KR20020059809A - 모듈 전압어댑터와 그 이용방법 - Google Patents

모듈 전압어댑터와 그 이용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모듈전압어댑터와 그 이용방법에 관한 것으로, 다중 및 가변 DC 출력전압을 제공하기 위해 전압모듈과 관련하여 사용되는 어댑터는 AC 입력전압을 낮은 AC 출력전압으로 강압하기 위한 회로를 포함할 수 있고, 전압모듈은 상기 전압어댑터상의 분배버스와 접속가능하도록 구성된 인터페이스 버스를 갖도록 제공되며, 적절하게, 상기 전압모듈은 AC-DC 변환회로를 포함하여 상기 어댑터로부터 수신된 상기 AC 출력전압이 DC전압으로 변환될 수 있도록 하고, 상기 어댑터와 전압모듈이 일단 서로 접속되면, 상기 전압모듈은 제공된 다중 DC 출력전압 중에서 사용자가 선택하도록 하며, 일부 실시예에서, 상기 어댑터는 강압 AC전압을 DC 출력전압으로 변환하기 위한 추가 회로를 포함하고, 전압모듈의 모듈스택을 형성하기 위해 추가적인 분리된 전압모듈이 상기 제 1 전압모듈과 직렬로 접속될 수 있으며, 상기 제 1 전압모듈과 유사하게, 상기 제 2 전압모듈 또한 선택가능한 출력전압을 가질 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈 전압어댑터와 그 이용방법{MODULAR VOLTAGE ADAPTER AND METHOD FOR USING SAME}
변압기를 이용하여 AC전압을 소정 DC전압으로 변환하기 위해 사용되는 종래 AC-DC 어댑터가 잘 알려져 있고, 널리 사용된다. AC-DC 어댑터는 대개 단일 AC 입력전압을 수신하고 상기 AC전압을 단일 DC 출력전압으로 변압할 수 있다. 일부 어댑터는 복수의 AC 입력전압 중 하나를 수신한 후 단일 DC 출력전압으로 변환할 수 있는 능력을 갖는다. 이러한 타입의 어댑터는 특히 여러 나라에서 서로 다른 상업용 전원표준을 접할 수 있는 국제적 여행자들에게 유용하다.
종래 AC-DC 어댑터가 AC-DC 전압변환을 제공하기에 유용하지만, 상기 어댑터들은 일반적으로 한번에 하나의 가전기기에서만 유용하다. 종래 어댑터내 변압기가 대개 AC 입력전압당 하나의 DC 출력전압을 제공하도록 구성되기 때문에, 상기 어댑터는 서로 다른 DC 작동전압을 필요로 하는 다수의 가전기기에서 동시에 사용될 수 없다. 따라서, 각각의 가전기기에 따로 어댑터가 제공되어야 한다. AC전원에 대한 접근이 하나 또는 소수의 소스로 제한되는 상황에서, AC-DC 변환을 요구하는 다수의 가전기기의 동시 사용은 제한된다.
단일 AC 전원으로부터 다중, 동시 DC 출력전압을 제공할 수 있는 어댑터가 필요하다.
본 발명은 전압어댑터에 관한 것으로, 특히 다중 및 가변 DC 출력전압을 제공하기 위한 모듈을 포함하는 교류-직류(AC-DC) 전압어댑터에 관한 것이다.
도 1A는 본 발명의 이론에 따른 전압모듈 및 전압어댑터의 간략화된 개략도,
도 1B는 본 발명의 이론에 따른 전압모듈 및 전압어댑터의 대안적인 실시예의 간략화된 도면,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 다중 스택가능 전압모듈의 간략화된 개략도;
도 3은 본 발명의 이론에 따른 전압어댑터의 추가 실시예의 간략화된 도면, 및
도 4는 본 발명의 이론에 따른 전압모듈을 갖는 전압어댑터의 스택가능한 실시예의 간략화된 도면이다.
본 발명은 단일 AC 출력전압으로부터 다중 및 가변 DC 출력전압을 제공하기 위해 전압모듈과 관련하여 사용될 수 있는 전압어댑터를 제공한다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 전압 어댑터는 AC 입력전압을 다수의 낮은 AC 출력전압으로 강압하기 위한 회로를 포함한다. 다음, AC 출력전압은 전압분배버스를 통해 접근가능하다. 유리하게, 전압모듈은 전압어댑터상의 상기 분배버스와 접속가능하도록 구성된 인터페이스 버스를 갖는 것으로 제공된다. 대개, 상기 전압모듈은 상기 어댑터로부터 수신된 AC 출력전압을 DC 출력전압으로 변환 또는 변압할 수 있는 능력을 포함한다. 일단 어댑터와 전압모듈이 함께 접속되면, 상기 모듈은 사용자로 하여금 제공된 다중 DC 출력전압 중에서 선택하도록 한다.
