CN105375762A - 一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置，其中升降压变换电路包括电压变换电路和开关管调整电路，所述电压变换电路包括至少一个电感、至少一个开关管和至少一个二极管，所述电压变换电路用于升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压所述输入电压得到数字电源电压DVDD；所述开关管调整电路连接在所述至少一个电感和所述至少一个开关管之间，用于调整所述电压变换电路中所述至少一个开关管的电压上升时间。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。

Description

一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置。
背景技术
目前市场上应用较多的一种平板显示器是液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)，液晶显示器在工作过程中需要多种工作电压，这些工作电压通常由驱动电路的电源管理模块对输入电压进行变换得到。其中Boost电路和Buck电路是电源管理模块中最基本的两种电路，Boost电路可对输入电压Vin进行升压处理，得到模拟电源电压AVDD，Buck电路可对输入电压Vin进行升压处理，得到数字电源电压DVDD。
如图1所示，为现有技术中Boost电路的电路图，buck电路的结构与boost电路类似，都是利用电感的储能特性以及开关管来实现电压的变换。在现有技术中，一般控制开关管的电压上升时间固定为一个较小的值，可以减少开关管和二极管的交越损耗并提高电压变换效率，然而上升时间短会使输出电压形成尖峰，可能会造成电磁干扰(ElectromagneticInterference,简称EMI)问题。
发明内容
本发明实施例提供一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗。
本发明实施例第一方面提供一种升降压变换电路，可包括：
电压变换电路，包括至少一个电感、至少一个开关管和至少一个二极管，所述电压变换电路用于升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压所述输入电压得到数字电源电压DVDD；
开关管调整电路，连接在所述至少一个电感和所述至少一个开关管之间，用于调整所述电压变换电路中所述至少一个开关管的电压上升时间。
在一些可行的实施方式中，所述开关管调整电路包括N个电阻和N个开关，N为大于或等于2的正整数，其中：
所述N个电阻的一端连接所述至少一个电感的一端，所述N个电阻的另一端分别连接所述N个开关中一个开关的一端；
所述N个开关中每个开关的另一端连接所述开关管。
在一些可行的实施方式中，所述电压变换电路为boost电路，所述boost电路包括第一电感、第一开关管、第一电阻、第一二极管和第一电容，其中：
所述第一电感的一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第一电感的另一端连接所述第一二极管的阳极和所述N个电阻的一端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第一开关管的第一端；所述第一开关管的第二端通过所述第一电阻接地，所述第一开关管的第三端为控制端；
所述第一二极管的阴极通过所述第一电容接地并且所述第一二极管的阴极为所述升降压变换电路的电压输出端。
在一些可行的实施方式中，所述电压变换电路为buck电路，所述buck电路包括第二电感、第二开关管、第二二极管和第二电容，其中：
所述第二开关管的第一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的阴极和所述N个电阻的一端，所述第二开关管的第三端为控制端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端通过所述第二电容接地并且所述第二电感的另一端为所述升降压变换电路的电压输出端。
在一些可行的实施方式中，所述电压变换电路为buck-boost电路，所述buck-boost电路包括第三电感、第三开关管、第三二极管和第三电容，其中：
所述第三开关管的第一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第三开关管的第三端连接所述第三二极管的阴极和所述N个电阻的一端，所述第三开关管的第三端为控制端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第三电感的一端，所述第三电感的另一端接地；
