CN1458642A - 等离子体显示屏驱动方法和装置 - Google Patents

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Abstract

PDP驱动和功率恢复方法。将屏幕电容器的X和Y电极电压分别保持为V2和V1伏特。将Y电极电压转换为V2以在电感器中储存能量，用该储存的能量将X电极电压转换为V1，和将X和Y电极上的电压分别保持为V1和V2。将X电极上的电压转换为V2以在电感器中储存能量，并用该储存的能量将Y电极上的电压转换为V1。

Description

等离子体显示屏驱动方法和装置
技术领域
本发明涉及等离子体显示屏(PDP)驱动装置和方法；特别涉及，PDP的保持(sustain)和放电电路。
背景技术
一般来说，PDP是利用气体放电产生的等离子体显示字符或图像的平板显示器。根据PDP的大小，以矩阵形式排列数十万到数百万个以上的像素。根据施加的驱动电压的波形和放电单元的结构，PDP分类为直流(DC)PDP和交流(AC)PDP。
因为DC PDP的电极暴露在放电空间中，所以在向DC PDP加电压时，电流直接在放电空间中流动。因此，必须向DC PDP设置限流电阻。在另一方面，在AC PDP情况中，因为介电层覆盖电极，所以电容组件的自然构造(formation)限制电流。因为AC PDP的电极被保护以避免在放电时离子引起的冲击，所以它的寿命比DC PDP的长。
一般来说，驱动AC PDP的方法包括复位周期、寻址周期、保持周期和擦除周期。
在复位周期中，将各单元的状态复位以便顺利寻址各单元。在寻址周期中，选择屏幕中接通的各单元和未接通的单元，并且将壁(wall)电荷累积到接通的单元(即，寻址的单元)。在保持周期中，进行放电以便在寻址的单元上实际显示图像。在擦除周期中，减少各单元的壁电荷，从而终止保持放电。
在AC PDP中，因为PDP的用于保持和放电的保持电极和扫描电极起电容性负载的作用，所以在扫描电极和保持电极之间设置电容器，在下面将其称为屏幕电容器。因此，为了向扫描和保持电极施加保持-放电波形，除了放电功率(discharging power)外，需要无功功率。恢复和再用无功功率的电路被称为功率恢复电路(power recovery circuit)。L.F.Weber在美国专利No.4,866,349和5,081,400中公开了这些功率恢复电路，Ooba在日本专利No.2,755,201中也公开了它们。
但是，Weber专利提出的保持和放电电路需要用于功率恢复电容器的外部电容器，其电位要保持半伏。为此，功率恢复电容器的容量必须比屏幕电容器的容量大得多。
另外，因为Ooba提出的电路中，屏幕电容器的X(或Y)电极的电压上升周期是与Y(或X)电极的电压下降周期相匹配的，所以它不能用于要求不同的上升和下降周期的PDP。
发明内容
根据本发明，提供一种功率恢复PDP。在本发明一个方面，提供驱动PDP的一种装置，所述PDP具有：成对交错排列的多个扫描电极和保持电极，其中在扫描电极和保持电极之间形成屏幕电容器。第一保持和放电单元连接到屏幕电容器的第一电极，并在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间连接，使得第一电极能够保持为第一和第二电压之一。第二保持和放电单元连接屏幕电容器的第二电极，并连接在第一电源和第二电源之间，使得第二电极能够保持为第一和第二电压之一。提供包括连接到屏幕电容器的至少一个电感器的充电和放电单元，将在第二电极上的电压转换为第二电压，以在电感器中存储能量；用在电感器中储存的能量将在第一电极上的电压转换为第一电压；将在第一电极上的电压转换为第二电压，以在电感器中存储能量；用在电感器中储存的能量将在第二电极上的电压转换为第一电压。
这个充电和放电单元分别将第二和第一电极上的电压转换为第二和第一电压，将在第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压，分别将在第一和第二电极上的电压转换为第二和第一电压，将在第一和第二电极上的电压保持为第二和第一电压。
