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基于倍压整流器的对称双极性输出变换器系列及其在可再生能源与双极性直流微电网接口中的应用
A Family of Symmetrical Bipolar Output Converters Based on Voltage-Multiplying Rectifiers for Interfacing Renewable Energy With Bipolar DC Microgrid
Qingxin Tian · Xin Zhang · Guohua Zhou · Xiaoqiang Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
双极性直流微电网在提高可再生能源接入效率与可靠性方面具有显著优势,但极间电压不平衡及缺乏高性能双极性功率变换拓扑限制了其应用。本文提出了一系列基于倍压整流器的对称双极性输出变换器,旨在解决上述技术瓶颈,提升系统整体性能。
解读: 该研究提出的双极性输出变换器拓扑对于阳光电源的储能系统(如PowerTitan、PowerStack)及微电网解决方案具有重要参考价值。随着直流微电网和工商业储能应用场景的复杂化,双极性直流母线架构能有效提升系统供电可靠性。该拓扑可优化PCS的电路设计,解决极间电压平衡问题,提升变换效率。建议研发团...
基于DTW度量和kNN分类器的核电多相无刷励磁系统旋转整流器故障诊断
Rotating Rectifier Fault Diagnosis of Nuclear Multiphase Brushless Excitation System Based on DTW Metric and kNN Classifier
Yuang Cai · Liangliang Hao · Yanzhen Zhou · Jianlin Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
针对大型核电机组多相无刷励磁系统,提出了一种基于动态时间规整(DTW)度量和kNN分类器的旋转整流器故障诊断新方法。该方法克服了传统定子励磁电流谐波分析法的局限性,能更准确地识别故障,对提升励磁系统的运行可靠性具有重要意义。
解读: 该文献聚焦于大型旋转设备的故障诊断算法,虽然主要针对核电励磁系统,但其核心方法论(DTW度量与机器学习分类)对阳光电源的智能化运维具有参考价值。在阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中,针对大型风电变流器或大型储能系统(如PowerTitan)的功率模块故障预测,可借鉴此种非侵入式信号分析与...
一种具有低成本无缝切换方案的高效率双模DC-DC变换器
A High-Efficiency Dual-Mode DC–DC Converter With a Low-Cost Seamless Transition Scheme
Yun Hao · Xukun Wang · Zhigang Han · Chunli Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种低复杂度的PWM/PSM双模Buck DC-DC变换器。该变换器在重载下采用1.5MHz频率的PWM模式,在轻载下切换至变频PSM模式,从而在全负载范围内保持高效率。基于峰值电流模式控制,仅需简单的电路即可实现模式间的无缝切换。
解读: 该技术在提升DC-DC变换效率方面具有显著价值,特别适用于阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统(如PowerStack)中的辅助电源模块或低功率DC-DC环节。通过PWM/PSM双模控制,可有效提升系统在待机或轻载工况下的整机能效,符合当前户用产品对高能效等级的严苛要求。建议研发团队评估该无缝切换方案...
一种基于高阶时间导数非线性电流分量与先进神经网络算法的高效开关电流GaN HEMT模型
A High-Efficiency Switching Current Model for Power GaN HEMT Based on High-Order Time-Derivative Nonlinear Current Components and Advanced Neural Network Algorithms
Huikai Chen · Shulong Wang · Liutao Li · Hao Zhou 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
GaN HEMT因其优异的功率和频率特性在电力电子领域得到广泛应用。准确高效的器件模型对电路设计至关重要。本文提出了一种基于电流时间导数分量的新型建模方法,结合先进的静态和循环神经网络概念,实现了对GaN器件开关特性的高精度模拟。
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器件的应用已成为技术迭代的重要方向。该研究提出的基于神经网络的GaN高精度建模方法,能够有效解决传统物理模型在高速开关过程中的计算复杂性与精度平衡问题。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台下的数字孪生仿真...
