CN101013560A - 非对称式背光模组驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种非对称式背光模组驱动装置，用以驱动至少一发光单元，且发光单元具有一第一电极与第二电极。该驱动装置包括一第一变压器、一第二变压器及一功率切换回路。第一变压器与发光单元的第一电极电性连接，且产生一第一功率讯号以驱动发光单元；第二变压器与发光单元的第二电极电性连接，第二变压器产生一第二功率讯号以驱动发光单元，其中，第二功率讯号小于第一功率讯号；功率切换回路分别与第一变压器及第二变压器电性连接，且功率切换回路依据至少一切换讯号进行开、关，以使第一变压器及第二变压器依据功率切换回路的开、关而分别产生第一功率讯号及第二功率讯号。本发明可有效降低控制成本且容易设计，并可使发光单元较容易受到控制。

Description

非对称式背光模组驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是涉及一种可以有效降低控制成本，且容易设计，并可以使发光单元较容易受到控制的非对称式背光模组驱动装置。

背景技术

一般液晶显示装置主要是包括一液晶显示单元以及一背光模组，其中背光模组大致又可分为直下型背光模组以及侧光型背光模组两种类型。

近来随着液晶显示装置的普遍利用以及技术的改良，其显示的尺寸也随之变大，尤其是使用在电视上时，目前最为被消费者所接受者大多是在30～42时之间。而对于作为大尺寸的液晶显示装置而言，其背光模组大多为直下式背光模组，当然在直下式背光模组中所需的发光单元数量是比侧光型背光模组多。

承上所述，不管是哪种型态的背光模组，其均需要藉由至少一驱动电路板来加以驱动背光模组中的发光单元，目前最常作为发光单元者是为冷阴极灯管，而用以驱动发光单元者则是经由驱动电路板所提供的一高压功率讯号来加以驱动。

并且，由于近来技术的发展已经可以利用一个变压器驱动多个发光单元，然而，每个发光单元的特性皆会有些许差异，因此在背光模组中会发生流经各发光单元的电流不平衡而难以控制发光单元的平均亮度的情况。

现有***衡流经各发光单元的电流，通常是利用一平衡变压器来达到此目的。请参阅图1所示，是显示现有***衡变压器12以平衡流经发光单元2的电流I1、I2，使得电流I1近似于电流I2。此种作法虽然可有效控制流经发光单元2、2’的电流I1、I2，然而平衡变压器12在此是属于被动元件，而没有做任何的侦测(检测)动作，因此会有无法控制的顾虑。

承上所述，由于发光单元的点灯电压是高于工作电压，因此，当利用主变压器11同时驱动两个以上并联架构的发光单元时，在其中之一发光单元被点亮的同时，主变压器11所输出的功率讯号(电压讯号)会被已经点亮的发光单元所箝制，意即，此时的主变压器11仅提供工作电压，而导致其余尚未被点亮的发光单元因电压不足而可能发生无去点亮的状况。

另外，由于液晶显示装置的尺寸越来越大，因此需要较大尺寸的发光单元来提供光源，而较大尺寸的发光单元则需要较高的电压来驱动，然而要达到更高电压的驱动电路其成本是呈倍数增加而不符合成本效益，因此业者发展出了双高压驱动的方式来驱动发光单元。

请参阅图2所示，是现有习知的背光模组双高压驱动的一示意图，现有习知的双高压驱动电路3，是将发光单元2的一第一电极21电性连接至一第一驱动单元31，而将发光单元2的一第二电极22电性连接至一第二驱动单元31’。

该第一驱动单元31及第二驱动单元31’是各具有一功率切换回路311、311’及一变压器312、312’，功率切换回路311、311’是分别产生一功率切换讯号以使变压器312、312’依据功率切换讯号而分别产生一功率讯号以驱动发光单元2。如此的作法虽然可以使成本稍微降低，但是两组驱动单元31、31’须选用相同规格，并且要额外增加同步控制，也使得设计上较为麻烦。

