KR100616085B1 - Limited current circuit of eefl inverter - Google Patents
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Abstract
개시된 EEFL용 인버터의 전류제한회로는 제어용 IC로부터 입력된 신호를 이용하여 스위칭 기능을 수행하는 제1,제2 스위칭부와, 상기 제1,제2 스위칭부에서 출력된 신호를 받아 LCD 백라이트용 램프를 구동할 수 있는 고압의 교류를 만들어 출력하는 제1,제2 고압 발생부와, 상기 제1,제2 고압 발생부에서 출력되는 전압의 상승을 검출하고, 그 검출신호를 직류로 변환하여 출력하는 정류부와, 상기 정류부에서 출력되는 검출신호를 기준신호와 비교하고, 그 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 제어용 IC에 출력하는 하이(high) 비교 검출부와, 상기 정류부의 검출신호와 제1,제2 고압 발생부의 출력변화를 비교하고, 그 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 제어용 IC에 출력하는 제1,제2 로(low) 비교 검출부를 포함한다.The current limiting circuit of the disclosed EEFL inverter includes a first and a second switching unit which performs a switching function using a signal input from a control IC, and receives a signal output from the first and second switching units, and uses an LCD backlight lamp. First and second high voltage generators for generating and outputting high-pressure alternating current capable of driving a voltage, and detecting a rise in voltage output from the first and second high voltage generators, and converting the detected signal into direct current A high comparison detection unit for comparing the rectifying unit to the control signal with a reference signal, and outputting a signal for cutting off the high voltage to the control IC using the comparison result, and a detection signal of the rectifying unit And first and second low comparison detectors for comparing output changes of the first and second high voltage generators, and outputting a signal to the control IC to cut off the high voltage by using the comparison result.
상기한 구성에 의하면 원포인트 페일러(one point failure) 상태에서 한쪽의 비교 검출부가 동작하지 않더라도, 다른 쪽의 비교 검출부가 정상적으로 동작되어 비정상 상태에서도 안정적으로 동작하게 된다.According to the above configuration, even if one of the comparison detection units does not operate in a one point failure state, the other comparison detection unit operates normally and operates stably even in an abnormal state.
LCD, EEFL, 전류제한회로, 인버터, 고압, 비교검출. LCD, EEFL, current limiting circuit, inverter, high voltage, comparative detection.
Description
도 1은 종래 전류제한회로를 포함하는 인버터의 블록도,1 is a block diagram of an inverter including a conventional current limiting circuit;
도 2는 도 1에 나타낸 전류제한회로의 상세 회로도,FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the current limiting circuit shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전류제한회로를 포함하는 인버터의 블록도,3 is a block diagram of an inverter including a current limiting circuit according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 나타낸 전류제한회로의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the current limiting circuit shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11,17 : 스위칭부 12,18 : 고압 발생부11,17: switching
13,16 : 로 비교 검출부 14 : 하이 비교 검출부13,16: low comparison detection unit 14: high comparison detection unit
15 : 정류부 19 : 램프15: rectifier 19: lamp
IC2 : 제어용 ICIC2: Control IC
본 발명은 대형 LCD TV의 백라이트 전원으로 각광받고 있는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; 이하 EEFL)용 인버터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인버터의 고압 출력단에 인체가 접촉되어 발생할 수 있는 사고를, 출력 전류를 제한하여 미연에 방지하는 전류제한회로(Limited Current Circuit)에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter for an external electrode fluorescent lamp (EEFL), which is being spotlighted as a backlight power source of a large LCD TV, and more particularly, an accident that may occur due to human body contacting a high voltage output terminal of the inverter. The present invention relates to a limited current circuit that limits the output current and prevents it in advance.
LCD 백라이트용 램프로서 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)와 EEFL이 사용되고, 이는 글로우 방전의 양광주, 또는 음 글로우에서 발광하는 냉음극방전램프의 일종이다.Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFLs) and EEFLs are used as LCD backlight lamps, which are a kind of cold cathode discharge lamps that emit light from the positive or negative glow of glow discharge.
EEFL은 휘도가 CCFL보다 뛰어나 고휘도를 필요로 하는 TV 등 TFT LCD의 응용분야에 이용되고, 또한 전극이 램프 안에 있는 CCFL과는 달리 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리해서, 램프간의 전압편차를 줄여 고른 휘도 구현이 가능하다.EEFL is used in TFT-LCD applications such as TVs, which require higher brightness because luminance is higher than CCFL. Also, unlike CCFL in which the electrode is in the lamp, it is advantageous to operate in parallel because the electrode is external. It is possible to achieve even luminance by reducing
또한 EEFL을 채택하면 기존 램프마다 필요로 했던 인버터를 한 개로 줄일 수 있어 부품 수 감소에 따른 원가절감과 LCD 모듈의 무게를 대폭 줄일 수 있다.In addition, adopting EEFL reduces the number of inverters required for each lamp to one, which can significantly reduce the cost of components and significantly reduce the weight of the LCD module.