桥臂电路中肖特基型p-GaN栅HEMT漏极相关阈值电压漂移及误导通分析
Analysis of Drain-Dependent Threshold Voltage and False Turn-On of Schottky-Type p-GaN Gate HEMT in Bridge-Leg Circuit
Zetao Fan · Maojun Wang · Jin Wei · Muqin Nuo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文分析了肖特基型p-GaN栅高电子迁移率晶体管(HEMT)在桥臂电路高压开关过程中的阈值电压(Vth)负向漂移及其引发的误导通问题。通过脉冲IV测量手段,研究了高漏源电压(VDS)对器件阈值特性的影响,为提升GaN功率器件在高压应用下的可靠性提供了理论依据。
解读: 随着阳光电源在户用及工商业光伏逆变器中对高功率密度要求的提升,GaN器件的应用前景广阔。本文研究的p-GaN栅HEMT在桥臂电路中的误导通风险,直接关系到逆变器功率模块的可靠性设计。建议研发团队在开发基于GaN的下一代高频变换器时,重点关注高压开关下的Vth漂移特性,优化驱动电路设计以抑制误导通,从...
皮秒级4H-SiC二极管雪崩整形器演示:电压上升率达11.14 kV/ns,峰值功率密度达62 MW/cm²
Demonstration of Picosecond 4H-SiC Diode Avalanche Shaper With Voltage Rise Rate of 11.14 kV/ns and Peak Power Density of 62 MW/cm^2
Yu Zhou · Xiaoyan Tang · Qingwen Song · Chao Han 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文首次实验演示并表征了一种具有新型p+/p-/n+多层外延结构的高性能皮秒级4H-SiC二极管雪崩整形器(DAS)。通过连续多层外延晶圆生长技术制备,实现了极高的电压上升率和功率密度,为高频、高压脉冲功率应用提供了新的技术路径。
解读: 该研究展示了SiC材料在极端开关速度和功率密度下的潜力,对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。首先,在组串式光伏逆变器和PowerTitan储能系统中,SiC器件的应用已成为提升功率密度和效率的关键,该技术有助于进一步优化高频开关电路设计。其次,在电动汽车充电桩领域,极高的电压上升率可用于开发更高效...
一种用于大规模光伏有功注入的多能量转换通道融合并网逆变器,旨在防止因MPP光伏电压不足导致的功率损耗
A Multiple Energy Conversion Channels Fusion Grid-Connected Inverter for Large-Scale PV Active Power Injection Preventing Power Loss Caused by Insufficient MPP PV Voltage
Ying Pang · Hao Yang · Yanju Ji · Xinhao Zhang 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
针对大规模光伏发电中,现有电感式逆变器损耗高及电容式逆变器运行范围受限的问题,本文提出了一种多能量转换通道融合的并网逆变器。该拓扑通过优化能量转换路径,有效解决了光伏电压在最大功率点(MPP)不足时导致的功率损耗问题,提升了光伏系统的并网效率与运行灵活性。
解读: 该研究提出的多通道融合拓扑对阳光电源的组串式逆变器(如SG系列)具有重要的技术参考价值。在光伏组件老化或弱光环境下,MPP电压波动常导致逆变器效率下降,该技术通过优化电路拓扑,能有效拓宽逆变器在低压侧的MPPT工作范围,减少功率损耗。建议研发团队评估该拓扑在下一代高功率密度组串式逆变器中的应用潜力,...
