KR101936709B1 - Protection device for open mode and electric apparatus with the same - Google Patents
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Abstract
오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자는 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자로서, 오픈모드 보호소자는 정전류원 및 부하의 일측에 연결되는 제1외부전극; 정전류원 및 부하의 타측 및 접지에 연결되는 제2외부전극; 제1외부전극으로 유입되는 과전압 또는 과전류를 제2외부전극을 통하여 접지로 바이패스시키는 보호부; 및 보호부와 직렬 연결되고, 보호부의 온도 또는 전류를 감지하여 온도 또는 전류가 증가함에 따라 보호부의 전류를 감소시키는 전류억제부;를 포함한다. An open-mode protection device and an electronic device having the same are provided. An open mode protection device according to an embodiment of the present invention is an open mode protection device connected in parallel to a load made up of a constant current source and an LED. The open mode protection device includes a constant current source and a first external electrode connected to one side of a load. A second external electrode connected to the other side of the constant current source and the load and to the ground; A protective unit for bypassing an overvoltage or an overcurrent flowing into the first external electrode to the ground through the second external electrode; And a current suppressing part connected in series with the protecting part and detecting a temperature or a current of the protecting part to reduce the current of the protecting part as the temperature or the current increases.
Description
본 발명은 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하의 오픈모드 동작에 따른 보호소자의 이상 과열을 억제할 수 있는 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 조명장치로서 LED의 사용이 보편화되고 있으며, 특히, 조명의 효율성 및 제어의 용이성을 이유로 디스플레이 장치의 백라이트, 자동차의 각종 램프, 디밍을 이용한 스마트 조명 등의 분야에서는 그 사용이 급증하고 있다. Recently, the use of LEDs as a lighting device has become commonplace. In particular, the use of LEDs has been increasing in the fields of backlight of display devices, various lamps of automobiles, smart lighting using dimming, etc., due to efficiency of illumination and ease of control.
이러한 LED 조명은 LED로 이루어진 부하에 일정한 전류를 제공하는 정전류 방식의 점등 회로를 구비한다. 이와 같은 정전류 방식에서, 정상 상태에서는 정전류원으로부터 일정 크기의 전류가 제공되어 LED가 점등하면서 일정한 전압값을 갖게 된다. 예를 들면, 정전류원이 400㎃의 전류를 공급하고, 부하가 10개의 LED로 이루어진 경우, 25~30V의 전압을 출력한다. Such an LED illumination has a constant current type lighting circuit for providing a constant current to a load made of LED. In such a constant current system, a constant current is supplied from the constant current source in a steady state, and the LED is turned on to have a constant voltage value. For example, when the constant current source supplies a current of 400 mA and the load is composed of 10 LEDs, a voltage of 25 to 30 V is output.
여기서, 정전류원과 부하 사이에 ESD(ElectroStatic Discharge), EOS(Electrical over stress) 또는 서지(surge)가 유입되는 경우 회로를 보호하기 위해 보호소자가 구비된다. 이때, 상기 보호소자는 일측이 접지에 연결되어 유입된 ESD, EOS 또는 서지를 접지측으로 바이패스시킨다. Here, a protective device is provided to protect the circuit when electrostatic discharge (ESD), electrical over stress (EOS), or surge flows between the constant current source and the load. At this time, the protection device is connected to the ground at one side and bypasses the ESD, EOS or surge introduced to the ground side.
이와 같은 정전류 방식의 전자장치에서, 보호소자가 ESD, EOS 또는 서지를 충분히 바이패스시키지 못하면, ESD(정전기), EOS 또는 서지에 의해 부하를 이루는 LED 중 어느 하나의 LED가 파손되어 부하가 오픈 상태로 되는 경우가 종종 발생한다. 이때, 정전류원으로부터 공급되는 전류는 부하가 오픈상태이므로, 모두 보호소자로 흐르게 된다. 이에 따라, 정전류원에서 일정한 크기의 전류를 제공하므로, 전압은 무한대로 상승하는 조건이 된다. 즉, 보호소자는 정전류원에서 제공되는 일정한 크기의 전류가 흐를 때까지 그 전압이 지속적으로 상승하게 된다. In such a constant current electronic device, if the shelter fails to sufficiently bypass the ESD, EOS or surge, any one of the LEDs loaded by ESD (static electricity), EOS or surge is broken and the load is open Often occurs. At this time, the current supplied from the constant current source flows to the protection element because the load is open. Thus, since the constant current source is provided in the constant current source, the voltage becomes a condition to rise to infinity. In other words, the protection device continuously increases its voltage until a constant current provided from the constant current source flows.
이때, 보호소자에 고전압 및 고전류가 지속적으로 유입되어 보호소자 자체의 온도가 상승하며, 심한 경우, 보호소자의 자체의 파손 또는 발화에 의해 화재가 발생할 수 있다. 특히, TV 백라이트에서 LED가 배치되는 백색 시트지와 같이 발화가 용이한 재료가 인접해 있는 경우에는 화재로 발생할 가능성이 매우 크다. At this time, a high voltage and a high current continuously flow into the protection device, thereby raising the temperature of the protection device itself. In severe cases, the protection device itself may be broken or ignited to cause a fire. Particularly, in the case where materials easily ignited such as a white sheet on which LEDs are arranged in a TV backlight are adjacent to each other, there is a great possibility of occurrence of fire.