다른 실시예에서, 전압어댑터는 강압된 AC전압을 DC 출력전압으로 변환하기 위한 변환능력을 포함한다. 상기 전압모듈로부터 선택된 DC 출력전압은 가전기기 또는 다른 디바이스에 전력을 공급하기 위해 한 쌍의 와이어 등에 의해 전압모듈로부터 적절한 가전기기 플러그로 송신된다.
본 발명에 따르면, 상기 전압모듈은 상기 전압어댑터상의 분배버스와 구성이 유사한 모듈분배버스를 갖는다. 상기 모듈분배버스는 전압모듈의 모듈 스택을 형성하기 위해 추가적인 분리된 전압모듈이 상기 제 1 전압모듈와 접속되도록 한다.제 1 전압모듈과 유사하게, 상기 제 2 전압모듈은 선택가능한 출력전압을 가질 수 있다. 상기한 방법에서, 다중 전압모듈은 원한다면 서로 스택될 수도 있다. 원하는 갯수의 모듈이 일단 스택되면, 사용자 및 모듈의 보호를 위해 최종 분배버스와의 접속을 위해 엔드캡(end cap)이 제공된다.
본 발명의 한 측면에서, 상호접속된 전압어댑터 모듈장치가 제공된다. AC 전력을 복수의 출력전압으로 변환하기 위해 전원에 접속가능한 컨버터 모듈이 제공된다. 또한, 컨버터 모듈과 전기적으로 접속가능한 제 1 전압모듈이 제공된다. 상기 제 1 전압모듈은 복수의 출력전압으로부터 선택된 설정가능한 DC 출력전압을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 다른 측면에서, 복수의 출력전압을 제공하기 위한 수단을 포함한 상호접속된 전압어댑터 모듈장치가 제공된다. 복수의 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하기 위한 수단을 갖는 제 1 어댑터 모듈도 제공된다.
본 발명의 다른 측면에서, 상호접속된 전압모듈장치를 통해 단일 전원으로부터 가변 출력전압을 제공하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 AC전압을 복수의 출력전압으로 변압하는 단계; 상기 출력전압을 교류출력전압으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에서, 상호접속된 전압모듈장치를 통해 단일 전원으로부터 가변 출력전압을 제공하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 AC전압을 복수의 출력전압으로 변압하는 AC-DC 어댑터를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 제 1 전압모듈을 어댑터와 접속하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 전압모듈은 전압 선택수단을 갖는다. 상기 방법은 또한 복수의 변환된 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련하여 기재된 적절한 실시예의 상세한 설명으로부터 용이하게 더욱 명확해질 것이다.
도 1A는 본 발명의 이론에 따른 전압모듈 및 전압어댑터의 간략화된 개략도이다. 이 실시예에서, 전압어댑터(12)는 AC-AC 강압변압기(14) 및 전압분배버스(20)를 포함한다. 어댑터(12)는 코드(18)를 통해 AC 전원으로부터 전력을 수신한다. AC 강압변압기(14)는 AC 입력전압을 복수의 더 작은 AC전압으로 강압하도록 구성가능하다. AC 강압변압기(14)는 약 100VAC 내지 약 240VAC 범위,적절하게는 110VAC의 AC 전원으로부터 가변 AC 입력전압을 수신할 수 있다. 변압기(14)는 상기 AC 입력전압을 약 1볼트의 몇분의 1 내지 약 24VAC 이상의 범위의 더 작은 전압으로 변환한다. 다음, 강압된 AC 출력전압은 좀더 상세하게 후술되는 바와 같이 예를 들어 DC 전압모듈(24)에서 사용될 전압분배버스(20)에 의해 전달된다. 이 실시예에서, 전압모듈(24)은 AC-DC 전압변환회로(16)를 포함한다. 전압모듈(24)은 어댑터(12)로부터 AC 출력전압을 수신하고, 브릿지 회로와 같은 공지된 AC-DC 전압변환회로(16)를 이용하여 상기 AC전압을 대응하는 DC 출력전압으로 변환한다. 전압을 강압하기 위한 강압변압기는 공지되어 있고 그 기능도 알려져 있다. 상기 변압기는 상업적으로 사용가능하거나, 또는 강압변압기의 당업자에 의해 주문 제작될 수도 있다.