一种用于无线电能传输的具有横向氮化镓肖特基二极管的5.8-GHz高功率高效率整流电路
A 5.8-GHz High-Power and High-Efficiency Rectifier Circuit With Lateral GaN Schottky Diode for Wireless Power Transfer
Kui Dang · Jincheng Zhang · Hong Zhou · Sen Huang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种用于无线电能传输的5.8-GHz高功率、高效率整流电路,采用了低压化学气相沉积SiN钝化的横向氮化镓(GaN)肖特基势垒二极管(SBD)。该器件具有0.38V的低导通电压、4.5Ω的低导通电阻及0.32pF的低结电容,显著提升了高频整流性能。
解读: 该研究展示了GaN器件在高频整流应用中的优异性能,对阳光电源的业务具有前瞻性参考价值。虽然目前阳光电源的核心产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)主要基于SiC或IGBT技术,但随着未来功率密度要求的进一步提升,GaN技术在辅助电源、高频DC-DC变换器或小型化充电桩模块中具有潜在应用...
通过外加磁场调控液态金属电池的放电性能和电极界面
Regulating the discharge performance and electrode interface of liquid metal batteries through external magnetic fields
Xianbo Zhou · Lei Fan · Jing Ning · Hao Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.383
摘要 液态金属电池(LMBs)因其长循环寿命、高安全性和低成本,在大规模储能领域具有广阔的应用前景。然而,LMBs在放电过程中存在较大的浓差极化以及一定的内部短路风险,严重阻碍了其实际应用。本研究提出采用施加外加磁场的策略来解决上述两个问题。首先,通过数值模型和逻辑推理阐明了外加磁场发挥作用的机理。进一步的实验结果表明,外加磁场显著提升了LMBs的放电性能。在500 mA cm−2的电流密度下,61.9 mT的磁场使放电电压提高了34.64%;在1000 mA cm−2的电流密度下,29.6 m...
解读: 该液态金属电池外磁场调控技术为阳光电源ST系列储能系统提供创新思路。研究揭示的磁场抑制浓差极化机制(500mA/cm²下电压提升34.64%)可启发PowerTitan大容量储能产品的热管理优化和电化学性能提升。磁场快速修复短路故障的能力对储能PCS的故障诊断与自愈合控制策略具有借鉴意义,可集成至i...
考虑储能和需求响应的物联网智慧能源枢纽能量管理
Energy Management Considering Energy Storage and Demand Response for Smart Energy Hub in Internet of Things
Jinyong Lei · Changcheng Zhou · Xiaolin Li · Andi Huang 等6人 · IEEE Access · 2020年2月
本文提出能源系统中智慧能源枢纽SEH与用户间交互的能源优化管理方法。系统中还考虑物联网IoT和储能。首先构建SEH和用户模型,然后讨论储能影响下的利润模型。接下来应用Stackelberg博弈模型,其中SEH作为领导者用户为跟随者。提出双层算法求解问题。最后研究案例验证方法正确性。结果表明该方法可用于综合能源系统的有效能量管理,IoT在信息交换中发挥重要作用。
解读: 该智慧能源枢纽管理技术对阳光电源综合能源服务解决方案有重要应用价值。阳光PowerTitan储能系统可作为能源枢纽核心设备,协调多能源供需。Stackelberg博弈模型的领导者-跟随者机制可应用于阳光虚拟电厂的分层优化控制。双层算法对阳光iSolarCloud平台的多目标优化有借鉴意义。IoT信息...
针对具有非致命外延形貌缺陷的4H-SiC MOSFET性能与可靠性的系统性研究
Systematic Investigation on the Performance and Reliability of 4H-SiC MOSFETs With Nonkiller Epitaxial Morphological Defects
Yibo Zhang · Xiaoyan Tang · Hao Yuan · Jingkai Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
碳化硅(SiC)金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)中的外延形态缺陷会导致器件失效。虽然芯片探测(CP)方法能够识别并区分许多失效器件,但一些非致命性的外延形态缺陷常常会通过初始筛选,从而导致器件在实际应用中过早失效。本研究探讨了碳化硅形态缺陷对器件性能、短路(SC)可靠性和长期可靠性的影响。通过实验分析与技术计算机辅助设计(TCAD)模拟相结合的方法,为形态缺陷对器件性能的不同影响提供了有力证据。研究结果表明,胡萝卜形缺陷会显著降低栅极氧化物的质量,导致器件在长期可靠性测试...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于4H-SiC MOSFET外延形貌缺陷的系统性研究具有重要的战略价值。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能系统的核心部件,直接影响产品的功率密度、效率和可靠性。 该研究揭示了一个关键问题:传统芯片探测(CP)筛选方法存在局限性,某些"非致命"缺陷可能通过初检但在实...