따라서, LED 부하에 대하여 ESD, EOS 또는 서지에 대한 보호기능과 함께 부하의 오픈모드에 따른 보호소자의 과열을 억제할 수 있는 기술의 개발이 절실한 실정이다. Therefore, there is an urgent need to develop a technology capable of preventing ESD, EOS, or surge from being overheated by an open mode of the load, as well as protecting the LED load from overheating.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 부하가 오픈모드 상태인 경우, 정전류원에 의한 보호소자의 이상 과열을 억제할 수 있는 오픈모드 보호소자 및 이를 구비한 전자장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an open mode protection device capable of suppressing abnormal overheating of a protection device due to a constant current source when the load is in an open mode and an electronic device having the same. There is a purpose.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되는 오픈모드 보호소자를 제공한다. 상기 오픈모드 보호소자는 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되는 제1외부전극; 상기 정전류원 및 상기 부하의 타측 및 접지에 연결되는 제2외부전극; 상기 제1외부전극으로 유입되는 과전압 또는 과전류를 상기 제2외부전극을 통하여 상기 접지로 바이패스시키는 보호부; 및 상기 보호부와 직렬 연결되고, 상기 보호부의 온도 또는 전류를 감지하여 온도 또는 전류가 증가함에 따라 상기 보호부의 전류를 감소시키는 전류억제부;를 포함한다. In order to solve the above-described problems, the present invention provides an open mode protection device connected in parallel with a load made up of a constant current source and an LED. Wherein the open mode protection device comprises: a first external electrode connected to one side of the constant current source and the load; A second external electrode connected to the other side of the constant current source and the load and the ground; A protection unit for bypassing an overvoltage or an overcurrent flowing into the first external electrode to the ground through the second external electrode; And a current suppression unit connected in series with the protection unit and sensing a temperature or current of the protection unit to reduce the current of the protection unit as the temperature or the current increases.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 보호부의 몸체는 바리스터 재료로 이루어지고, 상기 전류억제부의 몸체는 PPTC 재료 또는 PTC 재료로 이루어질 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the body of the protection part is made of a varistor material, and the body of the current suppressing part is made of a PPTC material or a PTC material.
이때, 상기 보호부 및 상기 전류억제부 각각은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결될 수 있다. At this time, each of the protective portion and the current suppressing portion may be connected to any one of the first external electrode and the second external electrode.
일례로서, 상기 보호부 및 상기 전류억제부 각각은 단일 몸체로 이루어질 수 있다. As an example, each of the protection unit and the current suppression unit may be a single body.
다른 예로서, 상기 보호부는 복수의 시트층, 서로 일정간격으로 이격되어 대향하는 제1내부전극 및 제2내부전극, 및 상기 제2내부전극에 연결되는 연결전극을 포함하고, 상기 전류억제부는 단일 몸체로 이루어지며, 상기 연결전극은 상기 전류억제부의 일부에 접하도록 배치될 수 있다.As another example, the protective portion may include a plurality of sheet layers, a first inner electrode and a second inner electrode spaced apart from each other by a predetermined distance, and a connection electrode connected to the second inner electrode, And the connection electrode may be disposed in contact with a part of the current suppressing portion.
이때, 상기 제1내부전극은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결될 수 있다.At this time, the first internal electrode may be connected to any one of the first external electrode and the second external electrode.
또 다른 예로서, 상기 전류억제부는 2개로 이루어져 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 각각에 연결되고, 상기 보호부는 상기 2개의 전류억제부 사이에 배치될 수 있다.As another example, the current suppressing portion may be formed of two and connected to the first external electrode and the second external electrode, respectively, and the protecting portion may be disposed between the two current suppressing portions.
이때, 상기 보호부는 양측에 제1내부전극 및 제2내부전극을 구비하고, 상기 제1내부전극 및 상기 제2내부전극은 상기 전류억제부의 일부에 접하도록 배치될 수 있다.At this time, the protection unit may include first and second internal electrodes on both sides, and the first internal electrode and the second internal electrode may be disposed in contact with a part of the current suppressing unit.
또 다른 예로서, 상기 오픈모드 보호소자의 몸체는 복수의 시트층으로 이루어지고, 상기 보호부는 제1내부전극 및 상기 제1내부전극으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 공통전극을 포함하고, 상기 전류억제부는 상기 공통전극으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 제2내부전극을 포함하며, 상기 전류억제부를 이루는 시트층의 양측에는 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극과의 전기적 연결을 차단하기 위한 절연부재를 구비할 수 있다.As another example, the body of the open mode protection element may be formed of a plurality of sheet layers, and the protective portion may include a first internal electrode and a common electrode disposed opposite to the first internal electrode at a certain distance, The suppression portion includes a second internal electrode disposed opposite to the common electrode at a certain distance from the common electrode. The first internal electrode and the second external electrode are formed on both sides of the sheet layer, And an insulating member.
이때, 상기 제1내부전극 및 상기 제2내부전극 각각은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결될 수 있다.At this time, each of the first internal electrode and the second internal electrode may be connected to any one of the first external electrode and the second external electrode.
또한, 상기 전류억제부는 바이메탈, 퓨즈, PPTC(polymeric positive temperature coefficient) 소자 및 PTC(positive temperature coefficient) 소자 중 어느 하나일 수 있다. The current suppressing unit may be any one of a bimetal, a fuse, a polymeric positive temperature coefficient (PPTC) device, and a positive temperature coefficient (PTC) device.
또한, 상기 보호부는 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), GDT(Gas Discharge Tube) 및 다이오드 중 어느 하나일 수 있다. The protection unit may be a varistor, a suppressor, a gas discharge tube (GDT), or a diode.
