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跟著電力電子技術的高速發展，電力電子設備與人們的作業、生活的聯系日益親近，而電子設備都離不開牢靠的電源，進入80時代核算機電源全面完成了開關電源化，率先完結核算機的電源換代，進入90時代開關電源相繼進入各種電子、電器設備范疇，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、操控設備電源等都已廣泛地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速發展。開關電源是使用現代電力電子技術，操控開關晶體管注冊和關斷的時刻比率，堅持安穩輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）操控IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比，二者的本錢都跟著輸出功率的添加而添加，但二者添加速率各異。線性電源本錢在某一輸出功率點上，反而高于開關電源，這一本錢回轉點。跟著電力電子技術的發展和立異，使得開關電源技術在不斷地立異，這一本錢回轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源供給了廣泛的發展空間。
開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的使用范疇，特別是在高新技術范疇的使用，推進了高新技術產品的小型化、簡便化。別的開關電源的發展與使用在節省能源、節省資源及維護環境方面都具有重要的含義。
人們在開關電源技術范疇是邊開發相關電力電子器材，邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推進著開關電源每年以超越兩位數字的添加率向著輕、小、薄、低噪聲、高牢靠、抗攪擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC 和 DC/DC兩大類，也有AC/AC DC/AC如逆變器 DC/DC 改換器現已完成模塊化，且規劃技術及生產工藝在國內外均已老練和規范化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為雜亂的技術和工藝制作問題。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。
自激式
是無須外加信號源能自行振動，自激式完全能夠把它看作是一個變壓器反應式振動電路。
微型低功率開關電源
開關電源正在走向大眾化，微型化。開關電源將逐步替代變壓器在生活中的所有使用，低功率微型開關電源的使用要首要體現在，數顯表、智能電表、手機充電器等方面。現階段國家在大力推廣智能電網建設，對電能表的要求大幅進步，開關電源將逐步替代變壓器在電能表上面的使用。
它激式
則完全依賴于外部堅持振動，在實踐使用中自激式使用比較廣泛。依據激勵信號結構分類;可分為脈沖調寬和脈沖調幅兩種，脈沖調寬是操控信號的寬度，也便是頻率，脈沖調幅操控信號的起伏，兩者的效果相同都是使振動頻率堅持在某一規模內，到達安穩電壓的效果。變壓器的繞組一般能夠分紅三種類型，一組是參加振動的初級繞組，一組是堅持振動的反應繞組，還有一組是負載繞組。比如在家用電器中使用的上海正藝科技生產的開關電源，將220V的溝通電經過橋式整流，改換成300V左右的直流電，濾波后進入變壓器后加到開關管的集電極進行高頻振動，反應繞組反應到基極堅持電路振動，負載繞組感應的電信號，經整流、濾波、穩壓得到的直流電壓給負載供給電能。負載繞組在供給電能的一起，也肩負起安穩電壓的才干，其原理是在電壓輸出電路接一個電壓取樣設備，監測輸出電壓的變化狀況，及時反應給振動電路調整振動頻率，然后到達安穩電壓的意圖，為了避免電路的攪擾，反應回振動電路的電壓會用光電耦合器阻隔。
產品發展
開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的使用范疇，特別是在高新技術范疇的使用，推進了開關電源的發展前進，每年以超越兩位數字的添加率向著輕、小、薄、低噪聲、高牢靠、抗攪擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和 DC/DC兩大類，DC/DC改換器現已完成模塊化，且規劃技術及生產工藝在國內外均已老練和規范化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為雜亂的技術和工藝制作問題。別的，開關電源的發展與使用在節省能源、節省資源及維護環境方面都具有重要的含義。
開關電源中使用的電力電子器材首要為二極管、IGBT_和 MOSFET。
SCR在開關電源輸入整流電路及軟發動電路中有少量使用，GTR驅動困難，開關頻率低，逐步被IGBT和MOSFET替代。
技術發展意向