도 1B에 도시된 대안적인 실시예에서, 전압어댑터(12)는 또한 전압정류기(16)를 포함할 수 있다. 정류기(16)는 변압기(14)의 제 2 측면상에 전개된 강압 AC전압을 수신한다. 상기 정류기는 브릿지 정류기를 이용하여 각각의 상기 AC전압을 대응하는 DC전압으로 변환하고, 이것은 AC-DC 변환기술에서 공지되고 이해된 것이다. 상기 DC 출력전압은 각각 서로 다른 값을 가질 수 있고, 1볼트의 몇분의 1 내지 24VDC 이상 사이에서 변화한다. 한 실시예에서, 상기 DC 출력전압은 약 1VDC~25VDC 범위에 있다. 좀더 적절한 실시예에서, 상기 DC 출력전압은 3~12VDC 범위에 있다. 예를 들어, DC 출력전압은 1.5, 3, 4.5, 6, 7.5, 9, 10.5, 12 및 15VDC가 될 수 있다. 강압 AC전압은 어댑터(12)내에서 DC 출력전압으로 변환된다. 따라서, 콘센트(22)에서 어댑터(12)로부터의 출력전압은 DC전압이 된다.이 시릿예에서, 전압모듈(24)은 임의의 추가 AC-DC 전압변환회로를 필요로 하지 않는다.
다시 도 1A-1B를 참조하면, 전압 어댑터(12)는 어댑터(12)로부터 각각의 다중 출력전압을 전달하기 위해 사용되는 어댑터 전압분배버스(20)를 포함하고, 출력전압은 도 1A에 도시된 바와 같이 AC전압이거나 또는 도 1B에 도시된 바와 같이 DC전압이다. 적절한 실시예에서, 분배버스(20)는 전기콘택트 또는 콘센트(22) 및 접지콘택트(23)를 갖는다. 분배버스(20)는 공간이 허용된다면 각각의 출력전압에 대해 1이상의 임의의 갯수의 콘센트(22)를 갖는 것으로 설계될 수 있다. 전기콘센트(22)는 DB5, DB25, 및 DIN 5 커넥터 등과 같은 임의의 종래 전기접속디바이스가 될 수 있지만, 암전기소켓이 적절하다. 매우 상세하게 후술되는 바와 같이, 어댑터분배버스(20)는 선택가능하고 가전기기 등으로 액세스가능한 출력전압을 생성하기 위해 적어도 하나의 전압모듈과 접속된다.
도 1A-1B에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따라 전압모듈(24)은 모듈수신버스(26) 및 모듈분배버스(28)의 2개 전기버스, 전압선택기기(34), 및 코드(43)에 의해 전압모듈(24)과 접속된 플러그(40)를 포함한다. 수신버스(26)는 모듈(24)의 제 1 표면(30)상에 제공되고, 전압어댑터(12)상의 콘센트(22)와 짝이 되도록 구성된 한 세트의 단자(32)를 포함한다. 적절한 실시예에서, 일단 단자(32)가 콘센트(22)와 짝이 되면, 전압모듈(24)은 AC 또는 DC 어댑터회로와 수평하게 전기회로배치된다. 따라서, 전압모듈(24)에서의 강압은 어댑터(12)에 의해 제공된 것과 동일하다.
전압선택기기(34)는 사용자가 DC 출력전압 중에서 선택하고 그것을 플러그(40)로 보내도록 하는 전압모듈(24)상에 배치된 종래 전기스위치이다. 전압선택기기(34)를 조작함으로써 사용자가 DC 출력전압 중에서 선택할 수 있다.
도 1A-1B에 도시된 바와 같이, 모듈분배버스(28)는 전압모듈(24)의 제 2 표면(36)상에 제공된다. 모듈분배버스(28)는 전압어댑터 분배버스(20)와 유사하게 구성된다. 따라서, 전압모듈(24)은 전압모듈 분배버스(28)를 다른 전압모듈로부터 수신버스와 전기적 접속하여 추가 전압모듈과 짝이 될 수 있다. 이러한 방법에서, 상세하게 후술되는 바와 같이, 본 발명의 전압모듈은 단일 AC전원으로부터 전력을 수신하는 단일 전압어댑터로부터 다중 및 가변 DC출력을 제공하기 위해 함께 접속될 수 있다. 선택적으로, 만일 추가 전압모듈이 전압모듈(24)에 추가되지 않는다면, 모듈분배버스(28)에는 버스, 회로, 및 사용자에 대한 보호를 위해 엔드캡(38)이 씌어질 수 있다.
