KR100858690B1 - 인버터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터는, OLP 단자, SDT 단자, ERO 단자 및 피드백 단자가 형성된 컨트롤 IC가 장착되는 인버터에 있어서, 상기 컨트롤 IC의 OLP 단자 및 상기 다수의 램프와 연결되고, 상기 다수의 램프 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 OLP 단자를 접지시켜 OLP 단자의 전압을 감소시키는 램프 센싱부; 및 상기 컨트롤 IC의 SDT 단자와 피드백 단자와 연결되고, 상기 OLP 단자의 전압이 감소될 경우 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압에 의해 온 되어 상기 피드백 단자의 전압을 감소시키는 스위칭부;를 포함하며, 상기 다수의 램프 중 어느 하나 이상의 램프가 정상적으로 동작하지 않을 경우 듀티 폭을 증가시켜 상기 램프를 동작시킴으로써 균일한 휘도를 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020070007219
램프, CCFL, 인버터, 듀티, 듀티 폭, 피드백, 백라이트, 휘도

Description

인버터{Inverter}
도 1은 종래 기술에 의한 인버터의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 인버터의 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 인버터의 컨트롤 IC에 의해 조절된 듀티 폭을 비교한 비교도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
200 : 컨트롤 IC 201 : 램프 센싱부
D1 ~ D4 : 다이오드 202 : 스위칭부
R1 ~ R5 : 저항 Q0 : 스위칭 수단
Cs, Ce : 커패시터 210a~210d : 램프
본 발명은 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LCD 모니터 또는 TV의 백라이트로 사용되는 램프가 정상적으로 동작하지 않을 경우 듀티 폭을 증가시켜 램프를 동작시키기 위한 인버터에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 모니터(Liquid Crystal Display Monitor) 및 LCD TV에 사용되는 LCD는 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자로 자기발광성이 없어 후광이 필요하지만 소비전력이 적고, 휴대용으로 편리해 널리 쓰이는 평판 디스플레이의 일종이다.
이러한 특성을 갖는 LCD는 정확한 영상을 전달하기 위하여 빛을 보조해 주기 위한 백라이트(Back Light)가 필요하며, 상기 백라이트로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp: 냉음극 형광 램프) 또는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp: 외부 전극 형광 램프)등이 사용된다.
또한, 상기 백라이트로 사용되는 CCFL 또는 EEFL의 휘도를 균일하게 유지시키기 위해서 이들 모두에게 동일하고 일정한 크기를 갖는 전류를 공급하기 위한 인버터가 사용된다.
이하, 관련도면을 참조하여 종래 기술에 의한 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터에 구비되는 컨트롤 IC에 대하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터의 컨트롤 IC의 회로도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 인버터의 컨트롤 IC는 다수의 램프(110a~110d)와 연결되어 이를 구동시키기 위한 인버터 내에 구비되고, 상기 인버터에 구비된 스위칭 수단(Qp, QN)의 듀티 폭(duty width)을 제어함으로써 상기 다수의 램프(110a~110d)를 기동시키기 위한 기동전압을 공급한다.
여기서, 상기 다수의 램프(110a~110d)는, 트랜스포머(T1, T2)의 2차측에 연결되고, 상기 트랜스포머(T1, T2)의 1차측을 통해 2차측으로 유기된 전압을 인가받아 기동되어 LCD 모니터 또는 LCD TV에 빛을 보조해 준다.
상기 인버터의 컨트롤 IC(100)는 다수의 단자를 가지고 있으며, 상기 다수의 램프(110a~110d)로부터 이들에 흐르는 전류를 피드백(feedback) 받아 상기 스위칭 수단(Qp, QN)의 온/오프(ON/OFF) 시간을 제어함에 따라, 상기 트랜스포머(T1, T2)에 공급되는 전압을 제어함으로써 상기 다수의 램프(110a~110d)에 공급되는 기동전압을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이때, 상기 컨트롤 IC(100)의 단자 중 피드백 단자(Feedback: F/B)는, 각각의 애노드(Anode)가 상기 다수의 램프(110a~110d) 일단과 연결된 다이오드의 캐소드(Cathode)와 연결되어 상기 램프(100a~110d)에 흐르는 전류를 감지하여 상기 컨트롤 IC(100)에 전달한다.