開關電源的發展方向是高頻、高牢靠、低耗、低噪聲、抗攪擾和模塊化。因為開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化，因而國外各大開關電源制作商都致力于同步開發新型高智能化的元器材，特別是改進二次整流器材的損耗，并在功率鐵氧體（Mn?Zn)材料上加大科技立異，以進步在高頻率和較大磁通密度（Bs)下取得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT 技術的使用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板雙面安置元器材，以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行立異，完成ZVS、ZCS 的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，并大幅進步了開關電源的作業功率。關于高牢靠性指標，美國的開關電源生產商經過下降運轉電流，下降結溫等措施以削減器材的應力，使得產品的牢靠性大大進步。
模塊化是開關電源發展的整體趨勢，能夠選用模塊化電源組成分布式電源體系，能夠規劃成N+1冗余電源體系，并完成并聯方法的容量擴展。針對開關電源運轉噪聲大這一缺陷，若獨自尋求高頻化其噪聲也必將跟著增大，而選用部分諧振轉化電路技術，在理論上即可完成高頻化又可下降噪聲，但部分諧振轉化技術的實踐使用仍存在著技術問題，故仍需在這一范疇發展大量的作業，以使得該項技術得以實用化。
電力電子技術的不斷立異，使開關電源工業有著廣闊的發展前景。要加速我國開關電源工業的發展速度，就有必要走技術立異之路，走出有中國特色的產學研聯合發展之路，為我國國民經濟的高速發展做出貢獻。
開關電源的發展和趨勢
1955年美國羅耶（GH.Roger)發明的自激振動推挽晶體管單變壓器直流改換器，是完成高頻轉化操控電路的初步，1957年美國查賽（Jen Sen)發明了自激式推挽雙變壓器，1964年美國科學家們提出撤銷工頻變壓器的串聯開關電源的想象，這對電源向體積和重量的下降取得了一條根本的途徑。到了19 69年因為大功率硅晶體管的耐壓進步，二極管反向恢復時刻的縮短等元器材改進，終于做成了25千赫的開關電源。
現在，開關電源以小型、輕量和高功率的特色被廣泛使用于以電子核算機為主導的各種終端設備、通訊設備等幾乎所有的電子設備，是當今電子信息工業飛速發展不可短少的一種電源方法。現在市場上出售的開關電源中選用雙極性晶體管制成的1 0 0 kHz，用M oS 一FET制成的5 0 0 kHz電源，雖已實用化，但其頻率有待進一步進步。要進步開關頻率，就要削減開關損耗，而要削減開關損耗，就需要有高速開關元器材。然而，開關速度進步后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而發生浪涌或噪聲。這樣，不只會影響周圍電子設備，還會大大下降電源自身的牢靠性。其間，為避免隨開關啟-閉所發生的電壓浪涌，可選用R-C或L-C緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可選用非晶態等磁芯制成的磁緩沖器。不過，對1MHz 以上的高頻，要選用諧振電路，以使開關上的電壓或經過開關的電流呈正弦波，這樣既可削減開關損耗，一起也可操控浪涌的發生。這種開關方法稱為諧振式開關。現在對這種開關電源的研討很活躍，因為選用這種方法不需要大起伏進步開關速度就能夠在理論上把開關損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開關電源高頻化的一種首要方法。當時，世界上許多國家都在致力于數兆Hz的改換器的實用化研討。
原理簡介
開關電源的作業進程適當容易了解，在線性電源中，讓功率晶體管作業在線性形式，與線性電源不同的是，PWM開關電源是讓功率晶體管作業在導通和關斷的狀況，在這兩種狀況中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大;關斷時，電壓高，電流小)/功率器材上的伏安乘積便是功率半導體器材上所發生的損耗。
與線性電源相比，PWM開關電源更為有用的作業進程是經過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來完成的。脈沖的占空比由開關電源的操控器來調理。一旦輸入電壓被斬成溝通方波，其幅值就能夠經過變壓器來升高或下降。經過添加變壓器的二次繞組數就能夠添加輸出的電壓組數。最終這些溝通波形經過整流濾波后就得到直流輸出電壓。
操控器的首要意圖是堅持輸出電壓安穩，其作業進程與線性形式的操控器很相似。也便是說操控器的功用塊、電壓參閱和誤差放大器，能夠規劃成與線性調理器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉化單元。
開關電源有兩種首要的作業方法:正激式改換和升壓式改換。雖然它們各部分的安置差別很小，但是作業進程相差很大，在特定的使用場合下各有長處。
電路原理
