CS51031

CS51031

快PFET降压控制器

不要求赔偿

描述

该CS51031是一种开关CON-

控制器在DC- DC转换器的使用。

它可以在降压拓扑结构中使用

与克斯特的最小数量

最终的组件。该CS51031 CON-

一个V的sists

CC

监视控制 -

设备， 1.0A的灵州

用于控制动力驱动

一个离散的P沟道晶体管的栅

器，固定频率振荡器，短

电路保护定时器，亲

可编程软启动，精确REF-

erence ，快速输出电压监视器 -

荷兰国际集团比较器和输出级

与锁存驱动器逻辑。

所述高频振荡器

允许使用小型电感器

和输出电容，最小化

PC板面积和系统成本。

可编程软启动

降低浪涌电流在启动时。

短路保护定时器

显著降低占空比

大约1/30的循环

在短路情况下。

该CS51031是8L SO可用

和8L PDIP塑料封装。

特点

s

1A图腾柱输出

司机

s

高速振荡器

（ 700kHz的最大值）

s

没有稳定

要求赔偿

s

无损短路

保护

s

V

CC

MONITOR

s

2 ％精密基准

s

可编程软启动

典型应用图

5V - 12V

C

IN

47mF

20W

MP

1

IRF7416

封装选项

8引脚SO窄& PDIP

V

门

1

V

门

V

门

保护地

V

C

CS

V

CC

V

FB

V

C

MBRS360

CS

RV

CC

10W

CV

CC

100mF

CS

0.1mF

D

1

L

4.7mH

保护地

C

OSC

GND

CS51031

C

OSC

C

OSC

150pF

GND

V

CC

V

FB

100

.01mF

R

B

2.5kW

V

O

3.3V @ 3A

R

A

1.5kW

C

RR

0.1mF

C

O

100mF

2

樱桃半导体公司

2000县南径，东格林威治， RI 02818

联系电话： (401)885-3600传真： (401)885-5786

电子邮件： info@cherry-semi.com

网站： www.cherry-semi.com

牧师98年2月13日

1

A

¨

公司

CS51031

绝对最大额定值

电源电压，V

CC

........................................................................................................................................................20V

驱动器电源电压，V

C

..........................................................................................................................................................20V

驱动器输出电压，V

门

...................................................................................................................................................20V

C

OSC

， CS ，V

FB

（逻辑引脚） ............................................................................................................................................................6V

峰值输出电流................................................................................................................................................................. 1.0A

稳态输出电流................................................................................................................................................200mA

工作结温，T

J

..................................................................................................................................... 150C

工作温度范围，T

A

............................................................................................................................-40到125℃

存储温度范围，T

S

...................................................................................................................................-65至150℃下

ESD （人体Model).........................................................................................................................................................2kV

无铅焊接温度

波峰焊（只通过孔样式） .......................................... ........................................... 10秒。最大260 ° C峰值

回流焊（仅限SMD样式） ............................................ .......................................... 60秒。上面最大183 ° C， 230 ° C峰值

电气特性：规格适用于4.5 V

CC

16V, 3V V

C

16V,

-40 ° C≤牛逼

J

125℃ ，除非另有说明。

参数

测试条件

民

典型值

最大

单位

s

振荡器

频率

充电电流

放电电流

最大占空比

s

短路计时器

充电电流

快速放电电流

慢速放电电流

启动故障禁止时间

有效的故障时间

GATE禁止时间

故障占空比

s

CS比较

故障使CS电压

马克斯。 CS电压

故障检测电压

禁止故障电压

保持关闭释放电压

调节阈值

电压钳位

s

V

FB

比较

调节阈值电压

故障阈值电压

门槛线路调整

输入偏置电流

电压跟踪

输入电压滞后

V

FB

= 1.2V

C

OSC

= 470pF的

1.4V < V

COSC

＆ LT ; 2V

2.7V > V

COSC

＆ GT ; 2V

1 (t

关闭

/t

ON

)

