현대 가로등의 LED는 일반적으로 펄스입니까? 그렇다면 대략 몇 도입니까?


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현대 LED 가로등이 펄싱 될 수있는 몇 가지 이유를 생각할 수 있습니다.

  • 라인 전압에서 시작하는 효율적인 전압 변환에는 60Hz보다 높은 AC 또는 스위칭 단계가 포함될 수 있습니다.
  • 가열 문제로 인해 지속적으로 유지 될 수있는 것보다 큰 전류에서 LED의 최고 효율 작동이 종종 발생합니다.
  • 정상 DC로 다시 변환 ( 편집 : 라인 주파수 50 / 60Hz에서) 할 수없는 추가 구성 요소가 필요하며 효율 감소 작업을 상쇄 할 수있는 이점이 없습니다.

Wikipedia에는 ​​짧은 섹션이 있습니다. 펄스 LED 작동 있지만 현장에서 널리 사용되는 펄스 작동을 다루지 않고 개념을 소개합니다.

주파수가 충분히 높아서 깜박임 인식의 가능성이없는 한, LED 가로등이 펄싱되거나 적어도 청색 LED가 형광체를 자극하는 데 사용되는 것으로 보입니다. 형광체는 대부분의 스펙트럼을 만들기에 충분한 반감기를 가질 수 있습니다. 는 LED가 펄스 되더라도 방출되는 광의 안정적으로 유지 .

일부 백색광 LED는 다른 백색광보다 LED의 주요 청색광에 훨씬 더 의존하기 때문에 방출 된 광이 아닌 LED 자체에 대해 주로 질문 할 것입니다.

현대 가로등의 LED는 일반적으로 펄스입니까? 그렇다면 대략 몇 도입니까? 100Hz, 1kHz, 10kHz? 일부 지역에서는 상당한 차이가있을 수 있지만, 도시가 가스 (수은, 나트륨)에서 LED로 광범위하게 전환하는 지역에서는 일부 공통점이 있거나 일반적인 추세 / 수렴이 있어야합니다.


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모든 종류의 솔루션이있을 것이지만 여전히 흥미로운 질문이 있기 때문에 가로등의 예를 제시하지 않으면 경계선이 너무 넓습니다.
파이프

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@pipe 우려 사항을 이해하고 있지만 현재이 경우 표준화 또는 표준 사례가 설정되어있을 가능성이 높습니다.이 답변을 하루나 이틀 동안 어떻게하면 명확한 대답이 나오는지 알 수 있습니까? 그렇지 않으면 편집하겠습니다. 나는 여기에 좋은 대답을하고 있으므로 무슨 일이 일어나고 있는지 계속 지켜 볼 것입니다. 그 동안 도움이되는 수정을 제안하거나 도움을 줄 수 있다면 좋을 것입니다! insta-closing이 부족한 것이 있으면 감사하겠습니다.
uhoh

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대략 50Hz와 50kHz 사이.
PlasmaHH

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나는 차가운 나트륨 증기와 비교할 때 많은 불쾌감을 가지고 있기 때문에 LED 가로등 에 대해 논쟁하는 엔지니어링 공동체의 많은 사람들을 다시 생각하는 것처럼 보입니다 (예를 들어, SV 조명과 같은 전문 천문학자는 필터를 사용할 수 있기 때문에 더 많은 것으로 생각합니다 두 개의 스펙트럼 라인을 차단하고 빛 공해와 관련된 많은 문제를 없애기 위해 SV 조명은 인식 된 빛의 강도 측면에서 매우 효율적이며, 더 이상 효율을 높일 수없는 현대적인 효율 증가로 인해 LED보다 훨씬 우수합니다. true)
Joren Vaes

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전류가 증가하면 효능이 저하됩니다. Vf vs I 및 Lm vs I 곡선은 직선이 아니라 약간 곡선입니다. PWM은 가변 정전류 소스보다 정전압 소스를 구현하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 사용됩니다. 따라서 밝기 제어를 달성하기 위해 최대 전류와 펄스를 생성하도록 출력 전압을 설정합니다.
보 리먼

답변:


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효능이 더 높은 전력 수준으로 올라간다는 잘못된 가정을하고 있습니다. 반대로 의미있는 전력 수준에 대해 전류를 증가시킬 때마다 효율이 감소합니다.