在本发明另一方面，提供一种驱动PDP的方法，所述PDP具有：屏幕电容器，它在与扫描电极交错排列的多个保持电极和多个扫描电极之间形成；至少一个电感器，其连接屏幕电容器；和驱动器，它连接在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间。(a)所述屏幕电容器的电压，在第一电极和第二电极上，分别保持为第二电压和第一电压。(b)在第二电极上的电压被转换为第二电压并在电感器中储存能量。(c)用在电感器中储存的能量将在第一电极上的电压转换为第一电压。(d)分别将在第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压。(e)在第一电极上的电压被转换为第二电压并在电感器中储存能量。(f)用在电感器中储存的能量将在第二电极上的电压转换为第一电压。
在本发明另一方面，提供一种驱动PDP的方法，所述PDP具有屏幕电容器，它形成在成对交错排列的多个第一和第二电极之间；第一开关和第二开关，它们在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间串联，其中第一和第二开关连接点被连接到屏幕电容器的第一电极；第三开关和第四开关，它们在第一电源和第二电源之间串联，其中第三和第四开关连接点被连接到屏幕电容器的第二电极；至少一个电感器，其具有连接到第一和第二开关连接点的一端；和第五和第六开关，它们分别连接到所述电感器，其中第五和第六开关连接点连接到第三和第四开关连接点。(a)接通第二开关和第三开关将第一和第二电极上的电压保持为第二和第一电压。(b)断开第三开关和接通第六开关，将在第二电极上的电压转换为第二电压。(c)断开第二开关和接通第四开关，将在第一电极上的电压转换为第一电压，并将在第二电极上的电压保持为第二电压。(d)断开第六开关和接通第一开关，将在第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压。(e)断开第一开关和接通第五开关，将在第一电极上的电压转换为第二电压。(f)断开第四开关和接通第二开关，将在第二电极上的电压转换为第一电压。
附图说明
图1示出根据本发明一个实施例的PDP；
图2示出根据本发明第一实施例的保持和放电电路；
图3A-3F示出根据本发明第一实施例的各种模式的电流路径；
图4示出根据本发明第一实施例的PDP的工作定时图；
图5A-5F示出根据本发明第二实施例的各种模式的电流路径；
图6示出根据本发明第二实施例的PDP的工作定时图；
图7示出PDP的现有技术工作定时图；和
图8示出根据本发明三实施例的保持和放电电路。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施例的PDP驱动装置和方法。仅说明本发明的某些实施例。正如所理解的，在不偏离本发明的情况下能够修改本发明。因此，应把附图和说明看作是本质说明，并且本发明不仅限于公开的各实施方式。
图1示出根据本发明第一实施例的PDP。如图所示，PDP包括等离子体屏幕100、地址驱动器200、扫描/保持驱动器300和控制器400。
等离子体屏幕100包括在列方向排列的多个地址电极A1-Am、在行方向排列的多个扫描电极Y1-Yn(下面称为Y电极)和多个与在行方向的各Y电极交错排列的多个保持电极X1-Xn(下称X电极)。产生X电极X1-Xn以与相应的Y电极Y1-Yn匹配，它们的一端共接。控制器400接收外部视频信号，产生地址驱动控制信号和保持和放电信号，并分别向地址驱动器200和扫描和保持驱动器300供给信号。
地址驱动器200从控制器400接收地址驱动控制信号，并向相应的地址电极，供给选择将要显示的放电单元的显示数据信号。扫描和保持驱动器300从控制器400接收保持和放电信号，并向Y电极和X电极交错输入保持和放电脉冲。在根据输入的保持和放电脉冲选择的放电单元中，产生保持和放电处理。
见图2-4，现在说明根据本发明第一实施例的的扫描和保持驱动器300保持和放电电路。图2示出本发明第一实施例的保持和放电电路。图3(a)-3(f)示出根据本发明第一实施例的各模式的电流路径。图4示出根据本发明第一实施例的PDP的工作定时图。