V

FB

= 1.0V ; CS = 0.1μF ; V

COSC

= 2V

1V < V

CS

＆ LT ; 2V

2.55V > V

CS

＆ GT ; 2.4V

2.4V > V

CS

> 1.5V

0V ＆ LT ; V

CS

＆ LT ; 2.5V

2.6V > V

CS

＆ GT ; 2.4V

2.4V > V

CS

> 1.5V

160

80.0

200

110

660

83.3

240

千赫

A

A

%

175

40

4

0.70

0.2

9

2.5

264

66

6

0.85

0.3

15

3.1

325

80

10

1.40

0.45

23

4.6

A

A

A

ms

ms

ms

%

V

FB

= 1V

V

FB

= 1.5V

V

CS

当GATE变高

最小V

CS

V

FB

= 0V

V

CS

= 1.5V

2.5

2.6

2.4

1.5

0.7

0.866

V

V

V

V

V

V

0.4

0.725

1.0

1.035

V

COSC

= V

CS

= 2V

T

J

= 25 ° C（注1 ）

T

J

= -40 125 ℃的

T

J

= 25 ° C（注1 ）

T

J

= -40 125 ℃的

4.5V V

CC

16V

V

FB

= 0V

（调节阈值电压 -

故障阈值电压）

1.225

1.210

1.12

1.10

1.250

1.250

1.15

1.15

6

1

100

4

1.275

1.290

1.17

1.19

15

4

120

20

V

V

V

V

mV

A

mV

mV

70

2

CS51031

电气特性：规格适用于4.5 V

CC

16V, 3V V

C

16V ， -40C 2 T

J

125C,

除非另有规定ED 。

参数

测试条件

民

典型值

最大

单位

s

功率级

GATE直流低饱和

电压

GATE DC高饱和

电压

上升时间

下降时间

s

V

CC

MONITOR

开启阈值

关闭阈值

迟滞

s

漏电流

I

CC

I

C

SHUTDOWN我

CC

V

CC

= V

C

= 10V; V

FB

= 1.2V

V

COSC

= 1V ; 200毫安水槽

V

COSC

= 2.7V ; 200毫安来源; V

C

= V

门

C

门

= 1nF的; 1.5V < V

门

< 9V

C

门

= 1nF的; 9V > V

门

> 1.5V

1.2

1.5

25

25

1.5

2.1

60

60

V

V

ns

ns

4.200

4.085

65

4.400

4.300

130

4.600

4.515

200

V

V

mV

4.5V < V

CC

< 16V ，开关门

3V < V

C

< 16V ，门无开关

V

CC

= 4,

4.5

2.7

500

6.0

4.0

900

mA

mA

A

注1 ：通过设计保证不是100 ％生产测试。

封装引脚说明

封装引脚＃

引脚符号

功能

8L过于狭窄& PDIP

1

2

3

4

5

6

7

8

V

门

保护地

C

OSC

GND

V

FB

V

CC

CS

V

C

驱动引脚与外部PFET的栅极。

输出功率级的接地连接。

振荡器频率编程电容。

逻辑地。

反馈电压输入。

逻辑电源电压。

软启动和故障定时电容。

驱动器电源电压。

3

CS51031

框图

V

REF

I

C

C

OSC

7I

C

RG

振荡器

比较

A1

G1

V

门

倒装佛罗里达州运

R

F2

G2

1.5V

V

CC

V

CC

V

CC

OK

V

REF

3.3V

-

V

REF

= 3.3V

G3

I

T

CS

CS

比较

A2

I

T

5

1.5V

2.5V

故障

COMP

V

C

V

门

Q

保护地

Q

-

A6

+

HOLD

关闭

COMP

S

V

FB

比较

V

FB

1.25V

2.5V

+

-

0.7V

G4

+ 1.15V

CS充电

SENSE

比较

A4

+

-

2.3V

R

F1

G5

S

Q

I

T

55

Q

放电缓慢

倒装佛罗里达州运

A3

+

放电缓慢

比较

GND

2.4V

图1 ：框图CS51031

电路描述

工作原理

控制方案

该CS51031监视器和输出电压来确定

当打开PFET 。如果V

FB

低于内部

1.25V的振荡器的充电过程中参考电压

周期中， PFET导通并保持在该持续时间

化的充电时间。在PFET关断和

在与振荡器的放电时间仍处于关闭状态

最大占空比为80％。它需要7MV典型，并

在V 20mV的最大纹波

FB

针是必需的也能操作

吃了。这种控制方法不需要任何环台站

相容性赔偿。

启动

该CS51031具有外部可编程软启动为特色的

TURE ，允许输出电压慢慢上来，预

放空的输出电压过冲。

在启动时，所有引脚上的电压为零。由于V

CC

上升，则

V

C

电压随着内部电阻R

G

保持

PFET关闭。由于V

CC

和V

C

继续上升，振荡器

电容（C

OSC

）和软启动/故障定时电容

通过内部电流源（ CS）的费用。

OSC

变

由电流源I带电

C

和CS得到由充电

在我

T

源组合描述：

I

CS

= I

T

-

(

I

T

I

T

+

.