氟化协同调控Na2FePO4F正极晶格与界面以提升钠离子存储性能
Fluorination-enabled synergistic engineering of lattice and interface in Na2FePO4F cathode for enhanced sodium-ion storage
Xi Zhou · Ze-Rong Deng · Lu-Lu Zhang · Biao-Yang Li 等8人 · Applied Physics Letters · 2026年2月 · Vol.128
本文提出氟化协同工程策略,同步优化Na2FePO4F正极的晶格结构与界面特性:拓宽Na+迁移通道、强化Fe–F键、构建缺陷富集界面,显著提升钠离子扩散动力学、结构稳定性和界面电荷转移能力,实现优异倍率性能(5 C下80.2 mAh g⁻¹)和长循环稳定性(200次后容量保持率89.3%)。
解读: 该研究面向钠离子电池正极材料的本征改性,直接支撑阳光电源在新型电化学储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS适配的钠电方案)中的材料兼容性升级与性能边界拓展。氟化协同设计可指导BMS对钠电SOC/SOH的高精度建模,并为PCS提供更宽温域、更高倍率的钠电接口参数依据。建议阳光电源在用户侧储能...
一种无变压器软开关多端口集成变换器及其漏电流抑制方法
A Transformerless Soft-Switching Multiport Integrated Converter With Leakage Current Suppression for Residential Energy Management
Lu Zhou · Yihan Gao · Minghan Dong · Xin Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年6月
本文提出了一种无变压器、无漏电流的软开关多端口集成变换器(SSIMPC),用于家庭光伏、储能、直流母线及交流电网端口的集成。光伏端口工作于连续电流模式,实现低输入电流纹波与可再生能源高效利用;储能端口作为能量缓冲并支持软开关灵活控制。采用间接占空比解耦调制策略,无需额外无源器件即可实现多路零电压开关与电感复用。共地结构有效抑制漏电流并提升安全性。该拓扑支持多种功率组合的能量管理,适用于综合性家庭能源系统。实验样机验证了理论分析与拓扑可行性。
解读: 该无变压器软开关多端口集成变换器技术对阳光电源户用储能产品线具有重要应用价值。其共地结构漏电流抑制方案可直接应用于SG系列户用光储一体机,提升系统安全性并简化接地设计。间接占空比解耦调制实现的多路ZVS技术,可优化ST系列储能变流器中PV-Battery-Grid三端口协同控制,降低开关损耗10-1...
基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管,用于0.9%辐射能量分辨率
4H-SiC-Based Low-Noise Front-End Charge Coupling Transistor for 0.9% Radiation Energy Resolution
Jiuzhou Zhao · Weizong Xu · Hao Qu · Dong Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本简报提出了一种基于宽带隙碳化硅(SiC)的方法,用于前端电子应用中的低噪声电荷耦合晶体管,可对α粒子进行精确检测并实现良好的能量分辨率。通过采用双栅外延结构设计的联合构建技术,减轻了沟道与底栅之间的电容耦合和电荷泄漏,同时结合蚀刻损伤修复以及干 - 湿 - 干氧化钝化制造工艺,制备出了 4H - SiC 结型场效应晶体管(JFET)。该晶体管室温泄漏电流约为 0.1 pA,输入电容密度低至 0.285 fF/μm²,输出电导低至 10⁻⁶ S,在 1 kHz 时实现了 1.1×10⁻¹⁹ A²...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管技术虽然聚焦于辐射探测领域,但其底层技术突破对我们的核心业务具有重要的延伸价值。 **技术关联性分析**:该研究在SiC JFET器件上实现的突破——极低漏电流(~0.1 pA)、超低输入电容密度(0.285 fF/μm²)和...