선택적으로, 전압모듈(24)은 극성 스위치(44) 및 노이즈 필터(42)를 포함할 수 있다. 극성 스위치(44)는 가전기기 및 그 구성에 따라 모듈의 극성이 변경되도록 한다. 노이즈 필터(42)는 모듈 및 어댑터의 전기회로내에 생성될 수 있는 노이즈를 저감한다. 종래 극성 스위치(44) 및 노이즈 필터(42)의 회로 및 기능은 공지되고 이해되어 있다.
도 2를 다시 참조하면, 한 실시예에서 추가 전압모듈이 제 1 전압모듈(24)에 캡(38) 대신 추가될 수 있다. 본 발명을 제한할 의도없이 예시적으로, 도 2는 3개의 추가 전압모듈(50,52,54)을 나타낸다. 각각의 전압모듈(50,52,54)은전압모듈(24)과 유사하게 구성된다. 따라서, 이 실시예에서, 전압모듈(50,52,54)은 전압모듈(24)을 참조하여 상기한 특징 및 기능과 동일하다. 그 자체로, 상기 모듈은 상호변경가능하다. 또한, 각각의 모듈은 서로 접속되고 전압어댑터(12)와 접속될 때 단일 AC전원으로부터 전력을 수신하는 단일 전압어댑터로부터 다중 및 가변 DC출력전압을 제공한다.
본 발명의 모듈들이 상호변경가능하다는 것을 보장하기 위해, 분배버스(20) 및 모듈분배버스(56,58,60,62)는 동일할 수 있다. 따라서, 수신버스상의 짝이 되는 단자(32,64,66,68)도 동일할 수 있다. 이 예시에서 동일한 단자(70)를 갖는 버스(62)인 최종 분배버스에는 버스, 회로, 및 사용자에 대한 보호를 위해 엔드캡(38)이 씌여질 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 전압어댑터(12)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 전압어댑터(12)상에 2개의 추가 AC 전압아울렛(60,62)이 제공된다. 상기 AC 전압아울렛(60,62)은 어댑터(12)와 동일한 전원을 이용하여 추가 가전기기에 추가 AC전력을 제공하기 위해 전원과 수평하게 구성된다. 2개의 추가 AC 아울렛이 도시되었지만, 선택적으로 어댑터(12)는 예를 들어 전력스트립 어댑터(104)(도 4)와 유사한 추가 AC 아울렛을 포함할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 다른 실시예에서, 각각의 전압어댑터(80,82,84)는 각각 적어도 하나의 추가 아울렛(86,88,90)을 갖는다. 전압어댑터는 붙박이 아울렛 프롱(92,94,96)을 갖는다. 각각의 전압어댑터(80,82,84)에는 전압모듈(98,100,102)이 부착될 수 있다. 이 실시예에서, 전압모듈(98,100,102)은각각 선택가능한 DC 출력전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 각각의 전압어댑터(80,82,84)는 단일 어댑터 유닛으로서 모듈(98,100,102)과 함께 형성될 수 있다. 이 대안적인 실시예에서, 브릿지 다이오드, 전압조정 트랜지스터, 및 바이어스회로를 포함할 수 있는 종래의 고체상태회로가 110~240볼트 AC입력을 원하는 DC출력으로 변환하기 위해 사용된다. 한쪽 실시예에서, 전압어댑터는 상기 아울렛 프롱을 아울렛에 접속하여 함께 스택될 수 있다. 이러한 방법에서, 1 이상의 전압어댑터가 사용되지만, 단 하나의 AC 전력아울렛만이 필요하다. 전력스트립 어댑터(104)는 1 이상의 어댑터를 수용하기 위해 사용될 수 있다. 적절하게, 전력스트립 어댑터(104)는 상기한 실시예들과 일치하여, 전압모듈(106)과 짝이 되도록 구성되는 것에 추가로 복수의 AC 아울렛을 갖도록 구성될 수 있다.