55

5

)

内部触发释抑比较器确保了外部

PFET处于关闭状态，直到V

CS

> 0.7V ，防止了门的触发器

（F2）被设定。这使得振荡器达到其

启用驱动器输出前的工作频率。软

开始是由夹紧V获得

FB

比较器（ A6 ）

参考输入到大约的电压的1/2处

在启动过程中CS引脚，允许控制环和

输出电压缓慢增加。一旦CS引脚收费

高于0.7V的抑比较跳变点，低

反馈到V

FB

比较器设置门控触发器

期间

OSC

的充电周期。一旦门触发器被置位，

V

门

变为低电平，导通该PFET 。当V

CS

超过

4

CS51031

线路简介：继续

2.4V时， CS充电检测比较器（ A4）设置V

FB

比较基准为1.25V完成启动

周期。

降压稳压器工作

Q1

V

IN

C

IN

R

1

C

O

R

2

R

负载

L

无损短路保护

该CS51031具有“无损”，因为短路保护

也无需电流检测电阻。当电压

年龄在CS引脚（故障定时电容电压）到达 -

在启动过程中上课2.5V ，故障定时电路被使能。

正常工作期间的CS电压为2.6V 。在一

短路或瞬态条件下，输出电压

移动下和在V的电压

FB

下降。如果V

FB

滴剂

1.15V以下时，故障比较器的输出变高

和CS51031进入一个快速放电模式。故障

定时电容， CS ，放电至2.4V 。如果在V

FB

电压

仍低于当CS引脚达到2.4V ，有效的1.15V

故障状态已被检测到。慢放

比较器的输出变高，使门G5哪个

设置慢放触发器。在VGATE触发器复位

和输出开关是关闭的。故障时间

电容缓慢放电至1.5V 。该CS51031则

进入正常的启动程序。如果故障依旧存在

当故障定时电容电压达到2.5V时，

快速和慢速放电周期循环，如图2 。

如果在V

FB

电压高于1.15V时， CS达到2.4V一

未检测到故障状态，恢复正常工作

和CS回充电至2.6V 。这降低的可能性

错误地检测到负载瞬变为故障状态。

2.6V

D

1

控制

反馈

图3.降压稳压器的框图。

一个典型的降压型稳压器的框图如图

图3，如果我们假设在输出晶体管是最初

断，并在系统处于不连续操作时，

电感电流I

L

是零，并且输出电压是在其

标称值。由负载汲取的电流被提供

由输出电容C

O

。当C两端的电压

O

低于由反馈确定的阈值

电阻R1和R2与参考电压V

REF

中，

功率晶体管Q1导通，电流流过

电感器的输出。电感电流上升在

由（V利率决定

IN

-V

OUT

1）/ L 。占空比（或“上”