具有独立源极通孔的硅衬底多栅指微波GaN HEMT
Multi-Gate Finger Microwave GaN HEMTs on Si Substrates With Individual Source Vias
Lu Hao · Zhihong Liu · Jin Zhou · Xiaoyan Li 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
在这篇快报中,我们在 6 英寸硅衬底上制造了多栅指氮化镓(GaN)微波高电子迁移率晶体管(HEMT),采用独立源通孔(ISV)实现源极焊盘的互连。与空气桥相比,独立源通孔技术表现出更低的寄生电容,并且有可能提高大规模制造的良品率。该器件采用 T 形栅,栅脚长度 ${L}_{\text {g}}$ 为 $0.5~\mu $ 米,栅宽为 ${4}\times {100}~\mu $ 米,其最大漏极电流( ${I}_{\text {dmax}}$ )达到 600 毫安/毫米,峰值跨导( ${g}_{\...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于硅基GaN HEMT器件的个体源极通孔(ISV)技术具有重要的战略价值。GaN功率器件是新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术,直接影响系统的功率密度、转换效率和可靠性。 该技术的核心创新在于用硅通孔替代传统空气桥结构实现源极互联,这为阳光电源带来三方面优势:首先...
基于多抽头参数可重构耦合结构与离散铁氧体桥的双向长距离感应电能传输系统
A Bidirectional Long-Range IPT System Based on Multitap Parameter Reconfigurable Coupling Structure With Discrete Ferrite Bridge
Peng Gu · Xingzhen Guo · Yunrui Hao · Dongsheng Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
提出一种基于改造110-kV支柱绝缘子的光伏-储能结合米级感应电能传输(IPT)系统,实现双向能量流动。设计离散铁氧体桥(DFB)以提升耦合系数,分析其附加铁损及对绝缘性能的影响。为降低光照强度波动对光伏系统的影响,提出多抽头自耦线圈结构,通过切换原副边抽头调节系统直流电压变比。构建双向三阶段IPT系统样机,总长1.66 m,实验验证系统最大效率达88.9%。
解读: 该双向长距离IPT技术对阳光电源储能与充电业务具有重要应用价值。多抽头参数可重构结构可应用于ST系列储能变流器的宽电压范围适配,通过动态调节耦合参数应对光储系统直流母线电压波动,提升PowerTitan储能系统在光伏波动工况下的稳定性。离散铁氧体桥设计可借鉴至电动汽车无线充电桩产品,优化耦合系数与铁...
含水层压缩空气储能的非线性井筒多相流与热-水-力耦合分析
Coupled nonlinear wellbore multiphase flow and thermo-hydro-mechanical analysis of compressed air energy storage in aquifers
Yi Li · Qian Zhou · Hao Yu · Yi Li 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 含水层压缩空气储能(CAESA)是一种低成本、大规模的储能技术。为研究储层力学效应对CAESA的影响,本文开发了一个耦合非线性井筒多相流与热-水-力(THM)过程的模拟器THMW-Air,并利用Pittsfield示范CAESA项目的数据验证了其有效性。采用未包含力学过程的T2Well-EOS3模拟器对CAESA的水动力、热力学和力学行为及其能量效率进行了分析与对比。结果表明,在考虑储层力学效应后,Pittsfield现场模拟压力与监测压力之间的相关系数由0.9046提高至0.9211。C...
解读: 该压缩空气储能(CAES)热-流-力耦合仿真技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的温度-压力-机械应力耦合效应可优化ST系列PCS和PowerTitan储能系统的热管理策略,特别是注入温度对效率的影响(50°C时效率降低9.75%)为电化学储能热控制提供借鉴。多物理场耦合建模思路可应用于...
