JP4353638B2 - 交流形プラズマディスプレイパネルシステムの電力回収回路のスイッチングタイミング制御方法及び装置 - Google Patents
交流形プラズマディスプレイパネルシステムの電力回収回路のスイッチングタイミング制御方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
技術分野
本発明はプラズマディスプレイパネル(PDP)システムに関するものであり、特に、PDPの電極らを駆動するために必要な電力を効率的に使用することが出来る方法と装置とに関するものである。
【0002】
背景技術
一般的に、PDPは放電セルに加えられる駆動電圧の形式により大きく交流(AC)形のPDPと直流(DC)形のPDPとに分類される。AC形のPDPは正弦波の交流電圧或いはパルス電圧により駆動されるが、DC形のPDPは直流電圧により駆動される。また、AC形のPDPは電極が誘電体で覆われているので、放電のとき、イオン衝撃を受けなく、DC形より受命が長く、分極(polarization)により誘電体の表面に発生される壁電荷(wall charge)を記憶する。
【0003】
大画面のテレビジョンに主に使用されるカラーAC形PDPは前面と背面とから成り、前面は透明なガラス基板に透明電極であるスキャン・維持電極(Y電極)と維持電極(X電極)とが平行に設計されている。また、前記背面のガラスにはガスを封入するためのセル空間が形成され、RGB電極が設計される。
【0004】
PDPを駆動するためにはX電極とY電極とのあいだに直流電圧を周期的に提供して放電を維持する必要がある。これらの2個の電極はコンデンサとして動作するので、前記2個の電極に提供された電力が完璧に消耗されない。従って、PDPはPDPの電力の消耗を減らすためにX電極とY電極とのあいだに残留されている電荷を回収する。このように電力の消耗を減らすためにX及びY電極に電力を提供した後、この提供された電力を回収し、回収された電力を再びX及びY電極に提供する回路を“電力回収回路”と言う。
【0005】
電力回収回路により回収された電力は次の周期で電極駆動のために提供される直流高電圧と重なって提供される。このとき、電力の効率的な使用のために回収された電力が提供されるタイミングは前記直流高電圧が提供されるタイミングと関連して非常に重要なことである。
【0006】
即ち、回収電力の提供タイミングが直流高電圧の提供タイミングより速い場合には、回収電力が提供されて消耗された後に直流高電圧が提供されるので、提供された電圧の波形が歪曲され、回収電力の再活用が非効率的である。これと反対に、回収電力の提供タイミングが直流高電圧の提供タイミングより遅い場合にも、回収電力が充分に供給される前に直流高電圧が供給されるので回収電力の再使用が非効率的になる。
【0007】
ところが、従来の電力回収回路において、回収電力の提供タイミングは電力回収回路のハードウェアの構成によりその値が固定されるので、回収電力が効率的に活用することが出来ない。
【0008】
発明の開示
したがって、本発明は上述したような問題点を解決するために案出されたもので、電力回収回路を用いて回収したプラズマディスプレイパネルの電極駆動電力を再び提供する場合において、提供タイミングをプラズマディスプレイパネルの特性に合うように使用者が外部で適切に可変させることが出来る方法と装置とを提供することである。
【0009】
前記のような目的を達成するために本発明は、スキャン・維持電極、維持電極及びアドレス電極に提供された電力を回収した後、回収された電力を制御信号に応答して再び前記電極に提供するためのプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収方法において、
1)回収電力供給時間の許容可能な最大可変範囲を設定するための段階と、
2)前記回収電力供給時間の始点と終点とを示す第1基準値と第2基準値とを記憶させる段階と、
3)前記最大可変範囲の内でだけ前記最大可変範囲の始点より所定のクロック信号を順次にカウントするための段階と、
4)前記段階3)でのカウント値を前記第1基準値及び第2基準値と夫々周期的に比較し、前記カウント値と前記第1基準値とが等しい時である第1時間と前記カウント値と前記第2基準値とが等しいときである第2時間とを各々検出するための段階と、そして
5)前記第1時間から前記第2時間までの時間のあいだに前記回収電力を前記電極に再び提供するための制御信号を作り出すための段階を具備し、前記第1基準値と第2基準値とは外部から使用者が可変的に設定することが出来ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収方法を提案する。