따라서, 여러 실시예를 설명하여, 당업자는 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고서 형태 및 세부사항에 있어서 변경이 있을 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서 본 발명은 후술한 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 복수의 출력전압을 제공하기 위해 AC전원과 접속가능한 컨버터 모듈; 및
    상기 컨버터 모듈과 전기적 접속가능한 제 1 전압모듈을 포함하고,
    상기 제 1 전압모듈은 상기 복수의 출력전압으로부터 선택된 설정가능한 DC 출력전압을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압모듈과 전기적 접속가능한 제 2 전압모듈을 포함하고,
    상기 제 2 전압모듈은 상기 제 1 전압모듈을 통해 상기 컨버터 모듈로부터 공급된 상기 복수의 출력전압으로부터 선택된 설정가능한 출력전압을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전압모듈과 전기적 접속가능한 제 3 전압모듈을 포함하고,
    상기 제 3 전압모듈은 상기 제 2 전압모듈을 통해 상기 컨버터 모듈로부터 공급된 상기 복수의 출력전압으로부터 선택된 설정가능한 출력전압을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터 모듈은 복수의 전압분배컨택트를 포함하는 제 1 전기접속수단을 포함하고, 상기 전압분배컨택트 각각은 상기 복수의 출력전압 중 하나를 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전압모듈은 상기 제 1 접속수단과 접속가능한 제 2 전기접속수단을 포함하고, 상기 제 2 접속수단은 복수의 전압수신컨택트를 포함하며, 상기 전압수신컨택트 각각은 상기 복수의 출력전압 중 하나를 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 전압모듈은 제 3 전기접속수단을 포함하고, 상기 제 1 전기접속수단은 상기 제 3 전기접속수단과 동일한 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압모듈은 복수의 전압모듈을 포함하고, 각각의 모듈은 동일하게 구성되고 상호변경가능한 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    탈부착가능한 엔드캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터 모듈은 AC 전력을 상기 컨버터 모듈에 제공하기 위해 전원코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨버터 모듈은 적어도 하나의 AC 전력아울렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 출력전압은 AC 출력전압인 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 출력전압은 1.5, 4.5, 7.5, 10.5, 15VDC를 포함하는 DC 출력전압인 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 출력전압은 3, 6, 9, 12VDC를 포함하는 DC전압인 것을 특징으로 하는 상호접속된 전압어댑터 모듈장치.
  14. 복수의 출력전압을 제공하기 위한 수단; 및
    상기 복수의 출력전압 중 하나를 선택하는 수단 및 출력하는 수단을 갖는 제 1 어댑터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 모듈장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 어댑터 모듈과 접속가능한 제 2 어댑터 모듈을 포함하고,
    상기 제 2 어댑터 모듈은 상기 복수의 출력전압 중 하나를 선택하는 수단 및 출력하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 상호접속 모듈장치.
  16. 상호접속된 전압모듈장치를 통해 단일 전원으로부터 가변 출력전압을 제공하기 위한 방법에 있어서,
    AC전압을 복수의 출력전압으로 변압하는 단계;
    상기 출력전압을 교류 출력전압으로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력전압 제공방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 변압단계 및 상기 변환단계는 전압 컨버터 모듈에서 발생하고, 상기 선택 및 출력단계는 제 1 전압 선택기모듈에서 발생하며, 상기 제 1 전압 선택기모듈은 전압 컨버터모듈과 전기적으로 접속가능한 것을 특징으로 하는 가변 출력전압 제공방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 2 전압 선택기모듈을 상기 제 1 전압 선택기모듈과 접속하는 단계; 및
    상기 제 2 전압 선택기 모듈로부터 상기 변환된 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력전압 제공방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 선택기모듈로부터 선택 및 출력된 출력전압은 상기 제 2 전압 선택기모듈로부터 선택 및 출력된 출력전압과 다른 것을 특징으로 하는 가변 출력전압 제공방법.
  20. 상호접속된 전압모듈장치를 통해 단일 전원으로부터 가변 출력전압을 제공하기 위한 방법에 있어서,
    입력전압을 복수의 출력전압으로 변압하기 위한 어댑터모듈을 제공하는 단계; 및
    제 1 전압모듈을 상기 어댑터모듈에 접속하는 단계를 포함하고,
    상기 전압모듈은 상기 복수의 변압된 출력전압 중 하나를 선택 및 출력하기 위한 전압선택수단을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 출력전압 제공방법.
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