所述第三二极管的阳极为所述升降压变换电路的电压输出端并且所述第三二极管的阳极通过所述第三电容接地。
在一些可行的实施方式中，所述N个开关为通过高低电平控制的数字开关。
在一些可行的实施方式中，所述N个电阻中任意两个电阻的阻值相同或不同。
在一些可行的实施方式中，N＝3。
本发明实施例第二方面提供了一种电源管理模块，所述电源管理模块包括如第一方面所述的升降压变换电路，所述升降压变换电路用于输出模拟电源电压AVDD和/或数字电源电压DVDD。
本发明实施例第三方面提供了一种液晶驱动装置，所述液晶驱动装置可包括如第二方面所述的电源管理模块。
本发明实施例中，升降压变换电路包括电压变换电路和开关管调整电路，电压变换电路可升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压所述输入电压得到数字电源电压DVDD，开关管调整电路连接在电压变换电路的开关管和电感之间，可调整该开关管的电压上升时间，进而调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中boost电路的电路图；
图2是本发明的一个实施例提供的升降压变换电路的结构示意图；
图3是本发明的一个实施例提供的升降压变换电路电路图；
图4是本发明的另一个实施例提供的升降压变换电路的电路图；
图5是本发明的又一个实施例提供的升降压变换电路的电路图；
图6是本发明实施例提供的电源管理模块的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种升降压变换电路、电源管理模块及液晶驱动装置，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗。下面将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
参见图2，为本发明的一个实施例提供的升降压变换电路的结构示意图。如图2所示，升降压变换电路可包括电压变换电路201和开关管调整电路202，其中：
电压变换电路201包括至少一个电感、至少一个开关管和至少一个二极管，电压变换电路201用于升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压输入电压得到数字电源电压DVDD。
开关管调整电路202连接在所述至少一个电感和所述至少一个开关管之间，用于调整所述电压变换电路中所述至少一个开关管的电压上升时间。
具体实施中，开关管调整电路202可以包括N个电阻和N个开关，其中该N个电阻的一端连接至少一个电感的一端，N个该电阻的另一端分别连接该N个开关中一个开关的一端；该N个开关中每个开关的另一端连接开关管。即该N个电阻和N个开关形成N条互相并联的支路，其中每个电阻和一个开关串联为一条支路，每条支路都连接在上述至少一个电感和上述至少一个开关管之间。具体地，N为大于或等于2的正整数。当该N个开关的开关状态发生变化时，与上述至少一个开关管连接的电阻阻值随之改变，进而改变上述至少一个开关管的开关频率。由于开关管的开关频率影响升降压变换电路的EMI强度和交越损耗，因此可通过控制该N个开关管的开关状态来调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。
本发明实施例中，升降压变换电路包括电压变换电路和开关管调整电路，电压变换电路可升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压所述输入电压得到数字电源电压DVDD，开关管调整电路连接在电压变换电路的开关管和电感之间，可调整该开关管的电压上升时间，进而调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
参见图3，为本发明的另一个实施例提供的升降压变换电路电路图。如图3示，升降压变换电路可包括电压变换电路301和开关管调整电路302，其中:
开关管调整302电路包括N个电阻Rn1-Rnn和N个开关Kn1-Knn，N为大于或等于2的正整数。
电压变换电路301为boost电路，包括第一电感L1、第一开关管Q1、第一电阻R1、第一二极管D1和第一电容C1。第一电感L1的一端为升降压变换电路的电压输入端，第一电感L1的另一端连接第一二极管D1的阳极和上述N个电阻Rn1-Rnn的一端；上述N个电阻Rn1-Rnn的另一端分别通过开关Kn1-Knn连接第一开关管Q1的第一端；第一开关管Q1的第二端通过第一电阻R1接地，第一开关管Q1的第三端为控制端；第一二极管D1的阴极通过第一电容C1接地并且第一二极管D1的阴极为升降压变换电路的电压输出端。