由此可见，上述现有的背光模组驱动装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何提供一种能够降低控制成本，且使得设计人员能够较容易设计的背光模组驱动装置，实属当前重要课题之一，此显然亦是相关业者急欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的背光模组驱动装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的非对称式背光模组驱动装置，所要解决的技术问题是使其提供一种可有效降低控制成本且容易设计的非对称式背光模组驱动装置，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种非对称式背光模组驱动装置，是用以驱动至少一发光单元，且该发光单元具有一第一电极与一第二电极，该非对称式背光模组驱动装置包括：一第一变压器，是与该发光单元的该第一电极电性连接，该第一变压器是产生一第一功率讯号以驱动该发光单元；一第二变压器，是与该发光单元的该第二电极电性连接，该第二变压器是产生一第二功率讯号以驱动该发光单元，且该第二功率讯号是小于该第一功率讯号；以及一功率切换回路，是分别与该第一变压器及该第二变压器电性连接，该功率切换回路是依据至少一切换讯号进行开、关，该第一变压器及该第二变压器是分别依据该功率切换回路的开、关而分别产生该第一功率讯号及该第二功率讯号。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第一变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第二变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器、或为一平衡变压器。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第一变压器具有一第一绕组与一第二绕组，该第一绕组是与该功率切换回路电性连接，该第二绕组是与该发光单元的该第一电极电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第二变压器具有一第三绕组与一第四绕组，该第三绕组是分别与该功率切换回路及该第一变压器的该第一绕组电性连接，该第四绕组是与该发光单元的该第二电极电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第一变压器的该第一绕组与该第二绕组的匝数比是大于该第二变压器的该第三绕组与该第四绕组的匝数比。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第二变压器更具有一第五绕组，该第五绕组的匝数与该第四绕组的匝数相等，其中该第五绕组是与另一发光单元的该第二电极电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其更包括一第三变压器，是分别与该功率切换回路及该第一变压器电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中当该发光单元为复数时，该等发光单元的至少一发光单元的该第一电极是与该第三变压器电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第三变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其更包括一第四变压器，其是与分别该功率切换回路、该第一变压器、该第二变压器及该第三变压器电性连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中当该发光单元为复数时，该等发光单元的至少一发光单元的该第二电极是与该第四变压器电连接。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其中所述的第四变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

前述的非对称式背光模组驱动装置，其更包括一控制回路，其是产生该切换讯号，其中该控制回路是内建于一数位处理单元中。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上的技术方案可知，为了达到上述目的，依据本发明的一种非对称式背光模组驱动装置，是用以驱动至少一发光单元，且发光单元具有一第一电极与一第二电极。非对称式背光模组驱动装置是包括一第一变压器、一第二变压器以及一功率切换回路。第一变压器是与发光单元的第一电极电连接，且第一变压器是产生一第一功率讯号以驱动发光单元；第二变压器是与发光单元的第二电极电连接，并且该第二变压器是产生一第二功率讯号以驱动发光单元，其中第二功率讯号是小于第一功率讯号；功率切换回路是分别与第一变压器及第二变压器电性连接，并且该功率切换回路是依据至少一切换讯号进行开、关，第一变压器及第二变压器是依据功率切换回路的开、关而分别产生第一功率讯号及第二功率讯号。

借由上述技术方案，本发明非对称式背光模组驱动装置至少具有下列优点：

1、承上所述，因为依据本发明的一种非对称式背光模组驱动装置是将发光单元电性连接于第一变压器与第二变压器之间，并利用功率切换回路电性连结同时控制第一变压器与第二变压器，而不需分别控制以达到较容易控制与设计的目的；并且当第一变压器提供一正电压而第二变压器提供一负电压时，则背光模组驱动装置能够以较低的电压即可达到足够驱动发光单元的电压差而将发光单元点亮。

2、另外，第二变压器亦可作为平衡变压器使用，而可以使得发光单元较容易受到控制。

综上所述，本发明是有关于一种非对称式背光模组驱动装置，其是用以驱动至少一发光单元，且发光单元具有一第一电极与一第二电极。非对称式背光模组驱动装置包括一第一变压器、一第二变压器以及一功率切换回路。第一变压器是与发光单元的第一电极电性连接，且第一变压器是产生一第一功率讯号以驱动发光单元；第二变压器是与发光单元的第二电极电性连接，且第二变压器是产生一第二功率讯号以驱动发光单元，其中，第二功率讯号是小于第一功率讯号；功率切换回路是分别与第一变压器及第二变压器电性连接，且功率切换回路是依据至少一切换讯号进行开、关，以使第一变压器及第二变压器依据功率切换回路的开、关而分别产生第一功率讯号及第二功率讯号。本发明具有可以有效的降低控制成本，且容易设计的功效，其具有上述诸多的优点，不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的背光模组驱动装置具有增进的功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是显示现有习知的背光模组驱动装置的一示意图。

