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AN2946

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Doc ID 15473 Rev 2

List of figures

Figure 1.

Solar-LED streetlight controller demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 2.

Solar-LED streetlight system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Figure 3.

System block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Figure 4.

Battery charging pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Figure 5.

LED lamp driving scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 6.

12 V power supply circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 7.

3.3 V power supply circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 8.

Noise filtering circuit for VDD and VDDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 9.

Solar module control circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 10.

Hardware OVP circuit for battery overcharging protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 11.

Battery charger circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 12.

LED lamp driver circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 13.

Temperature sensing circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 14.

Voltage and current detection circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 15.

Charging current versus solar module output voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figure 16.

MPPT test diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figure 17.

V-I curve and PSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 18.

Battery voltage versus charging current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 19.

Charger input current (Isc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 20.

Charger output current (Iba) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 21.

Vds on Q2, current on L2, and Vak on D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 22.

LED lamp current, efficiency vs. battery voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 23.

LED current, efficiency vs. LED voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 24.

Driver input current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 25.

Driver output current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 26.

Vgs, Ids, and Vds on Q4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 27.

Main loop flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 28.

80 W solar module I-V and P-V curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 29.

P and O method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 30.

P and O tracing route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 31.

Three-stage charging routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 32.

MPPT flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 33.

Ambient light sensing flowchart (day and night judgment) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 34.

LED light-off routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 35.

LED light-on routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 36.

System monitoring flowchart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 37.

LED_fault IRQ flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 38.

System self-recovery flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 39.

Anti-backflow for battery charging flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 40.

Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 41.

Top view of demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 42.

Bottom view of demonstration board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31