도 1은 종래 전류제한회로를 포함하는 인버터의 블록도이다.1 is a block diagram of an inverter including a conventional current limiting circuit.
도시된 바와 같이, 입력전원(Vin)과 램프(7)의 구동을 위하여 입력 직류 전원을 입력받아 스위칭 기능을 수행하는 스위칭부(1,6) 및 스위칭에 필요한 신호를 공급하는 제어용 IC(IC1)와, 상기 스위칭부(1,6)에서 입력되는 신호를 이용하여 고압의 교류를 만들어내는 고압 발생부(2,5)와, 이를 검출하여 정류하는 정류부(3)와, 상기 정류부(3)를 통해 입력된 검출신호와 기준신호를 비교하여 상기 제어용 IC(IC1)로 출력하는 비교 검출부(4)로 이루어진다.As shown, the switching unit (1,6) to receive the input DC power for driving the input power (Vin) and the lamp (7) to perform a switching function and the control IC (IC1) for supplying a signal for switching And a high pressure generator (2, 5) for generating high-pressure alternating current using signals input from the switching units (1, 6), a rectifier (3) for detecting and rectifying the rectifier, and the rectifier (3). The
스위칭부(1,6)는 그 내부에서 고속의 스위칭 기능을 수행하는 회로로 구성되고 제어용 IC(IC1)에서 구동신호를 인가 받아 스위칭을 수행한다.The
스위칭부(1,6)에서 발생된 신호를 이용하여 고압 발생부(2,5)에 고압의 교류를 발생시킨다.The alternating current of the high pressure is generated in the
고압 발생부(2,5)에서 만들어 교류전압은 백라이트에 체결된 다수의 램프(7)를 구동하는데 사용된다.The alternating voltage made by the
램프(7)를 구동하기 위하여 정전류 방식과 정전압 방식이 사용될 수 있는데, LCD 백라이트용 램프(7)에 정전류 방식이 일반적으로 사용되어 램프(7)에는 항상 일정한 전류가 공급된다.A constant current method and a constant voltage method may be used to drive the
상기 고압 발생부(2,5)의 출력 즉, 고압 출력단에 사람이 접촉하면 인체에 상해를 입히거나 심하면 쇼크사를 일으킬 우려가 있는 바, 이를 방지하기 위하여 전류제어회로가 구비된다.When a person contacts the output of the
고압 출력단에 사람(인체 저항 : 2㏀, 이하 인체 저항)이 접촉되는 경우, 접촉되는 반대편에서 고압의 출력전압이 크게 변화하기 때문에, 이 출력전압을 검출신호로 사용하는 것이 일반적이고, 도 1에서 통상 인체 저항 접촉시 600V 정도 상승한다.When a person (human resistance: 2 kΩ or less human body resistance) contacts the high voltage output terminal, since the high voltage output voltage greatly changes on the opposite side of the contact, it is common to use this output voltage as a detection signal. Normally, the resistance rises to about 600V.
이 상승되는 전압을 검출신호로 이용하여 전류제한회로를 구성하고, 이 전류제어회로는 정류부(3)와 비교 검출부(4)로 이루어진다.The current limiting circuit is constituted by using the rising voltage as a detection signal, and the current control circuit is composed of a rectifying
도 2는 도 1에 나타낸 전류제한회로의 상세 회로도이다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the current limiting circuit shown in FIG.