한편, 본 발명은 정전류원; 상기 정전류원에 의해 구동되는 LED로 이루어진 부하; 상기 정전류원 및 상기 부하의 일측이 연결되는 접지단자; 및 상기 정전류원 및 상기 부하에 각각 병렬 연결되되, 일측이 상기 접지단자에 연결되는 상술한 바와 같은 오픈모드 보호소자;를 포함하는 전자장치를 제공한다. On the other hand, the present invention relates to a constant current source; A load consisting of an LED driven by the constant current source; A ground terminal to which the constant current source and one side of the load are connected; And an open mode protection element connected in parallel to the constant current source and the load, respectively, and having one side connected to the ground terminal.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 정전류원은 정전류 구동부 및 정전류 방식의 전원 중 어느 하나일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the constant current source may be any one of a constant current driving unit and a constant current power source.
본 발명에 의하면, PTC 소자 또는 PPTC 소자로 이루어진 전류억제부를 보호부와 일체로 형성함으로써, 부하의 오픈모드 동작에 따른 보호부의 과전류 또는 이상 온도 상승을 감지하여 전류를 감소시킴으로써, 온도 또는 전류의 상승을 억제하고 따라서 이상 과열에 의한 보호소자 자체의 파손을 방지할 수 있다. According to the present invention, by forming the current suppressing portion composed of the PTC element or the PPTC element integrally with the protecting portion, by detecting the overcurrent or abnormal temperature rise of the protecting portion due to the open mode operation of the load, It is possible to prevent breakage of the protection device itself due to abnormal overheating.
또한, 본 발명은 보호소자 자체의 이상 과열을 억제함으로써, 인접한 회로부품의 손상을 방지할 뿐만 아니라 보호소자의 발화로 인한 화재를 미연에 예방할 수 있다. Further, the present invention suppresses abnormal overheating of the protection device itself, thereby preventing damage to adjacent circuit components and preventing a fire due to ignition of the protection device.
또한, 본 발명은 전류억제부 및 보호부를 단일 몸체로 구비함으로써, 내부전극을 구비할 필요 없으므로 간단한 구성에 의해 생산효율을 향상시킬 수 있는 동시에 저렴한 비용으로 생산할 수 있다.Further, since the current suppressing portion and the protecting portion are provided as a single body, it is not necessary to provide the internal electrode, so that the production efficiency can be improved by a simple structure and the production can be made at low cost.
또한, 본 발명은 2개의 전류억제부 사이에 보호부를 배치함으로써, 보호부의 박형화가 가능하여 동작전압을 낮출 수 있으므로 과전압 또는 과전류에 대한 보호기능을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, since the protective portion is disposed between the two current-suppressing portions, the protection portion can be made thin and the operating voltage can be lowered, so that the protection function against overvoltage or overcurrent can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자의 일례의 단면도,
도 2는 도 1의 오픈모드 보호소자의 등가회로도,
도 3은 도 1의 오픈모드 보호소자의 온도특성을 나타낸 그래프,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자의 다른 예의 단면도 및 보호부에서 복수의 시트층의 적층관계를 나타내는 분리사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자의 또 다른 예의 단면도 및 분리사시도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자의 또 다른 예의 단면도 및 복수의 시트층의 적층관계를 나타내는 분리사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자를 구비한 전자장치의 개략적 구성도,
도 11은 도 10의 전자장치에서 부하의 정상 동작을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 12는 도 10의 전자장치에서 부하의 오픈모드 동작을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of an example of an open mode protection device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the open mode protection device of FIG. 1,
FIG. 3 is a graph showing temperature characteristics of the open mode protection device of FIG. 1,
FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of another example of an open-mode protection device according to an embodiment of the present invention and an exploded perspective view showing a stacking relationship of a plurality of sheet layers in the protection portion,
6 and 7 are a cross-sectional view and an exploded perspective view of still another example of an open mode protection device according to an embodiment of the present invention,