具体实施中，输入电压Vin从第一电感L1的一端输入，当第一开关管Q1导通以及上述N个开关中任意一个或多个开关闭合时，输入电压Vin对第一电感L1和第一电容C1充电，同时第一二极管D1防止第一电容C1对地放电。当电路稳定后，第一电容C1两端的电压(即输出给负载的电压)基本等于输入电压Vin。充电结束后第一开关管Q1截止，第一电感L1通过第一电感L1泄放存储的电量，即第一电感L1对第一电容C1放电，使第一电容C1两端的电压继续增大，从而获得大于输入电压Vin的输出电压，该输出电压可作为液晶驱动电路中的模拟电源电压AVDD。其中，第一开关管Q1的第三端为控制端，可与脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，简称PWM)芯片连接，通过PWM芯片输出的PWM信号控制第一开关管Q1的工作时序和占空比。上述N个电阻Rn1-Rnn与第一开关管Q1连接，当该N个开关的开关状态发生变化时，第一开关管Q1连接的电阻阻值随之改变，进而改变第一开关管Q1的开关频率。以图3所示的电路为例，第一开关管Q1为MOS管，上述N个电阻Rn1-Rnn连接在第一开关管Q1的漏极，而MOS管在导通过程中漏极电压的上升时间与漏极电阻有关，当漏极连接的阻值越大时，漏极电压的上升时间越短，此时MOS管和第一二极管D1的交越损耗越小，但是也越容易产生阻尼振荡，增大电磁干扰。通过控制上述N个开关Kn1-Knn的开关状态，可改变第一开关管Q1的漏极电阻，从而根据需要平衡电磁干扰问题和交越损耗问题。
需要说明的是，图3中第一开关管为MOS管仅为举例，不应理解为对本发明的限制。具体实施中第一开关管Q1还可以采用其他场效应管或三极管。
具体实施中，上述N个电阻Rn1-Rnn的阻值以及N的取值可以根据电路需要自行设置。在一些可行的实施方式中，可以取N＝3。上述N个电阻Rn1-Rnn中任意两个电阻的阻值可以相同，也可以不同。上述N个开关管Kn1-Knn中任意两个开关管的开关状态可以一致，也可以不一致。例如，上述N个开关管Kn1-Knn中可同时闭合一个或多个开关管。
本发明实施例中，升降压变换电路包括boost电路和开关管调整电路，boost电路可升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，开关管调整电路连接在boost电路的第一开关管和第一电感之间，可调整第一开关管的电压上升时间，进而调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
参见图4，为本发明的又一个实施例提供的升降压变换电路电路图。如图4示，升降压变换电路可包括电压变换电路401和开关管调整电路402，其中:
开关管调整302电路包括N个电阻Rn1-Rnn和N个开关Kn1-Knn，N为大于或等于2的正整数。
电压变换电路401为buck电路，包括第二电感L2、第二开关管Q2、第二二极管D2和第二电容C2。第二开关管Q2的第一端为升降压变换电路的电压输入端，第二开关管Q2的第二端连接第二二极管D2的阴极和上述N个电阻Rn1-Rnn的一端，第二开关管Q2的第三端为控制端；上述N个电阻Rn1-Rnn的另一端分别通过开关Kn1-Knn中连接第二电感L2的一端，第二电感L2的另一端通过第二电容C2接地并且第二电感L2的另一端为升降压变换电路的电压输出端。
具体实施中，输入电压Vin从第二开关管Q2的第一端输入，当第二开关管Q2导通以及上述N个开关中任意一个或多个开关闭合时，输入电压Vin对第二电感L2充电，第二电感L2的电流线性上升直至趋于稳定，此时第二二极管D2反向截止。当第二开关管Q2截止时，第二二极管D2正向导通，第二电感L2、第二电容C2和第二二极管D2形成回路，第二电感L2的电流逐渐降低，第二电容C2两端的电压也逐渐下降，得到低于输入电压Vin的输出电压，该输出电压可作为液晶驱动电路中的数字电源电压DVDD。其中，第二开关管Q2的第三端为控制端，可与PWM芯片连接，通过PWM芯片输出的PWM信号控制第二开关管Q2的工作时序和占空比。上述N个电阻Rn1-Rnn与第二开关管Q2连接，当该N个开关的开关状态发生变化时，第二开关管Q2连接的电阻阻值随之改变，进而改变第二开关管Q2的开关频率。以图4所示的电路为例，第二开关管Q2为MOS管，上述N个电阻Rn1-Rnn连接在第二开关管Q2的源极，而MOS管在导通过程中漏极电压的上升时间与源极电阻有关，当源极连接的阻值越大时，漏极电压的上升时间越短，此时MOS管和第二二极管D2的交越损耗越小，但是也越容易产生阻尼振荡，增大电磁干扰。通过控制上述N个开关Kn1-Knn的开关状态，可改变第二开关管Q2的源极电阻，从而根据需要平衡电磁干扰问题和交越损耗问题。