상기 컨트롤 IC(100)는 상기 다이오드를 통해 전달되는 전류가 정상 전류보다 작은 전류일 경우 상기 램프(110a~110d)에 공급되는 기동전압이 낮은 것으로 판 단하여 상기 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 크게 함으로써 기동전압을 증가시켜 공급한다.
상기 컨트롤 IC(100)의 단자 중 OLP(Open Lamp Protection) 단자는, 상기 OLP 단자로부터 출력되는 전압을 분배시키기 위한 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 접점과 연결되어 상기 다수의 램프(110a~110d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 이를 감지한다.
즉, 상기 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 접점은 각각의 캐소드가 상기 다수의 램프(110a~110d)의 일단과 연결된 다이오드의 애노드와 연결된다. 이때, 상기 램프(110a~110d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 다이오드의 캐소드 전압이 애노드 전압보다 높아 도통됨에 따라 상기 컨트롤 IC(100) OLP 단자로부터 출력되는 전압을 증가시킴으로써 상기 컨트롤 IC(100)는 상기 램프(110a~110d)의 점등 유무를 감지할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 IC(100)의 단자 중 Nout 및 Pout 단자는, 상기 스위칭 수단(QP, QN)과 연결되고 상기 다수의 램프(110a~110d)에 흐르는 전류가 일정하지 않을 경우 상기 스위칭 수단(QP, QN)의 온/오프 시점을 제어함으로써 듀티 폭을 제어하여 상기 램프(110a~110d)에 흐르는 전류를 조절한다.
그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 인버터의 컨트롤 IC(100)는, 상기 다수의 램프(110a~110d) 중 어느 하나의 램프가 기동하지 못하여 점등되지 않을 경우에도 상기 피드백 단자(F/B)에 상기 트랜스포머(T1, T2)의 1차측과 동상의 전압 레벨(Level: Va', Vb')이 입력되어 상기 램프를 정상 상태로 판단함으로써 램프를 점등시키기 못하는 문제점이 있었다.
예를 들어, 상기 다수의 램프(110a~110d) 중 제1 램프(110a)가 기동하지 못하여 점등되지 않을 경우에 상기 제2 트랜스포머(T2)에 연결된 제3 램프(110c)를 통해 상기 제1 램프(110a)를 통해 출력되어야 할 동상의 전압 레벨(Va')이 출력됨으로써 상기 피드백 단자(F/B)는 상기 제1 램프(110a)가 기동되지 않았음에도 불구하고 기동된 것으로 판단하여 상기 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 제어하지 않음으로써 상기 램프(110a~110d)의 휘도를 균일하게 유지시키지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 정상 기동전압보다 높은 기동전압이 요구되는 저온 점등 조건에서 기동전압이 부족하여 상기 램프가 정상적으로 점등하지 못하고, 제조사 별로 서로 다른 패널(Pannel)의 기생용량으로 인한 공진점의 변화로 더욱더 높은 기동전압이 필요하며, 큰 인치(Inch)의 LCD 모니터 또는 LCD TV와 같이 높은 기동전압이 필요할 경우 이에 해당하는 높은 기동전압을 공급하지 못함에 따라 다수의 램프(110a~110d)가 정상적으로 기동되지 못하여 균일한 휘도를 유지할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 기동전압이 낮게 공급되어 램프가 기동되지 않을 경우에 피드백 단자를 통해 이를 감지하여 듀티 폭을 증가시킴에 따라 높은 기동전압을 공급함으로써 램프를 기동시킬 수 있는 인버터를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터는, OLP 단자, SDT 단자, ERO 단자 및 피드백 단자가 형성된 컨트롤 IC가 장착되는 인버터에 있어서, 상기 컨트롤 IC의 OLP 단자 및 상기 다수의 램프와 연결되고, 상기 다수의 램프 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 OLP 단자를 접지시켜 OLP 단자의 전압을 감소시키는 램프 센싱부; 및 상기 컨트롤 IC의 SDT 단자와 피드백 단자와 연결되고, 상기 OLP 