4 優先級電源多路復用器配置

當主電源電壓降至指定的閾值以下時，優先級電源多路復用器會自動將主電源轉換為輔助 (AUX) 或次級電源。如果可用且處于可接受限值內，主電源始終是為負載供電的首選電源。例如，如果配電單元中的上游智能保險絲在子系統的主電源上跳閘，則優先級電源多路復用器電路會自動將 AUX 電源連接到輸出端，并從輸出端斷開主電源，以避免子系統運行出現任何中斷。如果上游智能保險絲復位且主電源電壓上升到可接受的閾值以上，則優先級電源多路復用器電路會自動將主電源連接回輸出端并斷開 AUX 電源。

電源多路復用器電路需要使用 LM74800-Q1 或 LM74900-Q1 等控制器來控制每個電源軌上的兩個背對背 MOSFET。當主電源和 AUX 電源都存在且處于可接受的范圍內，并且主電源正在為負載供電時，AUX 路徑控制器必須在主電源電壓高于 AUX 電源電壓時阻斷反向電流。同樣，當主電源電壓低于 AUX 電源時，AUX 路徑控制器必須阻斷正向電流。這確保具有最高優先級的主電源為負載供電，而 AUX 電源與主電源和負載隔離。

LM74900-Q1 理想二極管控制器驅動和控制外部背對背 N 溝道 MOSFET，從而模擬具有電源路徑開關控制及過流和過壓保護功能的理想二極管整流器。圖 5 是在共漏極拓撲中使用兩個 LM74900-Q1 器件的優先級電源多路復用器原理圖。V_AUX 路徑中 LM74900-Q1 的過壓引腳配置為當 V_PRIM 因為任何原因斷開時，V_AUX 電源立即連接到負載，并確保為負載持續供電。

電源多路復用器電路的目的是在 V_PRIM 被切斷或超出可接受的范圍時，負載切換到由 V_AUX 供電，同時使輸出電壓保持在較低水平。為了在轉換期間將輸出電壓保持較低水平，負載開關 FET (Q4)（由 V_AUX 路徑中的 LM74900-Q1 驅動）必須在 V_PRIM 的電源路徑關閉（通過關斷 Q2）期間非常快速地導通。但是，HGATE 引腳設計為僅提供 55μA 柵極電流，以實現慢啟動來提供浪涌電流限制，該電流太低而無法快速將 HGATE 變為高電平。由一各電阻器 (R_CP)、一個晶體管 (Q5)和一個二極管 (D2) 組成的小電路可以增加 HGATE 拉電流。另外還可以通過將 Q5 的發射極連接到 Q4 的柵極來增加柵極拉電流，因為 Q5 允許電荷泵電容器將 HGATE 直接拉高。或者,您可以通過改變 R_CP 的電阻值來調節 Q4 柵極拉電流。D2 在 Q5 周圍提供了一條路徑來關斷 Q4。

圖 6 顯示了在 V_PRIM 斷開且負載快速轉換至 V_AUX 電壓軌的情況下捕獲的波形。AUX 電壓軌的 HGATE 在 20μs 內導通以減少輸出電壓下降。

圖 7 顯示了當 V_PRIM 恢復到可接受的水平時的瞬時波形，這時優先級電源多路復用器電路平穩地轉換負載，最低電壓降到 V_PRIM，因為它的優先級高于 V_AUX。

表 1 顯示了各種理想二極管控制器以及它們基于各個功能集可支持的冗余電源拓撲。