8 and 9 are cross-sectional views of another example of an open-mode protection device according to an embodiment of the present invention and an exploded perspective view showing a stacking relationship of a plurality of sheet layers,
10 is a schematic diagram of an electronic device having an open mode protection device according to an embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a normal operation of a load in the electronic apparatus of Fig. 10,
12 is a diagram for explaining the open mode operation of the load in the electronic device of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1외부전극(101), 제2외부전극(102), 보호부(110), 및 전류억제부(120)를 포함한다. 1, an open
이러한 오픈모드 보호소자(100)는 전자장치에서. 정전류원 및 LED로 이루어진 부하에 각각 병렬 연결되어 외부에서 유입되는 ESD, EOS 또는 서지 전류를 접지를 바이패스시킴으로써, 정전류원 및 부하를 포함하는 회로를 보호한다. This open
제1외부전극(101)은 전자장치의 정전류원 및 부하의 일측에 연결된다. 즉, 제1외부전극(101)은 정전류원의 일측과 부하의 일측이 연결된 지점에 연결될 수 있다. The first
제2외부전극(102)은 전자장치의 정전류원 및 부하의 타측에 연결된다. 즉, 제2외부전극(102)은 정전류원의 타측과 부하의 타측이 연결된 지점에 연결될 수 있다. 여기서, 정전류원의 타측과 부하의 타측은 접지에 연결되고, 이에 의해 제2외부전극(102)도 접지에 연결된다. The second
이러한 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)은 오픈모드 보호소자(100)의 양측에 각각 배치될 수 있다. The first
보호부(110)는 제1외부전극(101)으로 유입되는 과전압 또는 과전류를 제2외부전극(102)을 통하여 전자장치의 접지로 바이패스시킨다. The
이러한 보호부(110)는 단일 몸체(110a)로 이루어질 수 있고, 몸체(110a)는 바리스터 재료로 이루어질 수 있다. 다른 예로서, 몸체(110a)는 소체로 이루어질 수 있다. 여기서 소체는 ZnO, BaTiO3, 및 SrTiO3 중 하나 이상을 포함하고, Pr, Bi, Ni, Mn, Cr, Co, Sb, Nd, Si, Ca, La, Mg, Al, Ti Sn, Nb, 및 Y 중 적어도 하나를 도펀트로 포함할 수 있다. The
이와 같은 보호부(110)는 과전압 또는 과전류를 접지로 바이패스하는 바리스터로서 기능할 수 있다. The
전류억제부(120)는 보호부(110)와 직렬 연결되고, 보호부(110)의 온도 또는 전류를 감지하여 이상 과열 또는 과전류에 의해 온도 또는 전류가 증가함에 따라 보호부(110)의 전류를 감소시킨다. The current suppressing
이러한 전류억제부(120)는 단일 몸체(120a)로 이루어질 수 있고, 몸체(120a)는 PPTC 재료 또는 PTC 재료로 이루어질 수 있다. 즉, 전류억제부(120)는 PPCT 소자 또는 PTC 소자로 이루어질 수 있다. The current suppressing
일례로, 전류억제부(120)는 PPTC 소자인 경우, 도전성 필러가 분산된 폴리머를 포함할 수 있다. 즉, 전류억제부(120)의 몸체(120a)는 폴리머로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 도전성 필러는 카본블랙(carbon black) 재료로 이루어질 수 있다. For example, in the case of a PPTC device, the current suppressing
이와 같이, 오픈모드 보호소자(100)는 단일 몸체로 이루어진 보호부(110) 및 전류억제부(120)가 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102) 사이에서 연결부(103)에서 면 접합되어 수평으로 연결됨으로써, 별도의 내부전극을 구비할 필요가 없다. The open
보다 구체적으로 설명하면, 보호부(110)의 일측이 제1외부전극(101)에 연결되고, 제2외부전극(102)에 연결된 전류억제부(120)는 상온에서 저항값이 낮기 때문에, 전류억제부(120)를 통하여 제2외부전극(102)이 보호부(110)의 타측 전극으로 기능할 수 있다. 즉, 보호부(110)는 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)이 바리스터의 전극으로서 기능할 수 있다. More specifically, one side of the
이에 의해, 내부전극을 구비할 필요가 없으므로 구조가 매우 간단하여 생산공정이 단순화되며 생산효율을 향상시킬 수 있고, 더욱이, 저렴한 비용으로 오픈모드 보호소자(100)를 생산할 수 있다. Accordingly, since it is not necessary to provide the internal electrode, the structure is very simple, the production process can be simplified, the production efficiency can be improved, and furthermore, the open
여기서, 보호부(110) 및 전류억제부(120) 각각은 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 일례로, 보호부(110)는 제1외부전극(101)에 연결되고, 전류억제부(120)는 제2외부전극(102)에 연결될 수 있다. 다른 예로서, 보호부(110)는 제2외부전극(102)에 연결되고, 전류억제부(120)는 제1외부전극(101)에 연결될 수 있다.Here, each of the
이와 같은 오픈모드 보호소자(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 바리스터와 같은 보호부(110)와 PPTC 소자 또는 PTC 소자와 같은 전류억제부(120)가 직렬 연결된 등가회로로 나타낼 수 있다. As shown in FIG. 2, the open-
즉, 오픈모드 보호소자(100)는 보호부(110) 및 전류억제부(120) 각각이 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102) 중 어느 하나에 각각 연결되고, 연결부(103)를 통하여 상호 연결됨으로써, 제1외부전극(101)과 제2외부전극(102) 사이에서 보호부(110) 및 전류억제부(120)가 직렬 연결될 수 있다.That is, in the open
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)에서 전류억제부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 80℃ 내지 120℃의 상시 온도에서는 낮은 저항값을 갖는다((a) 영역 참조). 이때, 오픈모드 보호소자(100)는 바리스터와 같은 보호소자로서 기능하여 정전기 또는 부하로 유입되는 EOS 또는 서지를 접지로 바이패스시켜 회로를 보호할 수 있다. 3, the current suppressing