구현하기가 매우 쉽기 때문에 PWM이 사용됩니다. 전류를 사용하려는 최대 값으로 설정 한 경우 듀티 사이클을 조정하여 선형 밝기를 제어 할 수 있습니다. 절대 정확도가 중요한 경우 (종종 그렇지 않은 경우) 전류를 조정하면 교정 테이블이 필요한 비선형 응답이 있습니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

이 1W 백색 LED 루멘 대 전류 곡선에서 볼 수 있듯이 전류를 두 배로 늘려도 광 출력이 두 배가되지는 않습니다. 이것이 중요한지 여부는 응용 프로그램에 따라 다릅니다. > 1kW 광고 백라이트를 처리하는 경우 전기 요금이 디스플레이 모듈의 선불 비용을 쉽게 초과합니다. 열 효율도 향상되어 시스템의 폐열이 줄어 듭니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

설상가상으로 만드는 것은 접합 온도가 높을수록 효능이 훨씬 더 떨어집니다. 이 그래프는 주변 온도를 보여 주지만 본질적으로 접합 온도는 유사한 방식으로 작동합니다. 그들은 단지 그것에 대해 어려워하고 있습니다. 이제 PWM은 열 출력을 평균화하지만 여전히 효율이 떨어지면 평균 전류가 높아져 접합 온도가 높아집니다.

PWM의 한 가지 단점은 SMPS의 관점에서 부하가 불쾌하다는 것입니다. 최소한 가장자리의 전압 강하 및 피크를 버퍼링하려면 큰 출력 커패시터가 필요합니다.

정전류 구동의 문제점은 특히 조정 가능한 출력 전류를 원할 경우 더욱 복잡하다는 것입니다. Vf가 출력 전력 레벨에 따라 달라 지므로 전류 조정기가 차이를 없애야하므로 로컬 디밍 애플리케이션과 관련하여 더 복잡한 문제가 있습니다.

접합 온도에 대한 추가 비트를 편집하십시오 .


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와! 다시 확인하려면 플롯에 실제로 PWM 평균 전류가 아닌 DC 전류가 표시됩니까? 그리고 400 mA DC를 지속적으로 처리 할 수있는 LED는 여전히 적어도 약 5 mA DC (주거나 가져가는)까지 국부적으로 선형입니까? i.stack.imgur.com/dSQbw.png 이것은 일부 매개 변수의 플롯 / 외삽이 아니라 실제로 측정 된 것입니까?
uhoh

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@uhoh 예, DC입니다. PWM을 사용하면 활성 펄스가 거의 같은 방식으로 작동합니다.
보 리먼

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2 차 효과도 있습니다. 접합 온도에 따라 광 출력이 감소합니다. 따라서 더 높은 전류를 갖는 PWM은 처음부터 더 낮은 효율로 실행됩니다. 또한 동일한 광 출력에 대해 더 뜨겁게 작동하여 상황이 악화됩니다. 따라서 시스템 효율 관점에서 정전류를 사용하는 것이 좋습니다.
보 리먼

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@uhoh PWM을 사용하는 유일한 이유는 매우 높은 광 출력 (예 : 광학 센서)이 필요하거나 밝기를 제어하려는 경우입니다. 조명을 위해 조광기를 원하지 않으면 PWM에 대한 이유가 없습니다.
보 리먼

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그러나 중요한 효율성은 전원 공급 장치 + LED 및 전원 공급 장치의 효율이 일반적으로 더 높은 전력으로 효율을 높였다는 것입니다. 결국에는 두 가지 효율성의 "계단식 (cascade)"도 설계 결정일 수 있습니다.
Andrés

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거리 조명에 사용되는 LED는 일반적으로 출력에서 ​​엄격한 전류 제어 기능을 갖춘 일종의 DC / DC 변환기를 사용합니다. 따라서 정상 전류를 제공한다고해서 효율이 떨어지지 않으며, 고장날 수있는 불필요한 구성 요소가 추가 되거나 LED 수명이 단축되지 않습니다.

고전력 LED 어레이를 구동하는 가장 간단하고 효율적인 방법입니다. "펄스"소스에서 제공되는 꾸준한 전류.


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대부분의 DC / DC 컨버터의 회로에는 코일 온 출력이 있으며 작동의 펄스 특성에도 불구하고 거의 일정한 전류를 자동으로 생성합니다. 이것이 그러한 DC / DC 컨버터의 핵심 기능입니다.
Janka

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나는 약간의 독서를하고 데이터를 찾으려고 노력할 것이다. 매우 낮은 전압 (열이 발생하고 빛이없는 곳)에서 시작하여 램프 업이 시작되면 효율은 0에서 시작하므로 낮게 시작됩니다. 비 방사성 재조합 만 있습니다. 전압을 높이고 전류를 높이면 다른 측면과 마찬가지로 복사 대 비 방사성 재조합의 비율이 향상됩니다. 나는 연속 작동을 위해 열을 제거 할 수있는 곳을 넘어 효율성의 정점이 발생했다고 생각했기 때문에 전기 와트 당 최대 와트의 빛에 대해서는 LED와 펄스를 추가하는 것이 좋습니다.
uhoh

