實現電源冗余的最基本方法是并聯兩個穩壓輸出，每個輸出都采用二極管連接。例如，可以將兩個 TPS7H4011-SP 降壓轉換器器件配置為向單個電源軌供電。二極管設計可確保如果一個電源發生故障（如由于輸出電容器的接地短路），另一個電源將不受影響并繼續供電。

TPS7H4011-SP 與其引腳兼容的耐輻射型號 TPS7H4011-SEP 一樣，尤為適用于此配置，原因在于其集成的保護和監測功能：

• 針對欠壓和過壓問題的電源正常輸出監控
• 通過 FAULT 輸入引腳實現靈活的故障管理
• 可選電流限制
• 熱關斷保護
• 可調輸入使能和電源正常輸出
• 單調啟動進入預偏壓輸出
• 可調斜坡補償和軟啟動
• 差分遙感

在無需外部時鐘的情況下，該器件最多可配置四個并聯器件以提高電流能力；或者就 FDIR 而言，僅用于實現冗余并盡可能減少設計開銷。

但是，穩健的電源系統通常需要的不僅僅是無源二極管。為了防止故障反饋到主電源軌中，需要從其輸入端主動斷開故障轉換器。

這需要：

• 開關元件來隔離故障器件
• 針對過流、欠壓、過壓或過熱事件的故障檢測邏輯
• 在根本原因消失后鎖存電路以保持故障狀態
• 用于實現具有適當延遲和重試限制的重試邏輯時序機制
• 消隱周期，用于抑制上電浪涌或良性瞬態等事件期間的誤觸發

如果未精心設計，這些附加元件實際上會增加平均故障時間 (MTTF)，從而降低整體系統可靠性。因此，智能冗余需要一個經過良好集成和測試的架構。

簡化復雜冗余控制的一種方式是使用高可靠性 MCU，例如 TMS570LC4357-SEP。如果器件已裝配到 PCB 并用于其他功能，僅需加裝少量電路即可管理電源故障響應，從而在不增加元件數量或功率預算的情況下實現增值。

進一步來說，圖 6-1 中所示的設計原則可在無點故障的情況下實現容錯，這意味著冗余方案中的任何單個元件在發生故障后，不會影響向下游系統的電力輸送。[2]

使用 TPS7H2221-SEP 作為負載開關可進一步提高穩健性和可恢復性，這得益于集成的保護功能和機制：

• 短路保護
• 浪涌電流限制，可降低上游元件的應力
• 具有自動重啟功能的熱關斷
• 快速輸出放電 (QOD)，用于恢復下游鎖存負載（請參閱 圖 6-2）。

德州儀器 (TI) 和 STAR-Dundee [4] 聯合白皮書中介紹了優化冗余的實際示例，詳細說明了 Xilinx KU060 FPGA 的故障保護電源架構（請參閱 圖 6-2），如應用簡報 STAR-Tiger SpaceFibre 路由交換機的電源設計所述。

白皮書展示了冗余電源輸入管理、正確的電源時序以及全面的故障檢測和隔離機制，僅需加裝少量元件。此設計采用 TPS7H2201-SP 智能負載開關，該開關集成了過壓和欠壓保護、過流和電流檢測、熱保護以及內部或外部控制負載切換功能。

以上兩個示例說明了如何使用高性能航天級元件，為要求嚴苛的衛星應用構建穩健、容錯的系統級電源解決方案。