한편, LED로 이루어진 부하가 외부로부터 ESD, EOS 또는 서지에 의해 오픈되면, 오픈모드 보호소자(100)로 흐르는 전류 및 전압이 지속적으로 증가하여 보호부(110)가 과열된다. 즉, 부하의 전원이 정전류원이기 때문에 부하가 오픈된 경우, 정전류원에서 제공되는 일정한 크기의 전류는 모두 오픈모드 보호소자(100)로 흐른다. 이때, 정전류원의 실질적인 부하는 오픈모드 보호소자(100)이며, 이 경우 오픈모드 보호소자(100)에 정전류원으로부터 일정한 크기의 전류가 지속적으로 흐르기 때문에 전압이 무한대로 상승하는 조건이 된다. On the other hand, when the load made of LED is opened from the outside by ESD, EOS or surge, the current and voltage flowing to the open
예를 들면, 부하가 오픈상태인 경우, 실질적인 부하인 오픈모드 보호소자(100)의 양단 전압이 공급전원 수준(200~300V)까지 상승함에 따라 오픈모드 보호소자(100), 특히, 보호부(120)가 과열된다. For example, when the load is in the open state, the open-
이때, 오픈모드 보호소자(100)가 150℃ 내지 200℃의 온도로 과열되면, 오픈모드 보호소자(100)는 전류억제부(120)의 저항이 급증하여 오픈모드 보호소자(100) 내에 흐르는 전류량을 감소시킴으로써, 보호부(110)의 양단 전압을 감소시켜 온도를 감소시킬 수 있으므로 발열을 억제할 수 있다((b) 영역 참조). 이에 따라, 보호부(110)의 과열에 의한 오픈모드 보호소자(100)의 자체 파손을 방지할 수 있다. At this time, if the open
도 1 및 도 2에서, 보호부(110)는 바리스터이고 전류억제부(120)는 PPTC 소자 또는 PTC 소자인 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 보호부(110) 및 전류억제부(120)는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 1 and 2, the
일례로, 보호부(110)는 써프레서(suppressor), GDT(Gas discharge tube) 및 다이오드 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 특별히 한정되지 않고, 과전압 또는 과전류를 바이패스시킬 수 있는 소자를 포함할 수 있다. For example, the
또한, 전류억제부(120)는 보호부(110)의 온도에 따라 보호부(110)로의 전류 경로를 완전히 차단하는 바이메탈이거나, 보호부(110)의 전류에 따라 차단되는 퓨즈일 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 보호부(110)가 이상 과열되거나 과전류가 유입되면 보호부(110)로의 전류 경로를 차단하거나 전류를 감소시킬 수 있는 소자를 포함할 수 있다.The current suppressing
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100)의 다양한 변형예를 설명한다.Hereinafter, various modifications of the open
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 오픈모드 보호소자(100a)는 보호부 (110')가 내부전극(112,114) 및 연결전극(103a)을 구비할 수 있다. 4 and 5, the open
즉, 보호부(110')는 서로 일정간격으로 이격되어 대향하는 제1내부전극(112) 및 제2내부전극(114)을 포함할 수 있다. 이를 위해, 보호부(110')는 복수의 시트층(111)으로 이루어질 수 있다. That is, the protection unit 110 'may include a first
여기서, 제1시트층(111a)은 복수의 시트층(111)의 최하부에 배치되며, 그 상면에 제1외부전극(101) 또는 제2외부전극(102)에 연결되는 제1내부전극(112)이 구비될 수 있다. 제2시트층(111b)은 제1시트층(111a)의 상측에 배치되며, 그 상면에 제2내부전극(114)이 구비될 수 있다. 제3시트층(111c)은 제2시트층(111b)의 상측에 배치되며, 복수의 시트층(111)의 최상부에 배치될 수 있다. 이때, 시트층(111a,111b,111c) 각각은 도면에서 동일한 두께로 형성되는 것으로 도시되고 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 상이한 두께로 구성될 수 있다. The
이러한 복수의 시트층(111a,111b,111c) 각각은 바리스터 재료로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 보호부(110')는 제1내부전극(112) 및 제2내부전극(114)을 갖는 바리스터로 기능할 수 있다. Each of the plurality of
이때, 보호부(110')와 전류억제부(120)는 접합면에는 제2내부전극(114)에 연결되는 연결전극(103a)이 구비될 수 있다. 즉, 연결전극(103a)은 전류억제부(120)의 일부에 접하도록 배치될 수 있다. At this time, a
이러한 연결전극(103a)은 전류억제부(120)의 일측 전극으로서 기능하는 동시에 보호부(110')와 전류억제부(120)를 연결하는 연결부의 기능을 가질 수 있다. 즉, 전류억제부(120)는 연결전극(103a) 및 제2외부전극(102)이 양단 전극일 이룰 수 있다. The
이에 의해 보호부(110')는 제1내부전극(112) 및 제2내부전극(114) 사이의 거리 및 전극의 특성을 이용하여 동작전압을 용이하게 조정할 수 있다. 더욱이, 보호부(110')는 도 1의 보호부(110)에 비하여 낮은 동작전압을 형성하므로, 과전압 또는 과전류에 대한 보호기능을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the protective portion 110 'can easily adjust the operating voltage using the distance between the first
이와 같은 오픈모드 보호소자(100a)는 보호부의 내부전극 및 연결전극 이외의 구성이 도 1의 오픈모드 보호소자(100)와 동일하므로 여기서 구체적인 설명은 생략한다.The open
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 오픈모드 보호소자(100b)는 2개의 전류억제부(120-1,120-2)와 전류억제부(120-1,120-2) 사이에 배치된 보호부(110")를 포함할 수 있다.6 and 7, the open-
즉, 2개의 전류억제부(120-1,210-2)는 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102) 중 어느 하나에 연결되고, 보호부(110")는 전류억제부(120-1,120-2) 각각에 대면하여 접합된다. That is, the two current suppressing parts 120-1 and 210-2 are connected to either the first
여기서, 보호부(110")는 그 양측에 제1내부전극(112') 및 제2내부전극(114')을 구비할 수 있다. 이때, 제1내부전극(112') 및 제2내부전극(114')은 전류억제부(120)의 일부에 접하도록 배치될 수 있다.Here, the first inner electrode 112 'and the second inner electrode 114' may be provided on both sides of the protection unit 110 '. In this case, the first inner electrode 112' and the second inner electrode 114 ' (114 ') may be disposed in contact with a part of the current suppressing portion (120).