图2是显示现有习知的背光模组双高压驱动的一示意图。

图3是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一示意图。

图4A至图4B是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一要部构成示意图。

图5A至图5C是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一并联架构示意图。

图6A至图6C是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一串联架构示意图。

图7A至图7B是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的另一并联架构示意图。

图8A至图8B是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的另一串联架构示意图。

图9是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的又一并联架构示意图。

图10是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的又一串联架构示意图。

1：背光模组驱动装置        11：主变压器

12：平衡变压器             2、2’：发光单元

21：第一电极               22：第二电极

3：双高压驱动电路          31：第一驱动单元

31’：第二驱动单元         311、311’：功率切换回路

312、312’：变压器         4：非对称式背光模组驱动装置

41：功率切换回路           42：第一变压器

43：第二变压器             44：控制回路

45：第三变压器             46：第四变压器

5、5’：发光单元           51、51’：第一电极

52、52’：第二电极         W1：第一绕组

W2：第二绕组               W3：第三绕组

W4：第四绕组               W5：第五绕组

C1～C4：电容器             I1、I2：电流

Q1、Q2、Q3、Q4：电晶体     Pia、Pib：切换讯号

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的非对称式背光模组驱动装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

以下将参阅相关图式，说明依本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置，其中相同的元件将以相同的参阅符号加以说明。

请参阅图3所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一示意图，本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置4是用以驱动至少一发光单元5。

该各发光单元5，是具有一第一电极51以及一第二电极52。本实施例中，发光单元5是为一冷阴极萤光灯管(CCFL)，另外，发光单元5亦可为一热阴极萤光灯管或为一平面灯管。

该非对称式背光模组驱动装置4，是包括一功率切换回路41、一第一变压器42以及一第二变压器43，其中：

该第一变压器42，是与发光单元5的第一电极51电性连接，且第一变压器42是产生一第一功率讯号以驱动发光单元5。

该第二变压器43，是与发光单元5的第二电极52电性连接，且第二变压器43是产生一第二功率讯号以驱动发光单元5，其中，第二功率讯号是小于第一功率讯号。

本实施例中，该第一变压器42与第二变压器43，是可为一隔离型变压器或一非隔离型变压器，当然，亦可为一压电变压器。另外，第一变压器42所产生的第一功率讯号及第二变压器43所产生的第二功率讯号是分别为一交流功率讯号。

该功率切换回路41，是分别与第一变压器42及第二变压器43电性连接，且功率切换回路41是依据至少一切换讯号进行开、关，以使第一变压器42及第二变压器43依据功率切换回路41的开、关而分别产生第一功率讯号及第二功率讯号。

本实施例中，切换讯号是由一控制回路44所产生，且控制回路44是可为一实体电路或是内建于一数位处理单元中，换言之，切换讯号是可为一类比讯号或是一数位讯号。本实施例中，由于第一变压器42及第二变压器43是依据功率切换回路41的开、关而受相同的责任周期(Duty cycle)所控制，因此不需要再增加同步机制以控制第一变压器42及第二变压器43。

请参阅图4A所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一要部部分具体构成示意图。该功率切换回路41，包括四个电晶体Q1、Q2、03、Q4，该等电晶体Q1、Q2、03、Q4是分别依据控制回路44所产生的一组切换讯号Pia、Pib来进行开、关的动作，第一变压器42即依据该等电晶体Q1、Q2的开、关而产生第一功率讯号，而第二变压器43即依据该等电晶体Q3、Q4的开、关而产生第二功率讯号。当然，电晶体Q1、Q2以及电晶体Q3、Q4亦可依据不同的切换讯号来进行开、关(图未显示)，而由于切换讯号是由相同的控制回路44所产生，因此亦不需要再额外增加其他的控制。