需要说明的是，图4中第二开关管Q2为MOS管仅为举例，不应理解为对本发明的限制。具体实施中第二开关管Q2还可以采用其他场效应管或三极管。
具体实施中，上述N个电阻Rn1-Rnn的阻值以及N的取值可以根据电路需要自行设置。在一些可行的实施方式中，可以取N＝3。上述N个电阻Rn1-Rnn中任意两个电阻的阻值可以相同，也可以不同。上述N个开关管Kn1-Knn中任意两个开关管的开关状态可以一致，也可以不一致。例如，上述N个开关管Kn1-Knn中可同时闭合一个或多个开关管。
本发明实施例中，升降压变换电路包括buck电路和开关管调整电路，buck电路可降压输入电压得到模拟电源电压DVDD，开关管调整电路连接在buck电路的第二开关管和第二电感之间，可调整第二开关管的电压上升时间，进而调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
参见图5，为本发明的又一个实施例提供的升降压变换电路电路图。如图5示，升降压变换电路可包括电压变换电路501和开关管调整电路502，其中:
开关管调整502电路包括N个电阻Rn1-Rnn和N个开关Kn1-Knn，N为大于或等于2的正整数。
电压变换电路为buck-boost电路，包括第三电感L3、第三开关管Q3、第三二极管D3和第三电容C3。第三开关管Q3的第一端为升降压变换电路的电压输入端，第三开关管Q3的第三端连接第三二极管D3的阴极和上述N个电阻Rn1-Rnn的一端，第三开关管Q3的第三端为控制端；上述N个电阻Rn1-Rnn的另一端分别通过开关Kn1-Knn连接第三电感L3的一端，第三电感L3的另一端接地；第三二极管D3的阳极为升降压变换电路的电压输出端并且第三二极管D3的阳极通过第三电容C3接地。
具体实施中，输入电压Vin从第三开关管Q3的第一端输入，当第三开关管Q3导通以及上述N个开关中任意一个或多个开关闭合时，输入电压Vin对第三电感L3充电，第三电感L3的电流线性上升直至趋于稳定，此时第三二极管D3反向截止，第三电容C3向负载供电。当第三开关管Q3关断时，第三电感L3两端产生感应电动势，若感应电动势大于第三电容C3两端的电压，则第三电感L3通过第三二极管D3向第三电容C3放电，此时输出电压的极性与输入电压Vin的极性相反。其中，第三开关管Q3的第三端为控制端，可与PWM芯片连接，通过PWM芯片输出的PWM信号控制第三开关管Q3的工作时序和占空比。而输出电压的大小与第三开关管Q3的占空比有关，当占空比小于0.5时，输出电压小于输入电压Vin，此时可调整第三开关管Q3的占空比得到可作为液晶驱动电路的数字电源电压DVDD的输出电压。当占空比大于0.5时，输出电压大于输入电压Vin，此时可调整第三开关管Q3的占空比得到可作为液晶驱动电路的模拟电源电压AVDD的输出电压。
具体地，上述N个电阻Rn1-Rnn与第三开关管Q3连接，当该N个开关的开关状态发生变化时，第三开关管Q3连接的电阻阻值随之改变，进而改变上述第三开关管Q3的开关频率。以图5所示的电路为例，第三开关管Q3为MOS管，上述N个电阻Rn1-Rnn连接在第三开关管Q3的源极，而MOS管在导通过程中漏极电压的上升时间与源极电阻有关，当源极连接的阻值越大时，漏极电压的上升时间越短，此时MOS管和第三二极管D3的交越损耗越小，但是也越容易产生阻尼振荡，增大电磁干扰。通过控制上述N个开关Kn1-Knn的开关状态，可改变第三开关管Q3的源极电阻，从而根据需要平衡电磁干扰问题和交越损耗问题。
需要说明的是，图5中第三开关管Q3为MOS管仅为举例，不应理解为对本发明的限制。具体实施中第三开关管Q3还可以采用其他场效应管或三极管。
具体实施中，上述N个电阻Rn1-Rnn的阻值以及N的取值可以根据电路需要自行设置。在一些可行的实施方式中，可以取N＝3。上述N个电阻Rn1-Rnn中任意两个电阻的阻值可以相同，也可以不同。上述N个开关管Kn1-Knn中任意两个开关管的开关状态可以一致，也可以不一致。例如，上述N个开关管Kn1-Knn中可同时闭合一个或多个开关管。
本发明实施例中，升降压变换电路包括buck-boost电路和开关管调整电路，buck-boost电路可升压输入电压得到模拟电源电压AVDD或降压输入电压得到数字电源电压DVDD，开关管调整电路连接在buck-boost电路的第三开关管和第三电感之间，可调整第三开关管的电压上升时间，进而调整升降压变换电路的EMI和越损耗问题。采用本发明实施例，可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
在一些可行的实施方式中，升降压变换电路还可以同时包括图3所示电路和图4所示电路，即升降压变换电路可以包括互相独立的升压电路和降压电路，并且升压电路和降压电路各自配置开关管调整电路。