이러한 제1내부전극(112') 및 제2내부전극(114')은 전류억제부(120-1,120-2) 각각의 일측 전극으로 기능할 수 있다. 즉, 전류억제부(120-1)는 제1외부전극(101) 및 제1내부전극(112')이 양단 전극을 이루며, 전류억제부(120-2)는 제2내부전극(114') 및 제2외부전극(102)이 양단 전극을 이룰 수 있다. The first internal electrode 112 'and the second internal electrode 114' may function as one electrode of each of the current suppressing portions 120-1 and 120-2. That is, the current restricting part 120-1 includes the first
이때, 보호부(110") 및 전류억제부(120-1,120-2)는 단일 몸체(110a,120a)로 이루어질 수 있다. At this time, the protective portion 110 '' and the current suppressing portions 120-1 and 120-2 may be formed of a
이와 같이, 보호부(110")는 전류억제부(120-1,120-2) 사이에 배치되기 때문에, 전류억제부(120-1,120-2)에 의해 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)과 충분히 이격되므로, 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)의 영향을 배제할 수 있고 따라서, 보호부(110")의 몸체(110a)의 박형화를 달성할 수 있다.As described above, since the
이를 통해, 오픈모드 보호소자(100b)는 보호부(110")가 낮은 동작전압을 가질 수 있으며, 이에 의해 과전압 또는 과전류에 대한 보호기능을 더욱 향상시킬 수 있다. Thereby, the open
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 오픈모드 보호소자(100c)는 복수의 시트층(111')으로 이루어질 수 있다. 즉, 오픈모드 보호소자(100c)는 보호부(110"') 및 전류억제부(120')가 수직으로 연결될 수 있다.8 and 9, the open
여기서, 제1시트층(111a)은 그 상면에 제1외부전극(101) 또는 제2외부전극(102)에 연결되는 제1내부전극(112")이 구비될 수 있다. 제2시트층(120a)은 제1시트층(111a)의 하측에 배치되며, 그 상면에 공통전극(114")이 구비될 수 있다. 제3시트층(111c)은 제1시트층(111a)의 상측에 배치되며, 복수의 시트층(111')의 최상부에 배치될 수 있다. 제4시트층(111d)은 제2시트층(120a)의 하측에 배치되며, 그 상면에 제1외부전극(101) 또는 제2외부전극(102)에 연결되는 제2내부전극(122)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 시트층(111a,111b,111c,111d) 각각은 도면에서 동일한 두께로 형성되는 것으로 도시되고 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 상이한 두께로 구성될 수 있다. The
이러한 복수의 시트층(111')은 이종 재료로 이루어질 수 있다. The plurality of sheet layers 111 'may be made of different materials.
일례로, 제1내부전극(112")과 공통전극(114") 사이에 배치된 제1시트층(111a)은 바리스터 재료로 이루어지고, 공통전극(114")과 제2내부전극(122) 사이에 배치된 제2시트층(120a)은 PPTC 재료 또는 PTC 재료로 이루어질 수 있다. 이때, 제3시트층(111c) 및 제4시트층(111d)은 제1시트층(111a)과 동일하게 바리스터 재료로 이루어지거나 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. For example, the
이때, PPTC 재료 또는 PTC 재료로 이루어진 제2시트층(120a)은 상온에서 저항이 낮기 때문에 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)에 전기적 연결이 차단되어야 한다. 이를 위해, 제2시트층(120a)은 제1외부전극(101) 및 제2외부전극(102)에 연결되는 양측부에 절연부재(124)가 구비될 수 있다. At this time, since the resistance of the
보호부(110"')는 제1내부전극(112"), 공통전극(114") 및 제1시트층(111a)을 포함할 수 있다. 여기서, 보호부(110"')는 제1내부전극(112") 및 제1내부전극(112")으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 공통전극(114")를 포함할 수 있다. The protective portion 110 '' 'may include a first inner electrode 112' ', a common electrode 114' 'and a
또한, 전류억제부(120')는 공통전극(114"), 제2내부전극(122) 및 제2시트층(120a)을 포함할 수 있다. 여기서, 전류억제부(120')는 공통전극(114") 및 공통전극(114")으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 제2내부전극(122)을 포함할 수 있다.The current suppressing portion 120 'may include a
이와 같이, 공통전극(114")은 보호부(110"')와 전류억제부(120') 각각의 일측 전극으로서 기능하며, 이를 통하여 보호부(110"')와 전류억제부(120')가 제1외부전극(101)과 제2외부전극(102) 사이에서 직렬연결될 수 있다. As described above, the
여기서, 보호부(110"')는 전류억제부(120')의 상부에 적층 배치되는 것으로 도시되고 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 전류억제부(120')의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 적층 배치될 수 있다. Here, the
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 오픈모드 보호소자(100,100a~100c)는 정전류원 및 LED로 이루어진 부하를 갖는 전자장치에 사용될 수 있다. The open
도 10에 도시된 바와 같이, 전자장치(1)는 정전류원(10), LED 부하(12), 접지단자 및 오픈모드 보호소자(100)를 포함할 수 있다. 10, the
여기서, 전자장치(1)는 LED를 부하로 갖는 장치로서, TV 등과 같은 디스플레이 장치의 백라이트(BLU), 자동차의 각종 램프, 및 디밍을 이용한 스마트 조명 중 어느 하나일 수 있다. Here, the
정전류원(10)은 일정한 크기의 전류를 LED 부하(12)로 공급할 수 있다. 이러한 정전류원(10)은 정전류 방식의 전원 및 정전류 구동부 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 정전류원(10)은 특별한 형태에 한정되지 않으며, 정전류 방식으로 전류를 공급하는 소스일 수 있고, 예를 들면, 상기 전자장치(1)에 전원을 공급하는 전원이거나 LED 부하(12)를 구동하기 위한 구동부일 수 있다. The constant