【0010】
前記のような目的を達成するために本発明は、スキャン・維持電極、維持電極及びアドレス電極に提供された電力を回収した後、回収された電力を制御信号に応答して再び前記電極に提供するためのプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置において、
回収電力供給時間の許容可能な最大可変範囲を決める可変範囲パルスを発生するための第1手段と、
前記可変範囲パルスによりエネーブル(enable)され、第1クロック信号をカウントしてカウントされた値を周期的に出力するための第2手段と、
前記制御信号の上昇タイミングを決めるための第1基準値を発生するための第3手段と、
前記制御信号の下降タイミングを決めるための第2基準値を発生するための第4手段と、
前記カウントされた値を前記第1基準値と周期的に比較し、前記カウントされた値が前記第1基準値と同じくなるとき、出力信号の論理レベルをローからハイに反転させる第5手段と、
前記カウントされた値を前記第2基準値と周期的に比較し、前記カウントされた値が前記第2基準値と同じくなるとき、出力信号の論理レベルをハイからローに反転させる第6手段と、そして
前記第5手段と第6手段との出力信号を論理積して前記制御信号を発生するための第7手段を具備し、前記第1基準値と第2基準値とは外部から使用者が可変的に設定することが出来ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置を提案する。
【0011】
前記第3手段は外部で決まる第1所定時間の間だけスイッチング動作をする第1スイッチング手段と、前記第1スイッチング手段のスイッチング回数をカウントして前記第1基準値を発生するための第1カウント手段とを有する。前記第4手段は外部で決まる第2所定時間の間だけスイッチング動作をする第2スイッチング手段と、前記第2スイッチング手段のスイッチング回数をカウントして前記第2基準値を発生するための第2カウント手段とを有する。前記第1スイッチング手段と前記第2スイッチング手段とはトグルスイッチで構成される。使用者が最上の画質がディスプレイされるまでトグルスイッチを操作することにより最適の提供タイミングを設定することが出来る。
結局、本発明の装置は外部で最適の提供タイミングを決定するようにする。従って、特定の電力回収回路が本発明の装置と結合すると、電極の駆動電力を効率的に使用することが出来る。
【0012】
発明の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施例による交流形プラズマディスプレイパネルシステムの電力回収回路のスイッチングタイミングを制御する方法と装置との構成と動作とを詳細に説明する。
【0013】
図1で、一般的なAC形のカラーPDPテレビジョンはデータの処理に関連されたオーディオ・ビデオ部、アナログ・デジタル変換部、メモリ部及びデータインターフェース部(示されない)を有する。前記一般的なAC形のカラーPDP―TVは前記各部を通じて処理されたRGBデータを3電極面放電カラーPDP200に画像として再現するための上部及び下部アドレス電極駆動部150−1、150−2、スキャン及び維持駆動部160、タイミング制御部170、高電圧駆動回路部180、及びAC−DC変換部190を有する。
【0014】
上部アドレス電極駆動部150−1はデータインターフェース部より受け入れたRGBデータの“ハイ”、“ロー”により3電極面放電カラーPDP200の奇数番目のアドレス電極ラインにアドレスパルスを夫々供給し、下部アドレス電極駆動部150−2はデータインターフェース部より受け入れたRGBデータの“ハイ”、“ロー”により3電極面放電カラーPDP200の偶数番目のアドレス電極ラインにアドレスパルスを夫々供給する。
【0015】
スキャン及び維持電極駆動部160は3電極面放電カラーPDP200のスキャン及び維持電極(Y電極)ラインにスキャンパルスと維持パルスとを夫々供給する。
【0016】
タイミング制御部170はPDPシステムの制御に必要な各種のロジック制御パルスを発生し、特に本発明に係る電力回収のロジック制御パルスらもタイミング制御部170より発生されて高電圧駆動回路部180に供給される。
【0017】