时间）为CS51031被限制为80％。如果输出电压

在整个C仍高于正常高

OSC

改变时， Q1不导通，跳跃的脉搏。

V

CS

2.4V

S1

S2

S1

S2

S3

S3

S1

S2

S3

S3

2.5V

1.5V

0V

T

开始

开始

正常工作

td1

t

故障

t

重新开始

td2

故障

t

故障

0V

V

门

1.25V

1.15V

V

FB

图2.电压上启动电容（V

GS

） ，门（V

门

） ，并在

反馈回路（V

FB

） ，在启动过程中，正常和故障情况。

应用信息

CS51031设计实例

规格12V至5V ， 3A降压转换器

V

IN

= 12V ± 20 ％（即14.4V最大， 12Vnom 。 ， 9.6V分钟）

V

OUT

= 5V ±2%

I

OUT

= 0.3A到3A

输出纹波电压<最大值为50mV 。

英法fi效率> 80 ％

f

SW

= 200kHz的

5

1 ）占空比估计

在CS51031的由于最大占空比D为有限

到80％分，它是必要估计的占空比

的各种输入条件在整个工作

范围内。

占空比的降压稳压器在continu-操作

OU的传导模式由下式给出：

D=

V

OUT

+ V

F

V

IN

- V

SAT

CS51031

快PFET降压控制器

该CS51031是用于在直流 - 直流使用一个开关控制器

转换器。它可以用在降压拓扑结构以最小

外部元件的数目。该CS51031由五世

CC

监视用于控制所述装置的状态， 1.0的动力驱动

控制离散P沟道晶体管的栅极，固定频率

振荡器，短路保护定时器，可编程软启动，

精密基准源，快速输出电压监测比较，并

与锁存器输出级驱动器逻辑。

高频振荡器，允许使用小的电感器和

输出电容器，最大限度地减少PCB面积和系统成本。该

可编程软启动降低浪涌电流在启动时。短

电路保护定时器显著减小占空比来

大约在短路情况下的循环1/30 。

该CS51031是采用8引脚SO塑料包装。

特点

1.0图腾柱输出驱动器

高速振荡器（ 700 kHz的最大值）

没有稳定的补偿要求

无损短路保护

V

CC

MONITOR

2.0 ％精密基准

可编程软启动

宽工作温度范围：

–

工业级： -40 ° C至85°C

–

商业级： 0 ° C至70℃

5.0 V–12 V

http://onsemi.com

记号

图

8

8

1

SO–8

后缀

CASE 751

1

A

WL ，L

YY, Y

WW, W

=大会地点

=晶圆地段

=年

=工作周

51031

ALYW

引脚连接

V

门

保护地

C

OSC

GND

1

V

C

CS

V

CC

V

FB

订购信息*

C

IN

47

F

MP

1

IRF7416

设备

CS51031YD8

CS51031YDR8

CS51031GD8

CS51031GDR8

包

SO–8

SO–8

SO–8

SO–8

航运

95单位/铁

2500磁带&卷轴

95单位/铁

2500磁带&卷轴

V

门

V

门

V

C

MBRS360

D

1

CS51031

保护地

CS

RV

CC

100

V

CC

CV

CC

0.1

F

R

B

2.5 k

V

O

3.3 V @ 3一

C

OSC

470 pF的

C

OSC

CS

0.1

F

*额外的订购信息，可以发现在

本数据手册的第10页。

L

4.7

H

GND

V

FB

R

A

1.5 k

C

RR

0.1

F

C

O

100

F ×

2

图1.典型应用图

半导体元件工业有限责任公司， 2002年

1

2001年12月 - 修订版9

出版订单号：

CS51031/D

CS51031

最大额定值*

等级

电源电压，V

CC

驱动器电源电压，V

C

驱动器输出电压，V

门

C

OSC

， CS ，V

FB

（逻辑引脚）

峰值输出电流

稳态输出电流

工作结温，T

J

工作温度范围，T

A

存储温度范围，T

S

ESD（人体模型）

焊接温度焊接：

1. 10秒。最大。

2. 60秒。上面最大183℃ 。

*最大包装功耗必须遵守。

波峰焊（通孔样式只） （注1 ）

回流焊（仅限SMD样式） （注2 ）

价值

20

20

20

6.0

1.0

200

150

-40到85

-65到150

2.0

260峰

230峰

单位

V

V

V

V

A

mA

°C

°C

°C

kV

°C

°C

电气特性

（规格适用于4.5

≤

V

CC

≤

16 V, 3.0 V

≤

V

C

≤

16 V;

工业级： -40°C <牛逼

A

< 85°C ; -40°C <牛逼

J

< 125°C ：商业级：0°C <牛逼

A

< 70 ℃; 0 ℃的<牛逼

J

< 125 ℃，除非另有说明）。

特征

振荡器

频率

充电电流

放电电流

最大占空比

短路计时器

充电电流

快速放电电流

慢速放电电流

启动故障禁止时间

有效的故障时间

GATE禁止时间

故障占空比

CS比较

故障使CS电压

马克斯。 CS电压

故障检测电压

禁止故障电压

保持关闭释放电压

调节阈值电压钳位

V

FB

= 1.5 V

V

CS

当GATE变高

最小V

CS

V

FB

= 0 V

V

CS

= 1.5 V

V

FB

= 1.0 V

–

–

–

–

–

0.4

0.725

2.5

2.6

2.4

1.5

0.7

0.866

–

–

–

–

1.0

1.035

V

V

V

V

V

V

V

FB

= 1.2 V

C

OSC

= 470 pF的

1.4 V < V

COSC

＆ LT ; 2.0 V

2.7 V > V

COSC

> 2.0 V

1 – (t

关闭

/t

ON

)