LED 부하(12)는 복수의 LED로 구성될 수 있다. 여기서, LED 부하(12)는 복수의 LED가 직렬로 연결될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일예로, LED 부하(12)는 복수의 LED가 직렬로 연결되고, 직렬 연결된 복수의 LED가 병렬로 연결될 수 있거나, 복수의 LED가 병렬로 연결되고, 병렬 연결된 복수의 LED가 직렬로 연결될 수 있다. The
이러한 LED 부하(12)는 정전류원(10)으로부터 일정 크기의 전류가 공급되어 LED가 점등하면서 일정한 전압값을 가질 수 있다. 일례로, 정전류원(10)이 400㎃의 전류를 공급하고, LED 부하(12)가 10개의 LED로 이루어진 경우, 부하의 양단에 대략 25~30V의 전압이 출력될 수 있다.The
여기서, 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 일측은 접지단자에 연결된다. 즉, 정전류원(10) 및 부하(12)의 음극 측은 접지 단자에 연결될 수 있다. 이러한 접지단자는 전자장치(1)의 회로기판에 형성되는 공통접지와 연결될 수 있다. Here, one side of the constant
오픈모드 보호소자(100)는 정전류원(10) 및 LED 부하(12)에 각각 병렬 연결될 수 있다. 즉, 오픈모드 보호소자(100)는 그 일측이 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 일측과 연결되고, 그 타측이 정전류원(10) 및 LED 부하(12)의 타측과 연결될 수 있다. 이때, 오픈모드 보호소자(100)의 일측은 상기 접지단자에 연결될 수 있다. The open-
이와 같이 전자장치(1)는 LED 부하(12)가 정상 동작 상태에서, 외부로부터 LED 부하(12)로 ESD, EOS 또는 서지가 유입되는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 오픈모드 보호소자(100)로 ESD, EOS 또는 서지에 대응하는 전류(iESD)가 흐르고 결과적으로 접지단자로 바이패스시킴으로써, LED 부하(12)를 ESD, EOS 또는 서지로부터 보호할 수 있다. As described above, when the ESD, EOS, or surge flows from the outside into the
즉, 오픈모드 보호소자(100)는 PPTC 소자 또는 PTC 소자와 같은 전류억제부(120)의 저항이 매우 작기 때문에 실질적으로 보호부(110)에 의해 바리스터와 같은 ESD, EOS 또는 서지에 대한 보호소자로서 기능한다. That is, since the resistance of the current suppressing
한편, 외부에서 유입된 ESD, EOS 또는 서지에 대하여 보호부(110)가 충분한 보호기능을 갖지 못하면, LED 부하(12) 중 일부가 ESD, EOS 또는 서지에 의해 손상되어 LED 부하(12)가 오픈상태로 되는 경우가 종종 발생한다. On the other hand, if the
이때, 도 12에 도시된 바와 같이, 정전류원(10)의 전류(iopen)는 모두 오픈모드 보호소자(100)로 흐르게 된다. At this time, as shown in FIG. 12, the current i open of the constant
이에 따라, 정전류원(10)이 지속적으로 일정한 전류를 공급하므로 오픈모드 보호소자(100) 내에 흐르는 전류가 증가하면서 전압도 크게 증가한다. 결과적으로, 오픈모드 보호소자(100)의 보호부(110)는 과전류 및 과전압에 의해 온도가 점진적으로 상승한다. Accordingly, since the constant
이때, 보호부(110)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면, 전류억제부(120)의 저항값이 크게 증가함으로, 보호부(110)에 흐르는 전류를 감소시킴으로써, 보호부(110)의 온도 상승을 억제할 수 있다. At this time, when the temperature of the
이에 따라, 오픈모드 보호소자(100)의 이상 과열을 억제함으로써, 오픈모드 보호소자(100)에 인접한 회로부품의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 인접 부품이 가연성이 물질로 이루어진 경우, 일례로, LED로부터 발광된 빛의 효율을 향상시키기 위해 LED의 전면에 백색 시트지가 배치되는 경우, 보호소자의 발화로 인한 화재를 미연에 예방할 수 있다. Thus, by suppressing abnormal overheating of the open
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 전자장치 10 : 정전류원
12 : LED 부하 100,100a~100c : 오픈모드 보호소자
101 : 제1외부전극 102 : 제2외부전극
103 : 연결부 111a,111b,111c,111d,120a : 시트층
110 : 보호부 120 : 전류억제부1: Electronic device 10: Constant current source
12:
101: first external electrode 102: second external electrode
103: connecting
110: Protection unit 120: Current suppression unit
Claims (14)
상기 정전류원 및 상기 부하의 일측에 연결되는 제1외부전극;
상기 정전류원 및 상기 부하의 타측 및 접지에 연결되는 제2외부전극;
상기 제1외부전극으로 유입되는 과전압 또는 과전류를 상기 제2외부전극을 통하여 상기 접지로 바이패스시키는 보호부; 및
상기 보호부와 직렬 연결되고, 상기 보호부의 온도를 감지하며, 상기 LED로 이루어진 부하의 오픈 상태에서 상기 정전류원에서 공급되는 전류에 의해 상기 보호부의 전압이 증가하여 상기 보호부의 온도가 점진적으로 증가함에 따라 상기 보호부의 전류를 감소시키는 전류억제부;를 포함하고,
서로 대향하는 상기 보호부의 몸체와 상기 전류억제부의 몸체의 적어도 일부가 면접합되는 오픈모드 보호소자. An open-mode protection element connected in parallel to a load made up of a constant current source and an LED,
A first external electrode connected to one side of the constant current source and the load;
A second external electrode connected to the other side of the constant current source and the load and the ground;
A protective unit for bypassing an overvoltage or an overcurrent flowing into the first external electrode to the ground through the second external electrode; And
The temperature of the protection unit is gradually increased by increasing the voltage of the protection unit by the current supplied from the constant current source in the open state of the load made of the LED, And a current suppressing unit for reducing a current of the protection unit,
Wherein at least a part of the body of the current suppressing portion is in face-to-face contact with the body of the protecting portion facing each other.