所謂開關電源，顧名思義，便是這兒有一扇門，一開門電源就經過，一關門電源就停止經過，那么什么是門呢，開關電源里有的選用可控硅，有的選用開關管，這兩個元器材性能差不多，都是靠基極、(開關管）操控極（可控硅）上加上脈沖信號來完結導通和截止的，脈沖信號正半周到來，操控極上電壓升高，開關管或可控硅就導通，由220V整流、濾波后輸出的300V電壓就導通，經過開關變壓器傳到次級，再經過變壓比將電壓升高或下降，供各個電路作業。振動脈沖負半周到來，電源調整管的基極、或可控硅的操控極電壓低于原來的設置電壓，電源調整管截止，300V電源被關斷，開關變壓器次級沒電壓，這時各電路所需的作業電壓，就靠次級本路整流后的濾波電容放電來堅持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時，重復上一個進程。這個開關變壓器就叫高頻變壓器，因為他的作業頻率高于50HZ低頻。那么推進開關管或可控硅的脈沖如何取得呢，這就需要有個振動電路發生，我們知道，晶體三極管有個特性，便是基極對發射極電壓是0.65-0.7V是放大狀況，0.7V以上便是飽滿導通狀況，-0.1V- —0.3V就作業在振動狀況，那么其作業點調好后，就靠較深的負反應來發生負壓，使振動管起振，振動管的頻率由基極上的電容充放電的時刻長短來決議，振動頻率高輸出脈沖起伏就大，反之就小，這就決議了電源調整管的輸出電壓的大小。那么變壓器次級輸出的作業電壓如何穩壓呢，一般是在開關變壓器上，單繞一組線圈，在其上端取得的電壓經過整流濾波后，作為基準電壓，然后經過光電耦合器，將這個基準電壓回來振動管的基極，來調整震動頻率的高低，假如變壓器次級電壓升高，本取樣線圈輸出的電壓也升高，經過光電耦合器取得的正反應電壓也升高，這個電壓加到振動管基極上，就使振動頻率下降，起到了安穩次級輸出電壓的安穩，太細的作業狀況就不用細講了，也沒必要了解的那么細的，這樣大功率的電壓由開關變壓器傳遞，并與后級離隔，回來的取樣電壓由光耦傳遞也與后級離隔，所以前級的市電電壓，是與后級分離的，這就叫冷板，是安全的，變壓器前的電源是獨立的，這就叫開關電源。說到這兒吧。
開關電源條件
開關電源的電力電子器材作業在開關狀況而不是線性狀況
高頻條件
電力電子器材作業在高頻而不是挨近工頻的低頻
直流條件
開關電源輸出的是直流而不是溝通也能夠輸出高頻溝通如電子變壓器各種功用。
DC/DC改換
DC/DC改換是將固定的直流電壓改換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的作業方法有兩種，一是脈寬調制方法Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調制方法，ton不變，改變Ts（易發生攪擾）。其詳細的電路由以下幾類:
Buck電路
——降壓斬波器，其輸出均勻電壓U0小于輸入電壓Ui，極性相同。
Boost 電路
——升壓斬波器，其輸出均勻電壓
UO大于輸入電壓Ui，極性相同。
Buck一Boost電路
——降壓或升壓斬波器，其
輸出均勻電壓UO大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。
Cuk電路
——降壓或升壓斬波器，其輸出均勻電
壓UO大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。還有Sepic、 Zeta電路。
阻隔型電路
上述為非阻隔型電路，阻隔型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。
當今軟開關技術使得 DC/DC發生了質的騰躍，美國_VICOR 公司規劃制作的多種 ECI軟開關 DC/DC改換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3，功率為(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種選用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列，其開關頻率為(200~300)kHz，功率密度已到達27W/cm3，選用同步整流器（MOSFET替代肖特基二極管)，使整個電路功率進步到90%。
AC/DC改換
AC/DC改換是將溝通改換為直流，其功率流向能夠是雙向的，功率流由電源流向負載的稱為“整流”，功率流由負載回來電源的稱為“有源逆變”。AC/DC改換器輸入為50/60Hz的溝通電，因有必要經整流、濾波，因而體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，一起因遇到安全規范（如UL、CCEE等）及EMC指令的約束(如IEC、、FCC、CSA) ，溝通輸入側有必要加EMC濾波及使用契合安全規范的元件，這樣就約束AC/DC 電源體積的小型化，別的，因為內部的高頻、高壓、大電流開關動作，使得處理EMC電磁兼容問題難度加大，也就對內部高密度裝置電路規劃提出了很高的要求，因為相同的原因，高電壓、大電流開關使得電源作業損耗增大，約束了AC/DC改換器模塊化的進程，因而有必要選用電源體系優化規劃方法才干使其作業功率到達一定的滿意程度。