단자의 전압이 감소될 경우 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압에 의해 온 되어 상기 피드백 단자의 전압을 감소시키는 스위칭부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터에 있어서, 상기 스위칭부는, 상기 컨트롤 IC의 SDT 단자와 연결되고, 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압을 분배시키는 제1 및 제2 저항; 게이트가 상기 제1 및 제2 저항의 접점과 연결되고, 드레인이 상기 컨트롤 IC의 피드백 단자 및 ERO 단자와 연결되며, 상기 제1 및 제2 저항에 의해 분배된 전압에 의해 온/오프 제어되는 스위칭 수단; 및 일단이 상기 스위칭 수단의 소스와 연결되고 타단이 접지된 제3 저항;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다수의 램프를 구동시키기 위한 인버터에 있어서, 상기 스위칭 수단은 트랜지스터, 다이오드, MOSFET 또는 SCR 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터회로도이며, 도 3은 본 발명에 따른 인버터의 컨트롤 IC에 의해 조절된 듀티 폭을 비교한 비교도이다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터의 컨트롤 IC(200)는, 다수의 램프(210a~210d)와 연결되어 이를 구동시키기 위한 인버터 내에 구비되고, 상기 인버터에 구비된 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 제어함으로써 상기 다수의 램프(210a~210d)를 기동시키기 위한 기동전압을 공급한다.
여기서, 상기 다수의 램프(210a~210d)는, 트랜스포머(T1, T2)의 2차측에 연결되고, 상기 트랜스포머(T1, T2)의 1차측을 통해 2차측으로 유기된 전압을 인가받아 기동되어 점등됨으로써 상기 램프(210a~210d)를 백라이트로 사용하는 LCD 모니터 또는 LCD TV의 출력영상의 빛을 보조해 준다.
상기 인버터의 컨트롤 IC(200)는 다수의 단자를 가지고 있으며, 상기 다수의 램프(210a~210d)로부터 이들에 흐르는 전류를 피드백(feedback) 받아 상기 P 및 N 스위칭 수단(Qp, QN)의 온/오프 시점을 제어하여 듀티 폭을 조절함에 따라 상기 트랜스포머(T1, T2)에 공급되는 전압을 제어함으로써 상기 다수의 램프(210a~210d)에 공급되는 기동전압을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이때, 상기 컨트롤 IC(200)의 단자 중 피드백 단자(Feedback: F/B)는, 각각의 애노드(Anode)가 상기 다수의 램프(210a~210d) 일단과 연결된 다수개 다이오드의 캐소드(Cathode)와 연결되어 상기 다수의 램프(200a~210d)에 흐르는 전류를 감지하여 상기 컨트롤 IC(200)에 전달한다.
상기 컨트롤 IC(200)는 상기 다이오드를 통해 전달되는 전류가 정상 전류보다 작은 전류일 경우 상기 램프(110a~110d)에 공급되는 기동전압이 낮은 것으로 판단하여 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 크게 함으로써 기동전압을 증가시켜 공급한다.
한편, 상기 컨트롤 IC(200)에서 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 조절하는 방법은, 상기 피드백 단자(F/B)를 통해 전달되는 전류량이 사전에 설 정된 기준전류량보다 작을 경우 상기 램프(210a~210d)에 공급되는 전압량을 증가시키기 위해 상기 P 스위칭 수단(QP)의 온 시간을 증가시키고, 상기 N 스위칭 수단(Qn)의 온 시간을 단축시켜 듀티 폭을 증가시킴으로써 상기 트랜스포머(T1, T2)를 통해 다수의 램프(210a~210d)로 공급되는 전류량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 IC(200)의 피드백 단자(F/B)를 통해 전달되는 전류량이 사전에 설정된 기준전류량보다 클 경우 상기 램프(210a~210d)에 공급되는 기동전압을 감소시키기 위해 상기 P 스위칭 수단(QP)의 온 시간을 단축시키고, 상기 N 스위칭 수단(QN)의 온 시간을 증가시켜 전체 듀티 폭을 감소시킴으로써 상기 트랜스포머(T1, T2)를 통해 다수의 램프(210a~220d)로 공급되는 전류량을 감소시킬 수 있다.
