个POK是串在一起的作为HWPG。虽然此时两个电压已经正常产生，但HWPG不会是一个高电平，因为POK是一种开漏输出，它的上拉电压并没有产生，此时的POK是一种高阻态（即电路的第三态），通过后面的分析我们还可以看到HWPG是很多个PG的“与”。
+5VPCU正常产生后通过PD15和PD16在3V_DL方波作用下升压到12V，产生+12VALW，这个电压主要用于电路电平转换。
+5VPCU主要用于后续电源控制芯片的供电及后续产生的+5VS5、+5VSUS、+5V、PR_5VSUS的供电
+3VPCU主要用于EC、BIOS、RTC、网卡+3VLANVCC、后续一些控制信号的上拉、后续+3VS5、+3VSUS、+3V、+3VPCU供电。。
待续.............


补充内容 (2011-7-11 18:16):
续贴地址：http://www.chinafix.com.cn/forum ... 1&extra=#pid4171949

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