AC/DC改換按電路的接線方法可分為，半波電路、全波電路。按電源相數可分為，單相、三相、多相。按電路作業象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
開關電源的選用
開關電源在輸入抗攪擾性能上，因為其自身電路結構的特色（多級串聯），一般的輸入攪擾如浪涌電壓很難經過，在輸出電壓安穩度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢，其輸出電壓安穩度可達(0.5~1)%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器材，要留意挑選。
進步待機功率的方法
切斷發動電阻
關于反激式電源，發動后操控芯片由輔佐繞組供電，發動電阻上壓降為300V左右。設發動電阻取值為47k Q，消耗功率將近2W。要改進待機功率，有必要在發動后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH，ICE2DS02G內部設有專門的發動電路，可在發動后關閉該電阻。若操控器沒有專門發動電路，也可在發動電阻串接電容，其發動后的損耗可逐步下降至零。缺陷是電源不能自重啟，只有斷開輸入電壓，使電容放電后才干再次發動電路。
下降時鐘頻率
時鐘頻率可滑潤下降或突降。滑潤下降便是當反應量超越某一閾值，經過特定模塊，完成時鐘頻率的線性下降。
切換作業形式
1. QR→PWM關于作業在高頻作業形式的開關電源，在待機時切換至低頻作業形式可減小待機損耗。例如，關于準諧振式開關電源（作業頻率為幾百kHz到幾MHz） ，可在待機時切換至低頻的脈寬調制操控形式PWM（幾十kHz ） 。
IRIS40xx 芯片便是經過QR 與 PWM切換來進步待機功率的。當電源處于輕載和待機時分，輔佐繞組電壓較小，Q1關斷，諧振信號不能傳輸至FB端，FB電壓小于芯片內部的一個門限電壓，不能觸發準諧振形式，電路則作業在更低頻的脈寬調制操控形式。
2．PWM→PFM
關于額外功率時作業在PWM形式的開關電源，也能夠經過切換至PFM形式進步待機功率，即固定注冊時刻，調理關斷時刻，負載越低，關斷時刻越長，作業頻率也越低。將待機信號加在其PW/引腳上，在額外負載條件下，該引腳為高電平，電路作業在PWM形式，當負載低于某個閾值時，該引腳被拉為低電平，電路作業在PFM形式。完成PWM和 PFM的切換，也就進步了輕載和待機狀況時的電源功率。
經過下降時鐘頻率和切換作業形式完成下降待機作業頻率，進步待機功率，可堅持操控器一直在運作，在整個負載規模中，輸出都能被妥善的調理。即便負載從零激增至滿負載的狀況下，能夠快速反應，反之亦然。輸出電壓降和過沖值都堅持在答應規模內。
可控脈沖形式(BurstMode)
可控脈沖形式，也可稱為跳周期操控形式(SkipCycleMode）是指當處于輕載或待機條件時，由周期比PWM操控器時鐘周期大的信號操控電路某一環節，使得PWM的輸出脈沖周期性的有用或失效，這樣即可完成穩定頻率下經過減小開關次數，增大占空比來進步輕載和待機的功率。該信號能夠加在反應通道，PWM信號輸出通道，PWM芯片的使能引腳（如 LM2618，L6565）或者是芯片內部模塊（如NCP1200，FSD200，L6565和TinySwitch 系列芯片)）。
輸出核算
因開關電源作業功率高，一般可到達80%以上，故在其輸出電流的挑選上，應精確丈量或核算用電設備的最大吸收電流，以使被選用的開關電源具有高的性能價格比，一般輸出核算公式為:
ls=KIf
式中: Is—開關電源的額外輸出電流;If—用電設備的最大吸收電流;
K—裕量系數，一般取1.5~1.8;
接地
開關電源比線性電源會發生更多的攪擾，對共模攪擾靈敏的用電設備，應采納接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC 等EMC約束，開關電源均采納EMC電磁兼容措施，因而開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源，將其FG端子接大地或接用戶機殼，方能滿意上述電磁兼容的要求。
維護電路
開關電源在規劃中有必要具有過流、過熱、短路等維護功用，故在規劃時應首選維護功用完備的開關電源模塊，并且其維護電路的技術參數應與用電設備的作業特性相匹配，以避免損壞用電設備或開關電源。
產品特色
特色介紹
電壓輸入規模寬，85VAC到264VAC;
輸入輸出間阻隔電壓達4KVAC:
輸出電壓可調3-20v
高功率、低噪音、安穩牢靠;●選用低阻抗長壽命電解電容;●內置過流維護，輸出可繼續短路;
●輸入、輸出選用直焊式引腳，整體環保真空封裝;●本錢低、體積小、重量輕、外圍電路規劃簡單。
●優質的EMC指數，使本開關電源能夠放心的使用到各種對EMC要求高的場合，削減對環境的電磁污染，更加節能環保，使用高頻脈沖變壓器內置屏蔽罩來進步EMC指數。