이때, 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)을 통해 제어할 수 있는 듀티 폭은 37% 내지 47%의 범위로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 듀티 폭을 증가시킬 경우 A의 a 구간 동안 상기 P 스위칭 수단(QP)을 도통시키고 나머지 a' 구간 동안 N 스위칭 수단(QN)을 도통시킨다. 또한, 듀티 폭을 감소시킬 경우 B의 b 구간 동안 상기 P 스위칭 수단(QP)을 도통시키고 나머지 b' 구간 동안 N 스위칭 수단(QN)을 도통시킴으로써 상기 램프(210a~210d)에 공급되는 기동전압을 제어할 수 있다.
이에 따라, 상기 인버터의 컨트롤 IC(200)는 상기 다수의 램프(210a~210d)에 흐르는 전류를 감지하여 이를 사전에 설정된 기준전류량과 비교하여 동일한 량의 전류를 흐르도록 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 온/오프 시점을 제어하여 듀티 폭을 조절함으로써, 상기 다수의 램프(210a~210d)에 흐르는 전류를 항상 기준전류량과 동일하도록 제어하거나 또는 기동되지 않는 램프에 증가된 기동전압을 공급함으로써 램프를 기동시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 컨트롤 IC(200)의 단자 중 OLP(Open Lamp Protection) 단자는, 상기 다수의 램프(210a~210d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 이를 감지하여 상기 OLP 단자의 전압을 감소시키는 램프 센싱부(201)와 연결된다.
이때, 상기 램프 센싱부(201)는, 상기 OLP 단자의 전압을 분배시키기 위한 저항 R1 및 R2와, 애노드가 상기 저항 R1 및 R2의 접점과 연결되고 캐소드가 상기 다수의 램프(210a~210d)의 일단과 연결된 다이오드(D1~D4)로 이루어진다.
상기 램프 센싱부(201)는 상기 다수의 램프(210a~210d) 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 다이오드(D1~D4)의 캐소드 전압이 애노드 전압보다 높게 되어 도통됨에 따라 상기 컨트롤 IC(200)의 OLP 단자 전압을 감소시키고, 상기 컨트롤 IC(200)는 상기 감소된 OLP 단자의 전압을 감지하여 상기 램프(210a~210d)의 점등 유무를 판단할 수 있다.
상기 컨트롤 IC(200)의 단자 중 SDT 단자는, 컨트롤 IC(200)의 내부적으로 상기 OLP 단자와 연결되고 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압에 의해 온 되어 상기 피드백 단자(F/B)의 전압을 감소시키기 위한 스위칭부(202) 및 커패시터 Cs와 연결되며, 상기 OLP 단자의 전압이 감소할 경우 상기 SDT 단자를 통해 일정 크기의 전압을 출력한다.
이때, 상기 스위칭부(202)는 상기 컨트롤 IC(200)의 SDT 단자와 연결되고, 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압을 분배시키는 저항 R3 및 R4와, 게이트가 상기 저항 R3 및 R4의 접점과 연결되고, 드레인이 상기 컨트롤 IC의 피드백 단자(F/B)와 연결되며, 상기 저항 R3 및 R4에 의해 분배된 전압에 의해 온/오프 제어되는 스위칭 수단(Q0)과, 일단이 상기 스위칭 수단(Q0)의 소스와 연결되고 타단이 접지된 저항 R5로 이루어진다. 여기서, 상기 스위칭 수단(Q0)으로는 트랜지스터(Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), 다이오드, SCR(Silicon Control Rectifier) 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 커패시터 Cs는 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압을 충전시키며, 상기 저항 R3 및 이의 타단에 연결된 저항 R4는 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압을 분배시킨다. 상기 저항 R3 및 R4에 의해 분배된 전압이 상기 스위칭 수단(Q0)의 도통전압보다 클 경우 상기 스위칭 수단(Q0)은 도통되어 상기 피드백 단자(F/B)를 접지시킨다.