상기 보호부의 몸체는 바리스터 재료로 이루어지고,
상기 전류억제부의 몸체는 PPTC 재료 또는 PTC 재료로 이루어진 오픈모드 보호소자.The method according to claim 1,
Wherein the body of the protector is made of a varistor material,
Wherein the body of the current suppressing portion is made of a PPTC material or a PTC material.
상기 보호부 및 상기 전류억제부 각각은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결되는 오픈모드 보호소자.3. The method of claim 2,
Wherein each of the protection unit and the current suppression unit is connected to one of the first external electrode and the second external electrode.
상기 보호부 및 상기 전류억제부 각각은 단일 몸체로 이루어진 오픈모드 보호소자.The method of claim 3,
Wherein each of the protection unit and the current suppression unit is a single body.
상기 보호부는 복수의 시트층, 서로 일정간격으로 이격되어 대향하는 제1내부전극 및 제2내부전극, 및 상기 제2내부전극에 연결되는 연결전극을 포함하고,
상기 전류억제부는 단일 몸체로 이루어지며,
상기 연결전극은 상기 전류억제부의 일부에 접하도록 배치되는 오픈모드 보호소자.The method of claim 3,
Wherein the protector includes a plurality of sheet layers, first and second internal electrodes spaced apart from each other at a predetermined distance, and a connection electrode connected to the second internal electrode,
Wherein the current suppressing portion comprises a single body,
Wherein the connection electrode is disposed in contact with a part of the current suppressing portion.
상기 제1내부전극은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결되는 오픈모드 보호소자.6. The method of claim 5,
Wherein the first internal electrode is connected to one of the first external electrode and the second external electrode.
상기 전류억제부는 2개로 이루어져 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 각각에 연결되고,
상기 보호부는 상기 2개의 전류억제부 사이에 배치되는 오픈모드 보호소자.3. The method of claim 2,
Wherein the current suppressing portion is formed of two and connected to each of the first external electrode and the second external electrode,
And the protective portion is disposed between the two current suppressing portions.
상기 보호부는 양측에 제1내부전극 및 제2내부전극을 구비하고,
상기 제1내부전극 및 상기 제2내부전극은 상기 전류억제부의 일부에 접하도록 배치되는 오픈모드 보호소자.8. The method of claim 7,
The protection unit includes a first internal electrode and a second internal electrode on both sides,
Wherein the first internal electrode and the second internal electrode are arranged so as to be in contact with a part of the current suppressing portion.
상기 오픈모드 보호소자의 몸체는 복수의 시트층으로 이루어지고,
상기 보호부는 제1내부전극 및 상기 제1내부전극으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 공통전극을 포함하고,
상기 전류억제부는 상기 공통전극으로부터 일정거리 이격되어 대향 배치되는 제2내부전극을 포함하며,
상기 전류억제부를 이루는 시트층의 양측에는 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극과의 전기적 연결을 차단하기 위한 절연부재를 구비하는 오픈모드 보호소자.The method of claim 3,
Wherein the body of the open mode protection element comprises a plurality of sheet layers,
Wherein the protection unit includes a first internal electrode and a common electrode disposed opposite to the first internal electrode by a predetermined distance,
Wherein the current suppressing portion includes a second internal electrode disposed opposite to the common electrode with a predetermined distance therebetween,
And an insulating member for blocking electrical connection between the first external electrode and the second external electrode on both sides of the sheet layer constituting the current suppressing portion.
상기 제1내부전극 및 상기 제2내부전극 각각은 상기 제1외부전극 및 상기 제2외부전극 중 어느 하나에 연결되는 오픈모드 보호소자.10. The method of claim 9,
Wherein each of the first internal electrode and the second internal electrode is connected to one of the first external electrode and the second external electrode.
상기 전류억제부는 바이메탈, 퓨즈, PPTC(polymeric positive temperature coefficient) 소자 및 PTC(positive temperature coefficient) 소자 중 어느 하나인 오픈모드 보호소자.The method according to claim 1,
Wherein the current suppressor is any one of a bimetal, a fuse, a polymeric positive temperature coefficient (PPTC) device, and a positive temperature coefficient (PTC) device.
상기 보호부는 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), GDT(Gas Discharge Tube) 및 다이오드 중 어느 하나인 오픈모드 보호소자.The method according to claim 1,
Wherein the protection unit is one of a varistor, a suppressor, a gas discharge tube (GDT), and a diode.
상기 정전류원에 의해 구동되는 LED로 이루어진 부하;
상기 정전류원 및 상기 부하의 일측이 연결되는 접지단자; 및
상기 정전류원 및 상기 부하에 각각 병렬 연결되되, 일측이 상기 접지단자에 연결되는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 오픈모드 보호소자;를 포함하는 전자장치. Constant current source;
A load consisting of an LED driven by the constant current source;
A ground terminal to which the constant current source and one side of the load are connected; And
12. The electronic device according to any one of claims 1 to 11, wherein the open-mode protection element is connected in parallel to the constant current source and the load, and one side is connected to the ground terminal.
상기 정전류원은 정전류 구동부 및 정전류 방식의 전원 중 어느 하나인 전자장치.14. The method of claim 13,
Wherein the constant current source is any one of a constant current driving unit and a constant current type power source.
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