V

FB

= 1.0 V ; CS = 0.1

μF的;

V

COSC

= 2.0 V

1.0 V < V

CS

＆ LT ; 2.0 V

2.55 V > V

CS

> 2.4 V

2.4 V > V

CS

> 1.5 V

0 V＆ LT ; V

CS

< 2.5 V

2.6 V > V

CS

> 2.4 V

2.4 V > V

CS

> 1.5 V

–

175

40

4.0

0.70

0.2

9.0

2.5

264

66

6.0

0.85

0.3

15

3.1

325

80

10

1.40

0.45

23

4.6

A

A

A

ms

ms

ms

%

160

–

–

80.0

200

110

660

83.3

240

–

–

–

千赫

A

A

%

测试条件

民

典型值

最大

单位

http://onsemi.com

2

CS51031

电气特性（续）

（规格适用于4.5

≤

V

CC

≤

16 V, 3.0 V

≤

V

C

≤

16 V;

工业级： -40°C <牛逼

A

< 85°C ; -40°C <牛逼

J

< 125°C ：商业级：0°C <牛逼

A

< 70 ℃; 0 ℃的<牛逼

J

< 125 ℃，除非另有说明）。

特征

V

FB

比较

调节阈值电压

故障阈值电压

门槛线路调整

输入偏置电流

电压跟踪

输入电压滞后

功率级

GATE直流低饱和电压

GATE DC高饱和电压

上升时间

下降时间

V

CC

MONITOR

开启阈值

关闭阈值

迟滞

漏电流

I

CC

I

C

SHUTDOWN我

CC

4.5 V＆ LT ; V

CC

< 16 V ，开关门

3.0 V < V

C

< 16 V ，门无开关

V

CC

= 4.0

–

–

–

4.5

2.7

500

6.0

4.0

900

mA

mA

A

–

–

–

4.200

4.085

65

4.400

4.300

130

4.600

4.515

200

V

V

mV

测试条件

V

COSC

= V

CS

= 2.0 V

T

J

= 25 ° C（注3 ）

T

J

= -40 125 ℃的

T

J

= 25 ° C（注3 ）

T

J

= -40 125 ℃的

4.5 V

≤

V

CC

≤

16 V

V

FB

= 0 V

（调节阈值 - 故障阈值电压）

–

V

CC

= V

C

= 10 V; V

FB

= 1.2 V

V

COSC

= 1.0 V ; 200毫安水槽

V

COSC

= 2.7 V ; 200毫安来源; V

C

= V

门

C

门

= 1.0 nF的; 1.5 V < V

门

< 9.0 V

C

门

= 1.0 nF的; 9.0 V > V

门

> 1.5 V

–

–

–

–

1.2

1.5

25

25

1.5

2.1

60

60

V

V

ns

ns

1.225

1.210

1.12

1.10

–

–

70

–

1.250

1.250

1.15

1.15

6.0

1.0

100

4.0

1.275

1.290

1.17

1.19

15

4.0

120

20

V

V

V

V

mV

A

mV

mV

民

典型值

最大

单位

3.由设计保证，而不是100 ％生产测试。

封装引线说明

封装引脚

数

SO–8

1

2

3

4

5

6

7

8

引脚符号

V

门

保护地

C

OSC

GND

V

FB

V

CC

CS

V

C

功能

驱动引脚与外部PFET的栅极。

输出功率级的接地连接。

振荡器频率编程电容。

逻辑地。

反馈电压输入。

逻辑电源电压。

软启动和故障定时电容。

驱动器电源电压。

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3

CS51031

V

REF

RG

I

C

C

OSC

7I

C

振荡器

比较

G1

V

门

触发器

R

F2

G2

2.5 V

S

Q

A6

+

–

V

FB

比较

1.25 V

–

+

–

+

–

+

Q

V

C

+

A1

–