如图2所示，保持和放电电路包括第一和第二保持和放电单元322和324，以及充电和放电单元326。第一和第二保持和放电单元322和324包括开关S1-S4，充电和放电单元326包括开关S5和S6和电感器L。
开关S1和S2在第一电源V1和第二电源V2之间串联，开关S1和S2的连接点连接屏幕电容器Cp的X电极，开关S3和S4在第一电源V1和第二电源V2之间串联，开关S3和S4的连接点连接屏幕电容器Cp的Y电极。
开关S5和S6并联到电感器L的一端，开关S5和S6的连接点连接于开关S3和S4的连接点。
见图2，开关S1-S6表示为MOSFET，并不限定类型，可以使用任何类型的开关。这些开关可以具有半导体集成电路的pn结分开配置的主体二极管(body diodes)。
另外，保持和放电电路还可以包括在电感器L和开关S6和S5之间的二极管D1和D2，此时，二极管D1和D2断开因为开关S6和S5的主体二极管而流动的电流。
图3A-3F和4示出保持和放电电路工作的顺序变化。在此，变化具有六种模式，并且根据操纵开关S1至S6产生这些变化。LC(电感-电容)谐振不是连续振荡，并且它在开关S5和S6接通时产生。即，LC谐振代表电感器L与屏幕电容器Cp结合引起的电压和电流变化。
分别将第一和第二电源V1和V2提供的电压定义为V1和V2。
(1)模式1(M1)
见图3A和图4的间隔M1，现在说明模式1的工作。
在模式1中开关S2和SD3接通，电流的路径的次序是：第一电源V1、开关S3、屏幕电容器Cp、开关S2和第二电源V2，这里屏幕电容器Cp的X和Y电极电压Vx和Vy分别保持为V2和V1。
(2)模式2(M2)
见图3B和图4的间隔M2，现在说明模式2的工作。
在模式2中开关S3断开和S6接通，同时开关S2接通。电流路径为：屏幕电容器的Y电极、开关S6、二极管D1和电感器L，因为从电流路径形成的LC谐振在电感器L上的电流IL增加，并且，在屏幕电容器Cp上的Y电极电压Vy降低到V2。即，向平面电容器Cp充电的能量被储存在电感器L中，并且因为开关S2接通，所以在屏幕电容器Cp上的X电极电压Vx保持为V2。
(3)模式3(M3)
见图3C和图4的间隔M3，现在说明模式3的工作。
在向电感器L流动的电流IL达到最大值时，开关S2断开，开关S4接通。此时，因为向电感器L流动的电流IL，X电极电压Vx增加到V1。即，利用在模式2电感器L中储存的能量以增加X电极电压Vx，并且因为开关S4接通，在屏幕电容器Cp上的Y电极电压Vy保持为V2。
(4)模式4(M4)
见图3D和图4的间隔M4，现在说明模式4的工作。
当向电感器L流动的电流IL达到0A时，开关S1接通，开关S6断开。因为开关S1和S4接通，所以X和Y电极电压继续保持为V1和V2。
(5)模式5(M5)
见图3E和图4的间隔M5，现在说明模式5的工作。
在模式5(M5)中，在开关S4接通时开关S1断开和开关S5接通。此时，电流路径为：屏幕电容器Cp的X电极、电感器L、二极管D2和开关S5，据此，形成LC谐振。因为LC谐振，向电感器L流动的电流增加，在屏幕电容器Cp上的X电极电压Vx降低到V2。即，向屏幕电容器Cp充电的能量储存在电感器L中，并且因为开关S4接通，Y电极电压Vy保持为V2。
(6)模式6(M6)
见图3F和图4的间隔M6，现在说明模式6的工作。
在流向电感器L的电流IL变为最大值时，开关S2接通，开关S4断开。因为向电感器L流动的电流IL，在屏幕电容器Cp上的Y电极电压Vy增加到V1，并且电流IL降低到0A。即，用在电感器L中储存的能量使得屏幕电容器Cp上的Y电极电压Vy增加，并且因为开关S2接通，X电极电压Vx保持为V2。
根据第一实施例，X电极电压Vx的上升间隔M3、Y电极电压的下降间隔M2，X电极电压Vx的下降间隔M5和Y电极电压的上升间隔M6各不相同。
在第一实施例中，一个电极电压的下降间隔设定得比另一个电极电压的上升间隔快，另外一个电极电压的上升间隔可以设定得比另一个电极电压的下降间隔快。下面参照图5A-5F和图6说明相应的实施例。