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밴드 갭을 직접 뛰어 넘지 않으면 발광이 없기 때문에 저전압에서의 효율이 낮습니다. 그러나 그렇게하면 전압을 더 이상 증가시킬 수 없습니다. 오버 슈트 에너지는 단순히 열로 바뀝니다.
Janka

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@uhoh, 효율 증가가 멈추는 전류는 상당히 낮습니다. 그런 다음 효율성은 접촉 열로부터의 가열을 포함하여 슬러 프 열로 인해 적어도 부분적으로 떨어지기 전에 거의 평평합니다. 나는 몇 년 전에 이것과 다른 III 질화물 문제에 관한 회의에 갔다. 그것은 사실이었고 이제는 더 많은 양의 빛이 나오면 더 강하게 몰아서 LED의 효율을 떨어 뜨린다는 것이 사실이다.
Chris H

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@ChrisH 한 사람의 그 다음 다른 사람이의로 반드시 동일하지 않습니다 다음 . 내는 다음 대부분의 사람들보다 더 멀리 돌아 . 나는 지난 몇 시간 동안 더 많은 독서를했으며, 최근 자료는 당신이 언급 한 것처럼, 매우 넓은 고원과 훨씬 더 높은 전류에서 매우 점진적으로 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 수십 년 동안 많은 일이있었습니다. 더 나은 결정 성장, 사파이어 기판, 기판 리프트 오프, 더 나은 MBE 기술, 더 나은 열 흐름 및 솔리드 스테이트 모델링 등. 그들은 당신이 아는 것에 대해 노벨상을 제공하지 않습니다.
uhoh

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요약하면 효율적이지 않고 조명을 안전한 사양으로 유지하지 않으며 거리와 다용도 부족으로 인해 많은 조명 그룹을 제어하는 ​​방법으로 실행되지 않기 때문에 수행하지 않습니다.

거리 조명 에서 게임의 이름은 효율성입니다. 입니다.

LED는 고효율 범위에서 너무 비선형 적이며 일정한 전류 에 의해 구동되기 때문에 본질적으로 어려운 고객입니다. 전원 공급 장치 입니다.

운영 단어 : "일정한".

이미 일정한 전류 공급으로 구동해야하기 때문에 그들이 경우, 또한 PWM을하고 싶어, 그것은 불필요한 복잡성을 추가합니다. 또한 정전류 공급 장치를 사용하여 LED를 어둡게하는 훨씬 더 좋은 방법이 있습니다. 여기에서 11 페이지 의이 데이터 시트 를 보십시오 . 순방향 전압 대 순방향 전류. 정규화를 위해이 그래프는 매우 왜곡되어 있으며, 미주를보십시오.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

당신은 3,000mA의 LED를 구동하고 1,000mA, 그리고에, 컷 전류를 어둡게 할 경우 짜잔 . 물론 2/3만큼 떨어지지 않습니다. 같은 페이지의 "flux vs current"를보십시오.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

1/3 전류에서 광속은 스펙의 235 %에서 95 %로 떨어집니다. 저 전류에서 훨씬 더 효율적입니다. 전압도 떨어지기 때문에 약간의 효율 차이가 발생하지만 전체적으로는 그렇지 않습니다.

누군가 고의적으로 더 많은 이미 터를 사용하여 효율성을 향상시킬 것입니까? 물론. 많은 상업 및 산업 고객은 총 수명주기 비용을보고 있으며 이미 터는 그 중 일부입니다. 조명기 수명 동안 100 달러 이상의 이미 터를 사용하면 300 달러의 전기를 절약 할 수 있습니다. 나는 redline max 1400ma에서 3 개의 LED를 스펙 팅 한 사람이있었습니다. 필요한 빛을 주었다. 그러나 열이 주요 문제였습니다. 350ma의 데이터 시트 "정상"전류와 7 개의 이미 터를 사용하여 다시 지정했습니다. 열의 절반에 같은 빛이 있습니다.

필자는 저전력이 LED에 대해 더 효율적이라는 것을 긍정적으로 보여 주었으므로 PWM이 효율적이지 않은 곳을 알 수있다. 33 % PWM에서 3000ma를 실행하는 것은 1000ma 연속을 실행하는 것보다 나쁩니다.

그렇다면 왜 PWM을 사용합니까?