상기 고압 발생부(2,5)에 발생한 고압의 출력전압을 캐퍼시터(C2,C3,C4,C5)를 이용해 분배하여 전압을 낮춘 후, 정류부(3)를 통해 정류시킨(직류로 변환한) 다음, 정류부(3) 내의 캐퍼시터(C1)와 저항(R2,R3)으로 필터링하여 비교 검출부(4) 로 입력한다.The output voltage of the high voltage generated in the
상기 비교 검출부(4)는 비교기(4a)와 트랜지스터(Q1)로 구성되며, 비교기(4a)의 반전(-)단자에는 기준전압(신호)이 입력되고 비교기(4a)의 비반전(+)단자에는 정류부(3)에서 직류로 변환되어 필터링된 신호, 즉 검출신호가 입력된다.The
비교기(4a)의 비반전, 반전 비교 결과에 따라 출력이 다르게 되며, 비교결과신호는 트랜지스터(Q1)의 베이스(B)로 인가되어 상기 트랜지스터(Q1)를 온/오프 동작하도록 한다.The output varies according to the non-inverting and inverting comparison results of the
이 트랜지스터(Q1)의 컬렉터(C)는 제어용 IC(IC1)의 인에이블(Enable)단으로 연결되어 트랜지스터(Q1) 베이스의 입력이 하이(high) 전압일 때 제어용 IC(IC1)의 인에이블단이 로(low) 전압이 되어 고압 출력이 되지 않도록 동작한다.The collector C of the transistor Q1 is connected to the enable end of the control IC IC1 and the enable end of the control IC IC1 when the input of the transistor Q1 base is a high voltage. This low voltage becomes a high voltage operation.
즉, 고압 출력단에 인체 저항이 접촉되면 전압이 상승되어 상승전압이 검출신호가 되고 이 상승전압이 비교기(4a)의 비반전(+)단자에 입력된다.That is, when the human body resistance is in contact with the high voltage output terminal, the voltage is increased and the rising voltage becomes a detection signal, and the rising voltage is input to the non-inverting (+) terminal of the
비교기(4a)에서는 이를 반전(-)단자의 기준전압과 비교해서 하이 전압을 트랜지스터(Q1) 베이스(B)의 입력으로 출력한다.The
상기 트랜지스터(Q1)의 베이스의 입력이 하이 전압인 경우, 제어용 IC(IC1)의 인에이블단이 로 전압이 되어 고압 발생부(2,5)가 동작하지 않으므로써 쇼크사 등을 방지하게 된다.When the input of the base of the transistor Q1 is a high voltage, the enable terminal of the control IC IC1 becomes a low voltage, and the
그런데 종래에는 고압의 출력전압 상승만을 검출신호로 사용하였기 때문에, 해외 안전규격(UL, CE 등)의 인증 시험시 실시하는 원포인트 페일러(one point failure)시 전류제한회로가 정상 동작하지 않는 경우가 발생하므로 안전규격의 시 험 규격을 만족하지 못하여 안전규격의 인증을 획득하지 못하였다.However, since the conventional high voltage output voltage is used as the detection signal, the current limiting circuit does not operate normally in the case of a one-point failure (one point failure) performed during the certification test of overseas safety standards (UL, CE, etc.). Because of this problem, the test standard of safety standard was not satisfied and the certification of safety standard was not obtained.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 해외 안전규격에서는 EEFL 인버터에서 어느 하나의 전자부품이 고장(오픈, 쇼트 포함) 나더라도 전류제한회로가 정상적으로 동작해야 하는 원포인트 페일러 규격을 두어 인증 시험을 실시하고 있으나, 종래의 전류제한회로로는 이 규격을 만족하지 못하였다.To explain this in more detail, the international safety standard has a one-point failer standard that the current limiting circuit should operate normally even if any electronic component in the EEFL inverter fails (including open and short). However, conventional current limiting circuits do not satisfy this standard.
또한, 하나의 전자부품에 고장이 발생하는 비정상 상태에서 전류제한회로가 안정적으로 동작하지 않아 고압 출력단에 사람이 접촉하는 경우 부상을 당하거나 심한 경우 쇼크사를 일으킬 염려가 있었다.In addition, the current limiting circuit does not operate stably in an abnormal state in which a failure occurs in one electronic component, so that a person may be injured when a person contacts the high-voltage output terminal or may cause a shock yarn in severe cases.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, LCD 백라이트용 EEFL 인버터에서 안전규격 인증 시험시 실시하는 원포인트 페일러를 고려한 전류제한회로 시험에서, 종래의 기술로 구현하지 못했던 부분을 복수 회로를 적용하여 구현한 방법으로, 원포인트 비정상 상태에서도 전류제한회로가 안정적으로 동작을 할 수 있고, 안전규격 인증 시험을 만족할 수 있는 EEFL용 인버터의 전류제한회로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the current limiting circuit test considering the one-point failer performed in the safety standard certification test in the EEFL inverter for LCD backlight, the portion that could not be implemented by the prior art, a plurality of circuits It is an object of the present invention to provide a current limiting circuit of an inverter for an EEFL that can operate stably in one point abnormal state and can satisfy the safety standard certification test.