本发明实施例还可提供一种电源管理模块，可包括如图2所示实施例所描述的升降压变换电路，或可包括如图3-5任一项所示实施例所描述的升降压变换电路，其中上述升降压变换电路用于生成模拟电源电压AVDD和/或数字电源电压DVDD。
在一些可行的实施方式中，如图6所示，该电源管理模块除了包括升降压变换电路601外，还可包括运放输出电路602和至少一个电荷泵电路603。其中升降压变换电路601可用于产生液晶驱动装置所需的模拟电源电压AVDD和/或数字电源电压DVDD；运放输出电路602可用于产生液晶驱动装置所需的液晶驱动上限电压HAVDD；上述至少一个电荷泵电路603可用于产生液晶驱动装置所需的栅极导通电压VGH或栅极关断电压VGL。
根据图2-5的描述可知，本发明实施例的电源管理模块可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
本发明实施例还可提供一种液晶驱动装置，可包括上述的电源管理模块。根据以上对电源管理模块的描述可知，本发明实施例的液晶驱动装置可根据电路需要调整升降压变换电路中的EMI辐射强度和交越损耗，增强升降压变换电路的实用性。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种升降压变换电路，其特征在于，包括：
电压变换电路，包括至少一个电感、至少一个开关管和至少一个二极管，所述电压变换电路用于升压输入电压得到模拟电源电压AVDD，和/或，降压所述输入电压得到数字电源电压DVDD；
开关管调整电路，连接在所述至少一个电感和所述至少一个开关管之间，用于调整所述电压变换电路中所述至少一个开关管的电压上升时间。
2.根据权利要求1所述的升降压变换电路，其特征在于，所述开关管调整电路包括N个电阻和N个开关，N为大于或等于2的正整数，其中：
所述N个电阻的一端连接所述至少一个电感的一端，所述N个电阻的另一端分别连接所述N个开关中一个开关的一端；
所述N个开关中每个开关的另一端连接所述开关管。
3.根据权利要求2所述的升降压变换电路，其特征在于，所述电压变换电路为boost电路，所述boost电路包括第一电感、第一开关管、第一电阻、第一二极管和第一电容，其中：
所述第一电感的一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第一电感的另一端连接所述第一二极管的阳极和所述N个电阻的一端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第一开关管的第一端；所述第一开关管的第二端通过所述第一电阻接地，所述第一开关管的第三端为控制端；
所述第一二极管的阴极通过所述第一电容接地并且所述第一二极管的阴极为所述升降压变换电路的电压输出端。
4.根据权利要求2所述的升降压变换电路，其特征在于，所述电压变换电路为buck电路，所述buck电路包括第二电感、第二开关管、第二二极管和第二电容，其中：
所述第二开关管的第一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的阴极和所述N个电阻的一端，所述第二开关管的第三端为控制端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端通过所述第二电容接地并且所述第二电感的另一端为所述升降压变换电路的电压输出端。
5.根据权利要求2所述的升降压变换电路，其特征在于，所述电压变换电路为buck-boost电路，所述buck-boost电路包括第三电感、第三开关管、第三二极管和第三电容，其中：
所述第三开关管的第一端为所述升降压变换电路的电压输入端，所述第三开关管的第三端连接所述第三二极管的阴极和所述N个电阻的一端，所述第三开关管的第三端为控制端；
所述N个电阻的另一端分别通过所述N个开关中的一个开关连接所述第三电感的一端，所述第三电感的另一端接地；
所述第三二极管的阳极为所述升降压变换电路的电压输出端并且所述第三二极管的阳极通过所述第三电容接地。
6.根据权利要求2至5任一项所述的升降压变换电路，其特征在于，所述N个开关为通过高低电平控制的数字开关。
7.根据权利要求2至5任一项所述的升降压变换电路，其特征在于，所述N个电阻中任意两个电阻的阻值相同或不同。
8.根据权利要求2至5任一项所述的升降压变换电路，其特征在于，N＝3。
9.一种电源管理模块，其特征在于，所述电源管理模块包括如权利要求1至8任一项所述的升降压变换电路，所述升降压变换电路用于输出模拟电源电压AVDD和/或数字电源电压DVDD。
10.一种液晶驱动装置，其特征在于，所述液晶驱动装置包括如权利要求9所述的电源管理模块。
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