완벽한 세계에서, 모든 디밍은 상업적으로 널리 사용되는 0-10 볼트 신호와 같은 것을 통해 이루어지며, 각 LED 모듈은 "완벽한 디밍을 위해 정전류 공급 장치의 출력 조정"방법을 사용합니다. 그러나 .. 그것은 모든 곳에서 작동하지 않습니다. 사실은 ... PWM은 디밍 신호전파 하는 효율적인 방법 입니다.

낮은 "LED 스트립"을 고려하십시오. 폭이 50mm (2 ") 인 PCB의 좁은 스트립에는 CUT 라인, 3 개의 LED 및 저항이 있습니다. 또는 RGB 스트립의 경우 3 개의 RGB LED 및 3 개의 저항이 있습니다. 물론 RGB를 사용하면 각 채널을 어둡게하고 싶습니다. 개별적으로. 우리는 어떻게 작은 세그먼트의 수백까지 세 디밍 신호를받을 수 있나요? 비용은 불가능 모든 50mm 세그먼트에 조정 가능한 출력 정전류 전원 공급 장치를 넣을 수 있습니다. 유일한 가능한 디밍 방식은 PWM입니다.

더 좋아집니다. PWM은 전력과 신호입니다. PWM 컨트롤러가 3A 만 구동 할 수 있고 6A 스트립 7 개를 실행하려는 경우 앰프를 사용할 수 있습니다 . 컨트롤러의 출력 을 신호로 수신합니다. 하고이를 사용하여 고전류 출력을 차단하고 PWM을 잠금 상태로 단계. 다양성은 이길 수 없습니다.

그리고 이것은 매우 다양한 LED 조명 (특히 효율성이 아닌 목적)에 적용됩니다. 여기에서 와트 당 루멘에 관심이있는 사람은 아무도 없습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오 src

그렇다면 가로등이 왜 안됩니까?

LED 가로등을 어둡게 만드는 것이 완전히 부당한 것은 아닙니다. 그들은 황혼에 쉬고 법적인 요구 사항을 초과하여 오후 11 시까 지 구울 수 있습니다. 그러나 그들은 PWM을 사용하지 않을 것입니다. 신호는 도시 크기의 시설에 잘 전파되지 않습니다.

LED 가로등은 높은 전압을 취합니다 (240-277V 또는 심지어 480V로 미터링없이 가장 가까운 전력선을 분리합니다. 즉, 전력선의 PWM을 바로 잡습니다) ***. 내부적으로 가로등에는 상당한 수의 큰 이미 터가있어 고전압 정전류 공급 장치에 직렬 연결하는 데 이상적입니다. 이것은 전류 조정에 의해 가장 흐리게 나타납니다. 그들은 라디오를 사용하거나 고가의 신호 와이어를 배선하는 경우 디밍보다 훨씬 더 많은 것을 위해 사용할 것입니다. 전력 회사와 협력하여 전력 회사가 스마트 미터를 원격으로 차단하는 방법과 유사한 데이터 신호를 전력선 인코딩합니다. 트랜시버에 $ 20를 추가하는 것은 $ 1000 가로등의 "거래 차단기"가 아닙니다.




** 백열등은 일단 점등되면 선형이므로 120V를 전송하면 60W를 안정적으로 생성합니다. 방전 조명 (형광, 네온, 저 / 고압 나트륨, 수은 증기 금속 할로겐화물)이 완전히 비선형 : 공격 일단 그들이 완전 단락 과 전류 제한 밸러스트 / 드라이버가 있어야한다. LED의 경우 전압-전류 곡선이 상당히 가파 릅니다. 이 데이터 시트 11 페이지 의 전압 및 전류 차트를 기억 하십시오. 다시보십시오 : 스케일이 왜곡되고 전압이 0에서 시작하지 않습니다. 수정 되면 그래프는 다음과 같습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

그것이 당신 이 비선형 이라고 부르는 것 입니다. 이 라인은 기억 온도, 나이, 비닝 (binning) 등에 따라 약간의 이동 과 라인이 때 가파른가 조금 많은입니다. 3.05V를 보내면 어떻게 될지 누가 알겠습니까! 제조업체는 2500ma를 보내면 어떻게 될지를 보장합니다. 따라서 데이터 시트의 다른 모든 차트는 current를 기준으로 합니다.