또한, 상기 컨트롤 IC(100)의 단자 중 Nout 및 Pout 단자는, 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)과 연결되고 상기 다수의 램프(110a~110d)에 흐르는 전류가 일정하지 않을 경우 상기 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 온/오프 시점을 제어함으로써 듀티 폭을 제어하여 상기 램프(110a~110d)에 흐르는 전류량을 조절한다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 컨트롤 IC(200)는, 상기 제1 램프(210a)가 기동되지 않아 점등되지 않을 경우, 상기 제1 램프(210a)는 오픈(open) 상태가 되어 이의 일단과 연결된 제1 다이오드(D1)는 도통되고, 상기 컨트롤 IC(200)의 OLP 단자의 전압은 상기 제1 다이오드(D1)를 통해 접지됨으로써 감소하게 된다.
이때, 상기 OLP 단자의 전압이 감소할 경우 상기 컨트롤 IC(200)의 SDT 단자는 일정 전압을 출력하게 되고, 상기 스위칭부(202)의 저항 R3, R4에 의해 분배된 전압이 상기 스위칭 수단(Q0)의 도통 전압보다 클 경우 상기 스위칭 수단(Q0)는 도통되어 상기 피드백 단자(F/B)의 전압을 감소시킨다.
상기 피드백 단자(F/B)의 전압이 감소될 경우 상기 컨트롤 IC(200)는 상기 램프(210a~210d)에 공급되는 전압의 양이 적다고 판단하여 이를 증가시키기 위해 Pout 단자 및 Nout 단자를 통해 P 및 N 스위칭 수단(QP, QN)의 듀티 폭을 제어함으로써 상기 램프(210a~210d)에 공급되는 기동전압을 증가시켜 기동되지 않는 램프를 기동시킴에 따라 모든 램프(210a~210d)를 기동시킬 수 있고, 모든 램프(210a~210d)의 휘도를 균일하도록 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터의 컨트롤 IC는, 기동전압이 낮게 공급되어 램프가 기동되지 않을 경우에 피드백 단자를 통해 램프의 이상 유무를 감지하고 스위칭 수단의 듀티 폭을 증가시켜 증가된 기동전압을 공급함으로써 기동되지 않던 램프를 기동시킬 수 있으며, 모든 램프의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. OLP 단자, SDT 단자, ERO 단자 및 피드백 단자가 형성된 컨트롤 IC가 장착되는 인버터에 있어서,
    상기 컨트롤 IC의 OLP 단자 및 상기 다수의 램프와 연결되고, 상기 다수의 램프 중 어느 하나 이상의 램프가 점등되지 않을 경우 상기 OLP 단자를 접지시켜 OLP 단자의 전압을 감소시키는 램프 센싱부; 및
    상기 컨트롤 IC의 SDT 단자와 피드백 단자와 연결되고, 상기 OLP 단자의 전압이 감소될 경우 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압에 의해 온 되어 상기 피드백 단자의 전압을 감소시키는 스위칭부;
    를 포함하는 인버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 컨트롤 IC의 SDT 단자와 연결되고, 상기 SDT 단자로부터 출력되는 전압을 분배시키는 제1 및 제2 저항;
    게이트가 상기 제1 및 제2 저항의 접점과 연결되고, 드레인이 상기 컨트롤 IC의 피드백 단자 및 ERO 단자와 연결되며, 상기 제1 및 제2 저항에 의해 분배된 전압에 의해 온/오프 제어되는 스위칭 수단; 및
    일단이 상기 스위칭 수단의 소스와 연결되고 타단이 접지된 제3 저항;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 인버터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 MOSFET인 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 다이오드인 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 SCR인 것을 특징으로 하는 인버터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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