请再参阅图4B所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一要部构成示意图。本实施例中，第一变压器42及第二变压器43亦可同时依据电晶体Q1、Q2的开、关而分别产生第一功率讯号及第二功率讯号。

本实施例中，当第一变压器42依据电晶体Q1、Q2的开、关所产生的第一功率讯号是为一正电压时，第二变压器43依据电晶体Q1、Q2的开、关所产生的第二功率讯号是为一负电压。换言之，非对称背光模组驱动装置4能够提供较低的电压即可达到能够点亮发光单元5的电压差，例如当发光单元5需1500V的电压差始可点亮，而当第一变压器42提供1000V的正电压时，第二变压器43提供-500V即可达到1500V的电压差。其原理是如一般参考文献或教科书中所述，利用加极性变压器或减极性变压器搭配并联或串联的应用，故在此不再对于其原理多加赘述。

请再参阅图5A所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一并联架构示意图。本实施例中，第一变压器42是具有一第一绕组W1及一第二绕组W2，其中，第一绕组W1是与功率切换回路41电性连接，而第二绕组W2是与发光单元5的第一电极51电性连接。另外，第二变压器43是具有一第三绕组W3及一第四绕组W4，其中，第三绕组W3是分别与功率切换回路41及第一变压器42的第一绕组W1电性连接。另外，本实施例中，第一变压器42的第一绕组W1与第二绕组W2的匝数比不等于与第二变压器43的第三绕组W3与第四绕组W4的匝数比，当然，其匝数比亦可相等。

再者，由于发光单元5需藉由交流功率讯号而驱动，因此为了有效将功率讯号中的直流部分滤除，可在非对称式背光模组驱动装置4中的适当位置加入电容器以避免直流讯号进入发光单元5。例如可在变压器与功率切换回路41之间加入电容器C1、C2(如图5A所示)，或再在变压器与发光单元5之间加入电容器C3、C4(如图5B所示)，以有效滤除直流功率讯号。

请再参阅图5C所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的一并联架构示意图。本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置4亦可驱动复数个发光单元。本实施例中，第二变压器43包括一第五绕组W5，其匝数比是与第四绕组W4的匝数比相等。发光单元5、5’的第一电极51、51’是与第一变压器42的第二绕组W2电性连接，发光单元5的第二电极52是与第二变压器43的第四绕组W4电性连接，而发光单元5’的第二电极52’是与第二变压器43的第五绕组W5电性连接。由于第四绕组W4与第五绕组W5的匝数比相等，因此第二变压器43亦可作为一平衡变压器使用，以平衡流经发光单元5、5’的电流。另外，本实施例中，当发光单元5或发光单元5’其中之一被以点灯电压点亮后，会将第一变压器42所输出的第一功率讯号箝制于仅输出工作电压，而造成另一发光单元较不容易点亮，此时，第二变压器43即可持续提供第二功率讯号，以协助未被点亮的发光单元完成点亮的动作。

上述实施例中，第一变压器42与第二变压器43可为并联架构(如图5A至图5C所示)，亦可为串联架构(如图6A至图6C所示)。

承上所述，当发光单元为复数时，其是利用并联架构来驱动，当第一个发光单元被点亮时，第一变压器42所输出的第一功率讯号(电压讯号)会被已经点亮的发光单元所箝制，而导致其余的发光单元无法点亮，在此则利用将第二变压器43设计为独立多绕组的方式来克服上述问题，意即，将第二变压器43的第三绕组W3视为一独立绕组而电性连接至功率切换回路41，且将第四绕组W4及第五绕组W5分别串接至各发光单元，使得第二变压器43亦具有主动升压的功能，而能将背光模组中的所有发光单元点亮。换言之，第一变压器42主要是传递驱动发光单元的功率，而第二变压器43是辅助发光单元点亮。

请参阅图7A所示，图7A至图7B是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的另一并联架构的示意图。当发光单元的数量较多时，则本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置4更可包括一第三变压器45，其是分别与功率切换回路41及第一变压器42电性连接。而第三变压器45的构造与特性是与第一变压器42相同，意即，第三变压器45亦是与部分的发光单元5的第一电极电性连接，且其型态亦可为隔离型变压器、非隔离型变压器或压电变压器。另外，其架构亦与上述实施例相同，是可为并联架构(如图7A、图7B所示)，或是为串联架构(如图8A、图8B所示)。