图5A-5F示出根据本发明第二实施例的各种模式的电流路径，图6示出根据本发明第二实施例PDP工作定时图。
如图所示，除了模式2、3、5和6的工作以外，本发明第二实施例的PDP工作与第一实施例的PDP工作是一致的。
详细地说，如图5B和6所示，在模式2(M2)开关S3和S6接通，将Y电极电压Vy保持为V1，并通过LC谐振将X电极电压Vx提高到V1。如图5C和6所示，在模式3(M3)接通开关S1和S6，将X电极电压保持为V1，并将Y电极电压降低到V2。即，X电极电压的上升间隔设定得比Y电极电压Vy的下降间隔快。如图5D和6所示，开关S1和S4被接通，将X和Y电极电压Vx和Vy分别保持为V1和V2。
如图5E和6所示，在模式5(M5)中接通开关S1和S5，将X电极电压Vx保持为V1，并通过LC谐振将Y电极电压Vy增加到V1。如图5F和6所示，在模式6(M6)中接通开关S3和S5，将Y电极电压Vy保持为V1，并将X电极电压Vx降低到V2。此后，以与模式1(M1)同样的方式接通开关S2和S3，分别将X和Y电极电压Vx和Vy保持为V2和V1。
在本发明第一和第二实施例中，可以不用外部功率恢复电容器恢复功率。
在本发明第一和第二实施例中，将一个电极电压的上升间隔和另一个电极电压的下降间隔设定得不同。另外，也能够以与Ooba公开的方法同样的方式设定下降间隔和上升间隔。即，如图7的模式(2)(M2)所示，通过同时断开开关S2和S3以及接通开关S6，X和Y电极电压Vx和Vy可以分别同时下降和上升。
可以将屏幕电容器Cp的两个电极电压的下降和上升间隔设定得相同，但在此时，不能够使用要求不同上升和下降间隔的PDP。另外，与两个电极电压同样的上升和下降间隔的情况不同，当以第一和第二实施例的相同方式，将电极电压的上升和下降间隔进行差分时，降低了PDP的功率消耗，并提高了相应的照明亮度。即，提高了PDP的效率。
在第一和第二实施例中，用单一电感器改变X和Y电极电压Vx和Vy。此外，也可以使用增加X电极电压Vx和降低Y电极电压Vy的第一电感器和降低X电极电压Vx和增加Y电极电压Vy的第二电感器。这将参考图8说明。
图8示出根据本发明第三实施例的保持和放电电路。
如图所示，根据本发明第三实施例的保持和放电电路，除了根据第三实施例的保持和放电电路包括两个电感器L1和L2以外，具有与第一实施例一致的配置。
详细地说，在第三实施例中，电感器L1和L2的端部分别连接到开关S6和S5的端部，电感器L1和L2的另一端与开关S1和S2的连接点并联。根据本发明第三实施例的保持和放电电路还可以包括二极管D1和D2。二极管D1连接在电感器L1和开关S6之间，二极管D2连接在电感器L2和开关S5之间。另外，二极管D1也可以连接在电感器L1和开关S1和S2连接点之间，二极管D2可连接在电感器L2和开关S1和S2连接点之间。
根据本发明第一和第二实施例的驱动定时方法，可以用于包括根据第三实施例的保持和放电电路的PDP驱动方法。此时，除了在模式2和3(M2和M3)中电流流动的电感器L1，与在第5和第6模式(M5和M6)中电流流动的电感器L2不同外，第三实施例的工作与第一或第二实施例的工作相同。
例如，见图4，在模式2和3(M2和M3)电流流动路径是：屏幕电容器Cp、开关S6、二极管D1和电感器L1，据此，相应的Y电极电压Vy下降和X电极电压Vx上升。在模式5和6(M5和M6)，电流流动路径是：屏幕电容器Cp、电感器L2、二极管D2、和开关S5，据此，相应的X电极电压Vx下降和Y电极电压Vy上升。
根据本发明，在不使用外部电容器的情况下可以恢复功率，并且X和Y电极电压的上升和下降间隔不同，因此，这个方法能够用于要求不同上升和下降间隔的PDP。与上升和下降的间隔一致的情况相比，也能够降低功率消耗和改善亮度。
虽然就现在考虑的实际实施方式说明了本发明，但是应理解，本发明不限于这些公开的实施方式，相反，本发明拟包括在所附权利要求精神和范围内的各种修改和等同设置。
相关申请的交叉参考
本申请要求2002年5月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2002-26449的优先权，这里引用该在先申请作为参考。