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EEFL용 인버터의 전류제한회로는 입력 전원에 대해 스위치 기능을 수행할 수 있도록 제어신호를 발생시키는 제어용 IC와, 상기 제어용 IC로부터 입력된 신호를 이용하여 스위칭 기능을 수행하는 제1,제2 스위칭부와, 상기 제1,제2 스위칭부에서 출력된 신호를 받아 LCD 백라이트용 램프를 구동할 수 있는 고압의 교류를 만들어 출력하는 제1,제2 고압 발생부와, 상기 제1,제2 고압 발생부에서 출력되는 전압의 상승을 검출하고, 그 검출신호를 직류로 변환하여 출력하는 정류부와, 상기 정류부에서 출력되는 검출신호를 기준전압(신호)과 비교하고, 그 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 제어용 IC에 출력하는 하이(high) 비교 검출부와, 상기 정류부의 검출신호와 제1,제2고압 발생부의 출력변화를 비교하고, 그 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 제어용 IC에 출력하는 제1,제2 로(low) 비교 검출부를 포함한다.In order to achieve the above object, the current limiting circuit of the inverter for EEFL according to an embodiment of the present invention is a control IC for generating a control signal to perform a switch function for the input power source, and the control IC First and second switching unit performing a switching function using a signal input from the output, and the high-pressure alternating current to drive the LCD backlight lamp receives the output signal from the first and second switching unit The first and second high voltage generators, a rectifier that detects an increase in the voltage output from the first and second high voltage generators, converts the detected signal into a direct current, and outputs the DC signal, and a detection signal output from the rectifier. Is compared with a reference voltage (signal), and a high comparison detecting unit for outputting a signal for controlling the occurrence of high voltage to the control IC using the comparison result, and a detection signal of the rectifying unit And first and second low comparison detectors for comparing output changes of the first and second high voltage generators and outputting signals for controlling high voltage generation to the control IC using the comparison result.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 EEFL용 인버터의 전류제한회로의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the current limiting circuit of the inverter for EEFL according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전류제한회로를 포함하는 인버터의 블록도이다.3 is a block diagram of an inverter including a current limiting circuit according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 제어용 IC(IC2), 스위칭부(11,17), 고압 발생부(12,18), 정류부(15), 하이(high) 비교 검출부(14), 로(low) 비교 검출부(13,16)를 포함하여 구성된다.As shown, the control IC (IC2), the
제어용 IC(IC2)는 입력 전원(Vin)에 대해 스위치 기능을 수행할 수 있도록 제어신호를 발생시킨다.The control IC IC2 generates a control signal to perform a switch function with respect to the input power source Vin.
스위칭부(11,17)는 상기 제어용 IC(IC2)에서 입력된 신호를 이용하여 실제 스위칭 기능을 수행한다.The
고압 발생부(12,18)는 상기 스위칭부(11,17)에서 출력된 신호를 받아 램프 (18)를 구동할 수 있는 충분한 고압의 교류를 만들어 출력한다.The
정류부(15)는 상기 고압 발생부(12,18)에서 출력되는 전압의 상승을 검출하여 검출신호를 발생시킨다.The
하이 비교 검출부(14)는 상기 정류부(15)에서 입력되는 검출신호를 기준 전압(신호)과 비교하고, 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 출력한다.The high
로 비교 검출부(13,16)는 상기 정류부(15)의 검출신호와 고압의 출력변화를 직접 검출하여 비교하고, 비교 결과를 이용하여 고압 발생을 차단하기 위한 신호를 출력한다.The
도 4는 도 3에 나타낸 전류제한회로의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the current limiting circuit shown in FIG.
스위칭부(11,17)는 고속 스위칭시에도 스위칭 손실을 최소화하기 위하여 FET(전계효과트랜지스터)로 구성함이 바람직하고, 스위칭부(11,17)에서 발생된 스위칭 신호는, 램프(19)를 구동할 수 있도록 충분한 고압의 교류로 변환시키는 고압 발생부(12,18)로 입력된다.The
상기 고압 발생부(12,18)는 트랜스포머가 사용되고 1차측(PRI.)과 2차측(SEC.)이 분리되는 방식으로 고압을 발생한다.The
고압의 출력전압은 캐퍼시터(C12,C13,C14,C15)를 이용하여 전압을 분배해서 전압값을 낮추고 정류부(15)를 통하여 정류시킨 후, 정류부(15) 내의 캐퍼시터(C11)와 저항(R14,R15,R16)으로 필터링하여 하이 비교 검출부(14)로 입력된다.The output voltage of the high voltage is divided by using the capacitors C12, C13, C14 and C15 to lower the voltage value and rectified through the
하이 비교 검출부(14)는 비교기(14a)와 트랜지스터(Q12)로 이루어지며, 비교 기(14a)의 반전(-)단자에는 기준전압이 연결되고, 비반전(+)단자에는 상기 정류부(15)에서 직류로 변환되어 필터링된 신호가 입력된다.The high
비반전, 반전의 비교 결과에 따라 비교기(14a)의 출력이 다르게 되며, 비교결과 신호는 저항(R12)을 통해 트랜지스터(Q12)의 베이스(B)로 인가되어 트랜지스터(Q12)를 온/오프 동작하도록 한다.The output of the
이 트랜지스터(Q12)의 컬렉터(C)는 제어용 IC(IC2)의 인에이블단에 연결되어 트랜지스터(Q12)의 베이스(B) 입력이 하이 전압이 될 때, 제어용 IC(IC2)의 인에이블단이 로 전압이 되어 고압 출력이 되지 않도록 동작한다.The collector C of the transistor Q12 is connected to the enable end of the control IC IC2, and when the base B input of the transistor Q12 becomes a high voltage, the enable end of the control IC IC2 is turned off. It operates to prevent high voltage output by becoming low voltage.