高電圧駆動回路部180はY電極駆動部182、Z電極駆動部184、X電極駆動部186で構成される。各電極駆動部182,184,186はタイミング制御部170より入力されるロジック制御パルスによって直流高電圧を該当される電極に提供する。高電圧駆動回路部180はタイミング制御部170より出力される各種のロジック制御パルスにより直流電圧供給部190から供給されるDC電圧を組合して上部及び下部アドレス電極駆動部150−1、150−2とスキャン及び維持電極駆動部160とで要求される高電圧制御パルスを発生して3電極面放電カラーPDP200を駆動することが出来るようにする。また、データインターフェース部よりアドレス電極駆動部150−1,150−2に提供されるデータストリームも適合な電圧レベルに高めて3電極面放電カラーPDP200に選択的に記入が可能にする。
【0018】
直流電圧供給部190はシステムの各部で要求される直流電源を供給し、交流電源220V AC、60Hzを入力として用いることが出来る。
【0019】
3電極面放電カラーPDP200は表示サイズが640x3(R,G,B)x480であるものを使う。3電極の中で、維持パルスが提供されるX電極は共通に連結されてバス電極とも言い、スキャン及び維持電極(Y)はY1からY480までの480ラインの電極で構成されて480ラインを順次にスキャンすることが出来るようになり、Z電極は1個のピクセルにR、G及びBに対応する3個の電極が具備されて全体的に2040ラインを有する。
【0020】
図2(A)はPDP−TVで階調を表示する方法を説明するための図であり、横軸は時間を示す。PDPでは放電状態或いは非放電状態の2個の状態しかないので、1個のフィールドを8個のサブフィールドに分けて放電回数を差別して画像の階調を表現する。このとき、各サブフィールドは固定された期間の“アドレス区間”と段階別に時間が増加される“放電維持区間”とから成り、この放電維持区間は2n形態(n=0〜7)に増加する。そして、維持区間の組合により0から255までのスケール(即ち、8ビットスケール)を表すことが出来る。垂直同期Vsyncの間に存在する1個のフィールドは8個のサブフィールドに区分され、各サブフィールドでの動作は3個の段階にできる。第1段階は全画面記入段階(writing step)或いは消去段階である。この段階では以前サブフィールドの放電維持の後、選択された画素に残っている壁電荷を全部消去或いは選択された画素に消去された壁電荷を全部充電させる初期化を行う。第2段階はデータ記入段階である。この段階では、前記PDPがY電極(Y1〜Y480)に順次にスキャンパルスをシフトさせながらZ電極を通じて該当データをライン単位に記入或いは消去して画素に選択的に壁電荷を形成させる。第3段階は放電維持の段階である。この段階では、前記PDPはX電極とY電極とのあいだに交代に維持パルスを提供して壁電荷が形成された画素の放電を維持させる。図2の(B)と(C)とは、X電極とY電極との直流高電圧の波形を示している。前記提供された電圧の大きさは放電開示電圧より低く、最低の維持電圧より高くなければならなく、約180Vくらいである。
【0021】
図3は本発明による電力回収回路の回路構成を示した回路図である。この電力回収回路300は回収制御パルスerLと提供制御パルスerHのロジックレベルによって該当FET(field effect transistor)を駆動するためのFET駆動部402、FET駆動部402の出力によりターンオンされ、電極に残留する電荷がコンデンサC1に回収されることが出来る経路を提供するための回収FETQ1、回収された電荷を貯蔵するためのコンデンサC1、FET駆動部402の出力によりターンオンされると、コンデンサC1に貯蔵された回収電荷が電極に再び提供されることが出来る経路を提供するための提供FETQ2を重要な構成要素として有する。回収制御パルスerLと提供制御パルスerHとはタイミング制御部170により供給される。
【0022】
図3において、タイミング制御部170より回収制御パルスerLが入力されると、回収FETQ1がターンオンされる。これにより、電極に蓄積された高電位の電荷がコイルL1と回収FETQ1とを通じてコンデンサC1に貯蔵される。回収された電荷がコンデンサC1に蓄積されている状態でタイミング制御部170より提供制御パルスerHが入力されると、これにより、コンデンサC1に蓄積された電荷は提供FETQ2とコイルL2とを通じて電極に再び提供される。このような電荷の回収と提供との動作が周期的に反復される。
【0023】
図4は電力回収回路の動作を説明するためのロジック制御パルスの波形図である。