请再参阅图9所示，是显示依据本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置的又一并联架构示意图。本发明较佳实施例的非对称式背光模组驱动装置4更可包括一第四变压器46，其是分别与功率切换回路41、第一变压器42、第二变压器43以及第三变压器45电性连接。而第四变压器46的构造与特性是与第二变压器43相同，意即，第四变压器46亦是与部分的发光单元5的第二电极电性连接，且其型态亦可为隔离型变压器、非隔离型变压器或压电变压器。另外，其架构亦与上述实施例相同，是可为并联架构(如图9所示)，或是为串联架构(如图10所示)。

综上所述，依据本发明的一种非对称式背光模组驱动装置是将发光单元电性连接于第一变压器与第二变压器之间，并利用功率切换回路同时控制第一变压器与第二变压器，使第一变压器及第二变压器是受相同责任周期所控制，而不需再藉由同步控制而分别控制第一变压器与第二变压器，以达到较容易控制与设计的目的，亦可使成本降低；且当第一变压器提供一正电压而第二变压器提供一负电压时，则背光模组驱动装置能够以提供较低的电压即可达到足够驱动发光单元的电压差而将发光单元点亮；另外，当驱动装置同时驱动两支以上的发光单元时，第二变压器亦可作为平衡变压器使用，而可以使得发光单元较容易受到控制。

以上所述是为举例性，而非为限制性。以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1、一种非对称式背光模组驱动装置，是用以驱动至少一发光单元，且该发光单元具有一第一电极与一第二电极，其特征在于该非对称式背光模组驱动装置包括：

一第一变压器，是与该发光单元的该第一电极电性连接，该第一变压器是产生一第一功率讯号以驱动该发光单元；

一第二变压器，是与该发光单元的该第二电极电性连接，该第二变压器是产生一第二功率讯号以驱动该发光单元，且该第二功率讯号是小于该第一功率讯号；以及

一功率切换回路，是分别与该第一变压器及该第二变压器电性连接，该功率切换回路是依据至少一切换讯号进行开、关，该第一变压器及该第二变压器是分别依据该功率切换回路的开、关而分别产生该第一功率讯号及该第二功率讯号。

2、根据权利要求1所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第一变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

3、根据权利要求1所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第二变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器、或为一平衡变压器。

4、根据权利要求1所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第一变压器具有一第一绕组与一第二绕组，该第一绕组是与该功率切换回路电性连接，该第二绕组是与该发光单元的该第一电极电性连接。

5、根据权利要求4所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第二变压器具有一第三绕组与一第四绕组，该第三绕组是分别与该功率切换回路及该第一变压器的该第一绕组电性连接，该第四绕组是与该发光单元的该第二电极电性连接。

6、根据权利要求5所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第一变压器的该第一绕组与该第二绕组的匝数比是大于该第二变压器的该第三绕组与该第四绕组的匝数比。

7、根据权利要求5所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第二变压器更具有一第五绕组，该第五绕组的匝数与该第四绕组的匝数相等，其中该第五绕组是与另一发光单元的该第二电极电性连接。

8、根据权利要求1所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其更包括一第三变压器，是分别与该功率切换回路及该第一变压器电性连接。

9、根据权利要求8所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于当该发光单元为复数时，该等发光单元的至少一发光单元的该第一电极是与该第三变压器电性连接。

10、根据权利要求8所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第三变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

11、根据权利要求8所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其更包括一第四变压器，其是与分别该功率切换回路、该第一变压器、该第二变压器及该第三变压器电性连接。

12、根据权利要求11所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于当该发光单元为复数时，该等发光单元的至少一发光单元的该第二电极是与该第四变压器电连接。

13、根据权利要求11所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其中所述的第四变压器是为一隔离型变压器、或为一非隔离型变压器。

14、根据权利要求1所述的非对称式背光模组驱动装置，其特征在于其更包括一控制回路，其是产生该切换讯号，其中该控制回路是内建于一数位处理单元中。

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