또한 로 비교 검출부(13,16)는 각각 비교기(13a,16a)와 트랜지스터(Q11,Q13)로 이루어지며, 정류부(15)에서 직류로 변환되어 필터링된 신호는 비교기(13a,16a)의 비반전(+)단자에 입력되고, 반전(-)단자에는 각각 마스터/슬라이브 출력전압을 검출하여 얻은 검출신호가 입력된다.In addition, the
비반전, 반전의 결과에 따라 비교기(13a,16a)의 출력이 다르게 되며 그 비교결과 신호는 저항(R11,R13)을 통해 트랜지스터(Q11,Q13)의 베이스(B)로 인가되어 트랜지스터(Q11,Q13)를 온/오프 동작하도록 한다.The outputs of the
상기 트랜지스터(Q11,Q13)의 컬렉터(C)는 제어용 IC(IC2)의 인에이블단으로 연결되어, 이 트랜지스터 베이스(B)의 입력이 하이 전압이 될 때 제어용 IC(IC2)의 인에이블단이 로 전압이 되어 고압 출력이 발생되지 않도록 동작한다.The collectors C of the transistors Q11 and Q13 are connected to an enable end of the control IC IC2, so that the enable end of the control IC IC2 becomes high when the input of the transistor base B becomes a high voltage. It is operated so that high voltage output is not generated due to low voltage.
이상에서와 같이, 인체 저항을 고압 발생부(12,18)에서 발생한 출력에 접촉하는 경우, 하이 비교 검출부(14)에서는 기준신호보다 높아지는 것을 감지하여 전 류제한회로를 동작시키고, 로 비교 검출부(13,16)에서는 정류부(15)의 출력신호가 기준전압이 되어 정류부(15)의 기준전압보다 낮아지는 것을 감지하여 전류제한회로를 동작시킨다.As described above, when the human body resistance is in contact with the output generated by the high-
따라서 원포인트 페일러 상태에서 어느 한쪽의 비교 검출부가 동작하지 않더라도, 다른 한쪽의 비교 검출부가 정상적으로 동작되어 비정상 상태에서도 전류제한회로가 안정적으로 동작하게 된다.Therefore, even if one of the comparison detection units does not operate in the one-point fail state, the other comparison detection unit operates normally and the current limiting circuit operates stably even in an abnormal state.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 LCD 백라이트용 EEFL 인버터에서 안전규격 인증 시험시 실시하는 원포인트 페일러를 고려한 전류제한회로 시험에서 종래의 기술로 구현하지 못했던 부분을 복수 회로를 적용하여 구현한 방법으로, 원포인트 페일러의 비정상 상태에서도 전류제한회로가 안정적으로 동작을 할 수 있고, 안전규격 인증 시험을 만족할 수 있으며, 고압 출력단에 사람이 접촉하는 경우 부상을 당할 염려가 없다.As described above, according to the present invention, in the current limiting circuit test considering the one-point failer performed during the safety standard certification test in the EEFL inverter for LCD backlight, a plurality of circuits may be implemented. In this way, the current limiting circuit can operate stably even in abnormal state of the one-point failer, can satisfy the safety standard certification test, and there is no risk of injury if a person touches the high voltage output terminal.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050023250A KR100616085B1 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Limited current circuit of eefl inverter |
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Family Applications (1)
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KR1020050023250A KR100616085B1 (en) | 2005-03-21 | 2005-03-21 | Limited current circuit of eefl inverter |
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2005
- 2005-03-21 KR KR1020050023250A patent/KR100616085B1/en not_active IP Right Cessation
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