*** 전력 회사와 도시는 일반 가로등이 얼마나 많은 전력을 소비하는지에 동의 하며 전력 회사는 단순히 조명 수를 곱하여 청구합니다.


이것은 흥미로운 관점입니다, 감사합니다! 상단에 tl; dr을 추가하는 것을 고려할 수 있습니다. 그것은 그렇습니다 / 아니오 질문이며, 당신은 그것에 대한 명확한 결론을 가지고 있다고 생각합니다. 왜 대답의 시작 부분에 "예"또는 "아니오"를 추가하지 않습니까?
uhoh

2 "는 일부 니트를 선택하기 위해 50.8mm입니다. 일반적인 제국 값을 상당히 빠르게 기억합니다. 미터법의 모든 것을 임의의 관측치로 지정할 때 중국 회사 (미터법 국가)는 항상 밀과 인치 단위로 답장합니다. WRT PWM은 복잡합니다 LED와 직렬로 연결된 겸손한 MOSFET이 작업을 수행 할 수 있습니다. 부정적인 측면에 놓아도 고전압을 처리 할 필요가 없습니다 .WRT $ 20 추가 비용, beancounting이 얼마나 과소 평가되는지 5 만 달러 정도의 비용이 드는 제품에 추가로 2 달러의 비용이 들게되는데, WRT 리모콘은 GSM이 할 것이다.
들게

원하는 전류 값 OTA를 전송하고 PWM 제어를 사용하여 시작하려는 경우 PWM을 생성하기 위해 8/16 비트 저렴한 마이크로 컨트롤러를 로컬로 사용하여 PWM 제어를 구현했습니다. 비슷한 내용의 답변을 참조하십시오.
보리 맨

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일반적으로 LED 디밍 방법에는 PWM 디밍과 진폭 디밍의 두 가지 방법이 있습니다. DC 디밍이라고하는 것은 진폭 디밍입니다. 전문 조명 애플리케이션에서 PWM은 더 이상 디밍에 사용되지 않습니다. 주로 플리커에 대한 건강 문제 때문입니다. 가로등의 경우 또 다른 문제는 스트로보 스코프 효과입니다. 가로등을 포함한 거의 모든 전문가 용 LED 드라이버는 진폭 디밍을 사용합니다. 깜박임 및 디밍에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하십시오 .

업데이트 : 일부 의견에 대한 답변으로 답변을 연장하고 싶습니다. 전문 조명 응용 프로그램에서는 저렴하고 불쾌한 할로겐 또는 전구 교체 또는 컴퓨터 백라이트 응용 프로그램 아닌 정전류 조광 가능> 20W LED 드라이버를 말합니다 .

깜박임에는 두 가지 원인이 있습니다. 하나는 주전원 리플이 출력으로 전파되어 발생합니다. 전구 교체에 사용되는 것과 같은 저렴한 단일 스테이지 LED 드라이버는이 현상으로 인해 어려움을 겪습니다.

깜박임의 두 번째 유형은 PWM 디밍으로 인해 발생합니다. 이것은 지각 할 수 있거나 인식 할 수 없을 수 있습니다. IEEE PAR1789는 PWM 주파수를 인식 할 수없는 수준으로 높이는 데 필요한 권장 사항입니다. 즉, 업계에서 전문가 용 고품질 LED 드라이버는 거의 독점적으로 진폭 디밍 (DC 디밍)을 사용한다는 것을 알게 될 것입니다.


PWM은 전문 디스플레이 백라이트 응용 분야에서 가장 많이 사용됩니다. 정전류는 예외입니다. 깜박임은 주파수가 충분하면 일반적으로 문제가 아닙니다. 일반적인 범위는 90 ~ 360Hz입니다.
보 리먼

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@mr js 플리커에 대한 좋은 기사. 나는 싸구려 불쾌한 깜박임 led가 싫어.
자폐증

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@mr_js : 연결되는 기사는 주 전원 공급 장치 (일반적으로 50-60Hz, 일반적으로 100-120Hz에서 깜박임이 발생 함)로 인해 거의 전적으로 깜박임에 관한 것입니다. 전문 조명 애플리케이션은 디밍을 위해 PWM을 사용하지만 일반적으로 훨씬 높은 주파수 (수십 kHz)를 사용합니다.
psmears

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PWM이 널리 사용됩니다. 요즘에는 스위칭 전원이 구리 권선보다 저렴하기 때문에 메인 주파수 (100-120Hz 유효) 에서는 더 이상 많이 사용되지 않습니다 . 불행히도 General Motors 는 메모를 얻지 못했고 GM 자동차 미등은 단순히 브레이크 라이트가 PWM으로 "더 어두워지는"조명 수준이며 가시 범위에 있습니다. 실제로 그들은 켜져 있을 때 브레이크 라이트만큼 밝고 눈이 도로를 쓸어 내릴 때 각막에 트랙을 남깁니다. 미치게 하는!
하퍼-복원 모니카
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