V

门

保护地

V

FB

1.5 V

0.7 V

–

+

CS充电

SENSE

比较

–

A4

–

+

+

2.3 V

GND

V

CC

V

CC

V

CC

OK

–

V

REF

3.3 V

拖延

COMP

故障

COMP

1.15 V

–

+

V

REF

= 3.3 V

G3

I

T

CS

CS

比较

G4

+

A2

–

–

+

–

+

I

T

55

I

T

5

R

F1

G5

S

Q

Q

1.5 V

2.5 V

–

A3

+

放电缓慢

比较

放电缓慢

触发器

2.4 V

图2.框图

电路描述

工作原理

控制方案

该CS51031监视输出电压，以确定

当打开PFET 。如果V

FB

低于内部

1.25 V振荡器的充电过程中参考电压

周期中， PFET导通并保持接通的持续时间

的充电时间。在PFET被关闭并保持关闭状态

中具有最大的振荡器的放电时间

占空比为80％。它需要7.0毫伏典型和20毫伏

最大纹波在V

FB

针是必需的操作。这

控制的方法不需要任何环路的稳定性

补偿。

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4

+

–

+

–

+

CS51031

启动

无损短路保护

该CS51031具有外部可编程软启动

功能，允许输出电压慢慢上来了，

抑制了对输出电压的过冲。

在启动时，所有引脚上的电压为零。由于V

CC

上升，则

V

C

电压随着内部电阻R

G

保持

PFET关闭。由于V

CC

和V

C

继续上升，振荡器

电容（C

OSC

）和软启动/故障定时电容

通过内部电流源（ CS）的费用。

OSC

被收费

由电流源集成电路和CS被通过I带电

T

来源

组合描述：

I

I

ICS

+

IT

*

T

)

T

55

5

内部触发释抑比较器确保了外部

PFET处于关闭状态，直到V

CS

> 0.7 V时，防止了门的触发器

（F2）被设定。这使得振荡器达到其

启用驱动器输出前的工作频率。软

开始是由夹紧V获得

FB

比较器（ A6 ）

参考输入到大约的电压的1/2处的CS

在启动过程中销，允许控制环和所述输出

电压缓慢增加。一旦CS引脚上述收费

0.7 V，低反馈抑比较器跳变点

于V

FB

比较的过程中设置的门触发器

C

OSC

的充电周期。一旦门触发器被置位， V

门

变为低电平，导通该PFET 。当V

CS

超过2.3 V ，

在CS充电检测比较器（ A4）设置V

FB

比较基准为1.25 V完成启动周期。

该CS51031具有“无损”，因为短路保护

也无需电流检测电阻。当电压

在CS引脚（故障定时电容电压）达到

2.5V的启动过程中，故障的定时电路由使能

A2 。正常工作期间的CS电压是2.6 V.期间

短路或瞬态条件下，输出电压

移动下和在V的电压

FB

下降。如果V

FB

滴剂

下面1.15 V时，故障比较器的输出变高

和CS51031进入一个快速放电模式。故障

定时电容， CS ，放电至2.4 V.如果V

FB

电压

仍低于1.15 V时， CS引脚达到2.4V时，一个有效的

故障状态已被检测到。慢放

比较器的输出变高，使门G5 ，订

慢放触发器。在V

门

触发器复位和

输出开关被关断。故障定时电容是

慢慢地排出到1.5伏。 CS51031然后进入

正常的启动程序。如果故障依旧存在，当

故障时序电容电压达到2.5 V时，速度快，

缓慢放电循环重复，如图3 。

如果在V

FB

电压高于1.15 V时， CS达到2.4 V

未检测到故障状态，正常操作履历

和CS充电回至2.6 V.这降低的可能性

错误地检测到负载瞬变为故障状态。

2.6 V

V

CS

2.4 V

S1

1.5 V

0.7 V

0V

T

开始

开始

正常工作

S2

S1

S2

S3

S3

S1

S2

S3

S3

2.5 V

0V

td1

t

故障

t

重新开始

故障

td2

t

故障

V

门

1.25 V

1.15 V

V

FB

图3.电压的启动电容（V

GS

） ，门（V

门

） ，并在

反馈回路（V

FB

） ，在启动过程中，正常和故障情况。

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