Claims (25)

1.一种驱动等离子体显示屏的装置，所述等离子体屏幕具有成对交错排列的多个扫描电极和保持电极，其中屏幕电容器形成在一对扫描电极和保持电极之间，所述装置包括：
第一保持和放电单元，它连接到屏幕电容器的第一电极，并在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间连接，使得第一电极能够保持为第一和第二电压之一；
第二保持和放电单元，它连接屏幕电容器的第二电极，并连接在第一电源和第二电源之间，使得第二电极能够保持为第一和第二电压之一；和
充电和放电单元，它包括连接到屏幕电容器的至少一个电感器，将在第二电极上的电压转换为第二电压以在电感器中存储能量，用在电感器中储存的能量将在第一电极上的电压转换为第一电压，将在第一电极上的电压转换为第二电压以在电感器中存储能量，用在电感器中储存的能量将在第二电极上的电压转换为第一电压。
2.根据权利要求1的装置，其中在第二电极上的电压被转换为第二电压后，第一电极上的电压被转换为第一电压。
3.根据权利要求1的装置，其中在第一电极上的电压被转换为第二电压后，第二电极上的电压被转换为第一电压。
4.根据权利要求1的装置，其中充电和放电单元使用相同的电感器将第二电极上的电压转换为第二电压并存储能量，和将第一电极上的电压转换为第二电压并存储能量。
5.根据权利要求1的装置，其中充电和放电单元使用不同的电感器将第二电极上的电压转换为第二电压并存储能量，和将第一电极上的电压转换为第二电压并存储能量。
6.根据权利要求1的装置，其中充电和放电单元还包括：
第一开关，用于将第二电极上的电压转换为第二电压和将第一电极上的电压转换为第一电压；和
第二开关，用于将第一电极上的电压转换为第二电压和将第二电极上的电压转换为第一电压。
7.根据权利要求1的装置，其中充电和放电单元顺序将第二和第一电极上的电压转换为相应的第二和第一电压，以将第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压，并且将第一和第二电极上的电压顺序转换为相应的第二和第一电压，以将第一和第二电极上的电压保持为第二和第一电压。
8.一种驱动等离子体显示屏的方法，所述等离子体显示屏具有：一个屏幕电容器，形成于与扫描电极成对交错排列的多个保持电极和多个扫描电极的每个之间；至少一个电感器，它连接到屏幕电容器；和驱动器，它连接在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间，所述方法包括步骤：
a)所述屏幕电容器的第一电极和第二电极上的电压分别保持为第二电压和第一电压；
b)将第二电极上的电压转换为第二电压并在电感器中储存能量；
c)用在电感器中储存的能量将在第一电极上的电压转换为第一电压；
d)分别将在第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压；
e)将第一电极上的电压转换为第二电压并在电感器中储存能量；和
f)用在电感器中储存的能量将第二电极上的电压转换为第一电压。
9.根据权利要求8的方法，其中在步骤(b)中将第二电极上的电压转换为第二电压后，进行步骤(c)将第一电极上的电压转换为第一电压。
10.根据权利要求8的方法，其中在步骤(e)中将第一电极上的电压转换为第二电压后，进行步骤(f)将第二电极上的电压转换为第一电压。
11.根据权利要求8的方法，其中在步骤(a)、(b)、(d)和(e)中使用相同的电感器转换第一和第二电极上的电压。
12.根据权利要求8的方法，其中在步骤(a)和(b)使用的电感器、与(d)和(e)中使用的电感器是不相同的。
13.一种驱动等离子体显示屏的方法，所述等离子体显示屏具有：一个屏幕电容器，在成对交错排列的多个第一和第二电极的每个之间形成；第一和第二开关，它们在提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间串联，其中第一和第二开关连接点被连接到屏幕电容器的第一电极；第三开关和第四开关，它们在第一电源和第二电源之间串联，其中第三和第四开关连接点被连接到屏幕电容器的第二电极；至少一个电感器，它们具有连接到第一和第二开关连接点的一端；和第五和第六开关，它们分别连接到所述电感器，其中第五和第六开关连接点连接到第三和第四开关连接点，所述方法包括步骤：