基于2英寸β-Ga2O3晶圆无金工艺制备的大面积肖特基势垒二极管的统计研究
Statistical Study of Large-Area Schottky Barrier Diodes Fabricated on 2-in β-Ga2O3 Wafer Using Au-Free Processes
Yitao Feng · Hong Zhou · Sami Alghamdi · Hao Fang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究报道了在2英寸β-Ga2O3外延晶圆上采用工业兼容且低成本的无金工艺制备大面积(3×3 mm²)肖特基势垒二极管(SBDs)的统计分析。器件集成注入边缘终端与低掺杂环结构,有效调控电场分布,实现超过1300 V的击穿电压和2 V下10 A以上的正向电流,性能优于已报道的同类大尺寸SBDs。全晶圆统计显示,重复击穿电压平均为347 V,12.5%器件超过650 V。同时分析了器件特性波动的物理成因,为工业化晶圆级制造提供了重要参考。
解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管技术对阳光电源功率器件升级具有前瞻价值。Ga2O3超宽禁带(4.8eV)特性使其击穿场强达8MV/cm,远超SiC的3倍,可显著提升ST系列储能变流器和SG逆变器的耐压等级与功率密度。研究中1300V击穿电压与10A正向电流性能,适配1500V光伏系统需求。无金工艺与2英...
储能装置布点以增强基于变换器的可再生能源系统的小信号稳定性
Placing Storage Energies for Enhancing Small-Signal Stability of Converter-Based-Renewable Systems
Hui Yuan · Yi Hao · Huanhai Xin · Linbin Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
储能(SEs)具有双向功率调节的灵活性,因此它们通过电力电子变换器接入电力系统,以减少基于变换器的可再生能源(CBRs)(如太阳能和风能)带来的功率波动。然而,基于变换器的储能可能会通过电网与基于变换器的可再生能源相互作用,这增加了多基于变换器的可再生能源系统中锁相环(PLL)引起的小信号稳定性分析的复杂性和难度,尤其是在弱电网中。在此背景下,储能的配置方式如何影响锁相环引起的小信号稳定性仍不明确,特别是当储能从电网吸收有功功率时。为填补这一空白,本文从电网强度的角度分析了储能对多变换器系统中锁...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文针对储能系统(SE)在新能源并网系统中的优化配置问题提供了重要的理论指导,对公司储能与光伏协同解决方案具有显著价值。 论文揭示了储能系统在吸收有功功率模式下能够增强电网强度,进而改善锁相环(PLL)引发的小信号稳定性问题。这一发现对阳光电源的光储一体化系统设计具有直...
用于抑制谐波与共模电压的三电平逆变器供电双三相PMSM驱动容错MPC
Fault-Tolerant MPC for Three-Level Inverters Fed Dual Three-Phase PMSM Drives with Harmonic and Common Mode Voltage Suppression
Hao Zhou · Xuewei Xiang · Hui Li · Bin Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
针对T型三电平逆变器驱动的双三相永磁同步电机在单相开路故障下控制自由度降低、谐波转矩冲突及电流谐波增大的问题,提出一种抑制谐波与共模电压的容错模型预测控制策略。该方法采用降阶空间矢量解耦变换重构故障后电机模型,结合双矢量合成技术生成零谐波电压的虚拟矢量,并动态调整序列以抑制电流谐波。通过分类选取低共模电压的大矢量并交替使用,实现全速域共模电压主动抑制。设计的无权重混合代价函数协同优化开关频率与中点电压平衡。实验验证了该策略的有效性。
解读: 该容错MPC技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要应用价值。T型三电平拓扑的单相开路容错控制可直接应用于车载电机驱动系统,提升系统可靠性。其谐波抑制与共模电压抑制技术可借鉴至ST系列储能变流器,降低EMI滤波器成本并改善电网侧电能质量。双矢量合成的零谐波电压虚拟矢量技术与阳光现有MPPT算法优化思...
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