開關電源的三個條件
1、開關:電力電子器材作業在開關狀況而不是線性狀況
2、高頻:電力電子器材作業在高頻而不是挨近工頻的低頻
3、直流:開關電源輸出的是直流而不是溝通
耐壓測驗
(HI.POT，ELECTRIC STRENGTH ，DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND)KV
于指定的端子間，例如:I/P-0/P，I/P-FG，0/P-FG間，可耐溝通之有用值，漏電流一般可容許10毫安，時刻1分鐘。
測驗條件Ta: 25℃;RH:室內濕度;測驗回路。
說明耐壓測驗首要為避免電氣破壞，經由輸入串入之高壓，影響使用者安全。測驗時電壓有必要由OV開端調升，并于1分鐘內調至最高點。
放電時有必要留意測驗器之Timer設定，于OFF前將電壓調回OV。
安規認證測驗時，變壓器需另行加測，室內﹐溫度25℃，RH: 95℃，48HR，后測驗變壓器初/次級與初級/CORE。
生產線測驗時刻為1秒鐘。
紋波測驗
(漣波雜訊電壓)
(Ripple & Noise ) %，mv
直流輸出電壓上重疊之溝通電壓成份最大值(P-P)或有用值。測驗條件I/P: Nominal0/P : Full Load
Ta : 25℃測驗回路測驗波形
說明示波器之GND線愈短愈好，測驗線得遠離PUS。使用1: 1之Probe。
Scope之BW一般設定于20MHz，但是關于現在的網絡產品測驗紋波噪聲最好將BW設為最大。
Noise 與使用儀器，環境差異極大，因而測驗有必要標明測驗地點。測驗紋波噪聲以不超越原標準值+1%Vo。
漏電流測驗
(溲漏電流)
( Leakage Current) mA
輸入一機殼間流通之電流（機殼有必要為接大地時）。測驗條件I/P: Vinmax.×1.06(TUV)/60Hz
vin max. (UL1012)/60Hz0/P: No Load/Ful1 LoadTa: 25℃
測驗回路
說明L，N均需測。UL1012R值為1K5。TUVR值為2K/0。15uF。
漏電流標準TUV:3。5mA，UL1012:5mA。
開關電源溫度測驗
( Temperature Test )
溫度測驗指PSU于正常作業下，其零件或Case溫度不得超出其原料標準或標準定值。
測驗條件
I/P: Nominal0/P: Full LoadTa : 25℃
測驗方法
將Thermo Coupler(TYPE K)安定的固定于量測的物體上(速干、Tape 或焊接方法）。
Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測驗。我們一般用點溫計丈量。
測驗零件
熱源及易受熱源影響部分
例如:輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線、散熱片、大功率半導體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。
零件溫度約束
零件上有標明溫度者，以標明之溫度為基準。其他未標明溫度之零件，溫度不超越P.C.B.之耐溫。
電感顯示單個申存候規者，溫升約束65℃Max(UL1012)， 75℃Max(TUV)。
輸入電壓調理率測驗
(Line Regulation) ， %
輸入電壓在額外規模內變化時，輸出電壓之變化率。Vmax-Vnor
Line Regulation(+)=VnorVnor-Vmin
Line Regulation(-)=VnorVmax-Vmin
Line Regulation=Vnor
Vnor :開關電源輸入電壓為常態值，輸出為滿載時之輸出電壓。Vmax:輸入電壓變化時之最高輸出電壓。
Vmin:開關電源輸入電壓變化時之最低輸出電壓。測驗條件
I/P: Min./Nominal/Max0/P:Full Load
Ta:25℃
測驗回路說明
Line Regulation亦可直接Vmax-Vnor 與 Vmin-Vnor 之士最大值以mV表明，再合作Tolerance%表明。
負載調理率測驗
( Load Regulation)%
輸出電流于額外規模內變化（靜態）時，輸出電壓之變化率。
|Vminl-VcentlLine Regulation(+)=×100%Vcentl Vcent-VfL|
Line Regulation(-)=×100%VcentlVminL-VfL|
Line Regulation(%)=×100%VcentVmilL:最小負載時之輸出電壓
VfL:開關電源滿載時之輸出電壓
Vcent :半載時之輸出電壓測驗條件
I/P: Nominal
0/P:Min./Half/Full LoadTa :25℃6.3測驗回路:
6. 4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent 與 Vcent-Vmax.之±最大值以mV表明，再合作Tolerance%表明。
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