(a)接通第二开关和第三开关将第一和第二电极上的电压保持为第二和第一电压；
(b)断开第三开关和接通第六开关，将在第二电极上的电压转换为第二电压；
(c)断开第二开关和接通第四开关，将在第一电极上的电压转换为第一电压，将在第二电极上的电压保持为第二电压；
(d)断开第六开关和接通第一开关，将在第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压；
(e)断开第一开关和接通第五开关，将在第一电极上的电压转换为第二电压；和
(f)断开第四开关和接通第二开关，将在第二电极上的电压转换为第一电压。
14.根据权利要求13的方法，其中在(b)步骤第二电极上的电压转换为第二电压后，进行步骤(c)断开第二开关和接通第四开关。
15.根据权利要求13的方法，其中在(e)步骤第一电极上的电压转换为第二电压后，进行步骤(f)断开第四开关和接通第二开关。
16.根据权利要求13的方法，其中在步骤(b)第二电极上的电压转换为第二电压以在电感器中储存能量，在步骤(c)用在电感器中储存的能量将第一电极上的电压转换为第一电压，在步骤(e)将第一电极上的电压转换为第二电压以在电感器中储存能量，和在步骤(f)用在电感器中储存的能量将第二电极上的电压转换为第一电压。
17.根据权利要求16的方法，其中在步骤(a)、(b)、(d)和(e)中用相同电感器转换第一和第二电极上的电压。
18.根据权利要求16的方法，其中在步骤(a)和(b)用的电感器与在(d)和(e)中用的电感器不同。
19.一种等离子体显示屏的功率恢复方法，所述等离子体显示屏具有成对交错排列的多个扫描电极和保持电极，所述方法包括步骤：
在每对扫描电极和保持电极之间形成屏幕电容器；
将第一保持和放电单元连接到屏幕电容器的第一电极以及提供第一电压的第一电源和提供第二电压的第二电源之间，使得第一电极能够被保持为第一和第二电压之一；
将第二保持和放电单元连接到屏幕电容器的第二电极以及第一电源和第二电源之间，使得第二电极能够被保持为第一和第二电压之一；和
提供充电和放电单元，它具有至少一个电感器，所述电感器连接所述屏幕电容器，将第二电极上的电压转换为第二电压以在电感器中储存能量，用在电感器中储存的能量将第一电极上的电压转换为第一电压，将第一电极上的电压转换为第二电压以在电感器中储存能量，和用在电感器中储存的能量将第二电极上的电压转换为第一电压。
20.根据权利要求19的方法，还包括：在将第二电极上的电压转换为第二电压后，将第一电极上的电压转换为第一电压。
21.根据权利要求19的方法，还包括：在将第一电极上的电压转换为第二电压后，将第二电极上的电压转换为第一电压。
22.根据权利要求19的方法，还包括：所述充电和放电单元使用相同的电感器，以将第二电极上的电压转换为第二电压并储存能量，和将第一电极上的电压转换为第二电压并储存能量。
23.根据权利要求19的方法，还包括：所述充电和放电单元使用不同的电感器，以将第二电极上的电压转换为第二电压并储存能量，和将第一电极上的电压转换为第二电压并储存能量。
24.根据权利要求19的方法，还包括：在所述充电和放电单元上提供第一和第二开关，所述第一开关用于将第二电极上的电压转换为第二电压和将第一电极上的电压转换为第一电压；所述第二开关用于将第一电极上的电压转换为第二电压，将第二电极上的电压转换为第一电压。
25.根据权利要求19的方法，还包括：所述充电和放电单元将第二和第一电极上的电压顺序转换为相应的第二和第一电压，以将第一和第二电极上的电压保持为第一和第二电压，并将第一和第二电极上的电压顺序转换为相应的第二和第一电压，以保持第一和第二电极上的电压为第二和第一电压。
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