直流電圧提供部190より出力される直流高電圧DC_HVは維持電圧の提供を制御するための維持電圧制御パルスsusHがハイである区間でだけX電極とY電極とに提供される。従って、X電極とY電極とに提供される維持電圧sus_Vは図4の(D)に示されたような波形を有する。このとき、ロジック制御パルスsusLはほかの電極に維持電圧が提供されないように保障する。一方、X電極とY電極とに提供された駆動電力のコンデンサC1への回収タイミングを決定する回収制御パルスerLと回収された駆動電力の電極への提供タイミングを決定する提供制御パルスerHとは夫々図4の(E)と(F)に示されたようである。提供制御パルスerHのタイミングは維持電圧制御パルスsusHの上昇エッジに重なっており、回収制御パルスerLのタイミングは維持電圧制御パルスsusHの下降エッジの後に位置する。提供制御パルスerHのパルスオン時間t1と維持電圧制御パルスsusHのパルスオン時間t0との時間差△tのサイズは回収電力の再活用の効率に影響を与える。ところが、先に説明したように、提供制御パルスerHのタイミングと係って従来にはパルスオンになる時間t1を外部で可変することができない。図4の(G)(H)にしめされたように、回収電力の提供タイミングが速いと、電極の放電維持のために提供される維持電圧sus_Vの提供タイミングとの時間差が大きくなるので、コンデンサC1より電極に提供された回収電圧Vc1は維持電圧が提供される前にある程度消耗され、回収電力の再活用が非効率的になる。これとは反対に、回収電力の提供タイミングが遅いと、図4の(I)(J)に示されたように、回収電圧Vc1が電極に充分に供給される前に維持電圧sus_Vが提供され、やはり回収電力の再活用の効率が低くなる。従って、本発明は図5に示されたように、回収電力の提供タイミングを使用者が可変的に調節することが出来る提供タイミング制御回路700を提案する。
【0024】
図5の提供タイミング制御回路700は図3の電力回収回路300の回収電力の提供タイミングを決定する提供制御パルスerHを発生する。提供タイミング制御回路700はタイミング制御部170の内に具現され、図3の電力回収回路300は高電圧駆動回路部180の内に具現されることが望ましい。提供タイミング制御回路700は提供制御パルスerHを電力回収回路300に提供して提供FETQ2をターンオンさせることによりコンデンサC1に回収された電力がX電極とY電極に提供されるようにする。このために提供タイミング制御回路700は可変範囲パルス発生部702、カウンタ704、第1スイッチSW1、第1アップカウンタ706、第2スイッチSW2、第2アップカウンタ708、上昇パルス発生部710、下降パルス発生部712、そしてANDゲート714を有する。
【0025】
第1スイッチSW1は第1アップカウンタ706のカウント値を増加させるためのものであり、第2スイッチSW2は第2アップカウンタ708のカウント値を増加させるためのものである。前記2個のスイッチSW1、SW2はトグルスイッチであり、使用者によりスイッチング操作されることが出来るように設置される。
【0026】
可変範囲パルス発生部702は本発明に基づいて電力提供タイミングを調節する場合に許容される最大可変範囲(時間領域)を設定するためのものとして、システムより提供される2MHzの第1クロック信号により動作し、最大可変範囲に対応するカウントエネーブル(count enable)信号を発生してカウンタ704をエネーブルさせる。
【0027】
カウンタ704はシステムより提供される25MHzの第2クロック信号をカウントするカウンタとして、可変範囲パルス発生部702の最大可変範囲の内で0から37までをカウントする。即ち、一般的に許容可能な最大可変範囲は1.5マイクロ秒くらいであり、25MHzでカウントする場合、この範囲では約38までカウントすることが出来る。従って、カウンタ704は5ビットのバイナリカウンタが適切である。エネーブル信号のレベルが反転されると、カウンタ704はリセットされて0から再びカウントを始める。
第1及び第2クロック信号の周波数は図面に示されたようである。従って、カウンタ704が最大可変範囲の内で1.5マイクロ秒をカウントすることが出来るように第2クロック信号の周波数が第1クロック信号の周波数がもっと高いことであるとすると、その周波数は自由に選定することが出来る。
【0028】
第1アップカウンタ706は提供制御パルスerHの上昇始点を決定する第1基準値をカウントする。第1基準値は第1スイッチSW1のスイッチング回数により可変的に定まり、リセットスイッチSW3のスイッチング動作により初期値にリセットされることが出来る。初期値は0であるが、ほかの任意の値になれる。
【0029】
上昇パルス発生部710は第1アップカウンタ706より第1基準値を受け入れた後、カウンタ704より伝達されるカウント値を第1基準値と周期的に比較する。上昇パルス発生部710は上の二つの値が同じくなる前には“ロー”を出力し、カウンタ704のカウント値が設定されたカウント値に達すると“ハイ”を出力する。
【0030】
第2アップカウンタ708は提供制御パルスerHの下降始点を決定するための第2基準値をカウントする。第2基準値は第2スイッチSW2のスイッチング回数により可変的に定まり、リセットスイッチSW4のスイッチング動作により初期値にクリアさせる。初期値は0であるが、ほかの任意の値になれる。
【0031】
下降パルス発生部712は“ハイ”を出力しながら第2アップカウンタ708のカウント値が設定された後、カウンタ704のカウント値を第2アップカウンタ708の設定カウント値と比較し、カウンタ704のカウント値が設定カウント値に達すると、“ロー”を出力する。上昇パルス発生部710と下降パルス発生部712とは比較器のロジックで構成される。
【0032】
ANDゲート714は上昇パルス発生部710の出力と下降パルス発生部712の出力とを論理積し、回収された電力をX電極とY電極とに提供するための提供制御パルスerHを図3の電力回収回路300の入力段に提供する。
【0033】
本発明において、提供制御パルスerHの上昇或いは下降タイミングを決定するためのカウンタとしてアップカウンタを使用しているが、ダウンカウンタを使用することも出来るし、プリセットが可能なカウンタを使用して任意の初期値をプリセットして使用することも出来る。
【0034】
図6は図5に示された提供タイミング制御回路700に係る信号らのタイミング図である。直流電圧提供部190より出力される直流高電圧DC_HVは維持電圧制御パルスsusHがハイである区間でだけX電極とY電極との維持電圧sus_Vとして提供される。この維持電圧sus_Vは電力回収回路300のコンデンサC1に充電された回収電圧Vc1と重なってX電極とY電極とには充電電圧mix_sus_Vが提供される。図6の(B)に示された波形はほかの電極の維持電圧をローレベルにするためのロジック制御パルスsusLを示す。
【0035】
可変範囲パルス発生部702が出力するカウンタエネーブル信号P_serHは提供タイミングを可変することが出来る最大範囲を決定する信号であり、図6の(C)に例示的に最大可変範囲を維持電圧制御パルスsusHの上昇エッジより約1マイクロ秒くらい速い始点から維持電圧制御パルスsusHの上昇エッジの後、約0.5マイクロ秒くらい経った始点までの約1.5マイクロ秒にした場合を示したことである。1.5マイクロ秒の可変範囲内でエネーブルされて25MHzのクロック信号をカウントすると、先に説明したように、カウンタ704は0から約37まで順次にカウントアップした信号cnt_serHを出力する。
【0036】
図6の(F)は上昇パルス発生部710の出力波形S_serHを示す。第1アップカウンタ706の第1基準値が使用者により12に設定された場合、カウンタ704の出力が12に達すると、“ロー”から“ハイ”に変化されて維持されることを示す。図6の(G)は下降パルス発生部712が出力する出力波形E_serHとして、第2アップカウンタ708の第2基準値が使用者により28に設定された場合にカウンタ704の出力が28に達すると、“ハイ”から“ロー”に変化されて維持されることを示す。従って、上昇パルス発生部710の出力波形S_serHと下降パルス発生部712の出力波形E_serHとを論理積すると、図6の(H)に示されたような提供制御パルスerHが得られる。このように得られた提供制御パルスerHが電力回収回路300に提供されると、コンデンサC1に回収された電圧Vc1はカウントエネーブル信号P_serHの始点から25MHzの第2クロックを12回カウントした点から電極に提供され、その後、約25番目のクロックをカウントした点よりは維持電圧sus_Vと重なって電極に提供される。
【0037】
このとき、提供制御パルスerHの上昇タイミングは使用者が第1スイッチSW1のスイッチング回数を調節することにより可変することができ、下降タイミングは第2スイッチSW2のスイッチング回数を調節することにより可変することが出来る。使用者はPDP−TVの出力画面を見ながら第1と第2スイッチSW1、SW2とを操作して提供タイミングを決めるようになる。このように本発明は回収電力を再び提供するための提供制御パルスerHのタイミングを調節することが出来る。従って、使用者が各PDPの特性に合うように提供タイミングを最適に調節して効果的に使用することが出来る。
【0038】
以上、本発明を前記した実施例で具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることがなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変形でも改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はPDPの構成において電極駆動に関する回路構成を示したブロック図である。
【図2】 図2はPDPの階調を表示する方法を説明するための図である。
【図3】 図3は本発明による電力回収回路の回路構成を示した回路図である。
【図4】 図4は電力回収回路の動作を説明するためのロジック制御パルスの波形図である。
【図5】 図5は本発明の一実施例による電力回収回路のスイッチングタイミングを可変的に調節することが制御回路の構成を示したブロック図である。
【図6】 図6は本発明に関連された信号らの波形を示した波形図である。
Claims (4)
- スキャン・維持電極、維持電極及びアドレス電極に提供された電力を回収した後、回収された電力を制御信号に応答して再び前記電極に提供するためのプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収方法において、
1)回収電力供給時間の許容可能な最大可変範囲を設定するための段階と、
2)前記回収電力供給時間の始点と終点とを示す第1基準値と第2基準値とを記憶させる段階と、
3)前記最大可変範囲の内でだけ前記最大可変範囲の始点より所定のクロック信号を順次にカウントするための段階と、
4)前記段階3)でのカウント値を前記第1基準値及び第2基準値と夫々周期的に比較し、前記カウント値と前記第1基準値とが等しい時である第1時間と前記カウント値と前記第2基準値とが等しいときである第2時間とを各々検出するための段階と、そして
5)前記第1時間から前記第2時間までの時間のあいだに前記回収電力を前記電極に再び提供するための制御信号を作り出すための段階を具備し、前記第1基準値と第2基準値とは外部から使用者が可変的に設定することが出来ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収方法。 - スキャン・維持電極、維持電極及びアドレス電極に提供された電力を回収した後、回収された電力を制御信号に応答して再び前記電極に提供するためのプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置において、
回収電力供給時間の許容可能な最大可変範囲を決める可変範囲パルスを発生するための第1手段と、
前記可変範囲パルスによりエネーブル(enable)され、第1クロック信号をカウントしてカウントされた値を周期的に出力するための第2手段と、
前記制御信号の上昇タイミングを決めるための第1基準値を発生するための第3手段と、
前記制御信号の下降タイミングを決めるための第2基準値を発生するための第4手段と、
前記カウントされた値を前記第1基準値と周期的に比較し、前記カウントされた値が前記第1基準値と同じくなるとき、出力信号の論理レベルをローからハイに反転させる第5手段と、
前記カウントされた値を前記第2基準値と周期的に比較し、前記カウントされた値が前記第2基準値と同じくなるとき、出力信号の論理レベルをハイからローに反転させる第6手段と、そして
前記第5手段と第6手段との出力信号を論理積して前記制御信号を発生するための第7手段を具備し、前記第1基準値と第2基準値とは外部から使用者が可変的に設定することが出来ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置。 - 前記第3手段は外部で決まる第1所定時間の間だけスイッチング動作をする第1スイッチング手段と、前記第1スイッチング手段のスイッチング回数をカウントして前記第1基準値を発生するための第1カウント手段とを有することを特徴とする請求項2に記載のプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置。
- 前記第4手段は外部で決まる第2所定時間の間だけスイッチング動作をする第2スイッチング手段と、前記第2スイッチング手段のスイッチング回数をカウントして前記第2基準値を発生するための第2カウント手段とを有することを特徴とする請求項2に記載のプラズマディスプレイパネルテレビジョンの電力回収装置。
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