4 优先级电源多路复用器配置

当主电源电压降至指定的阈值以下时，优先级电源多路复用器会自动将主电源转换为辅助 (AUX) 或次级电源。如果可用且处于可接受限值内，主电源始终是为负载供电的首选电源。例如，如果配电单元中的上游智能保险丝在子系统的主电源上跳闸，则优先级电源多路复用器电路会自动将 AUX 电源连接到输出端，并从输出端断开主电源，以避免子系统运行出现任何中断。如果上游智能保险丝复位且主电源电压上升到可接受的阈值以上，则优先级电源多路复用器电路会自动将主电源连接回输出端并断开 AUX 电源。

电源多路复用器电路需要使用 LM74800-Q1 或 LM74900-Q1 等控制器来控制每个电源轨上的两个背对背 MOSFET。当主电源和 AUX 电源都存在且处于可接受的范围内，并且主电源正在为负载供电时，AUX 路径控制器必须在主电源电压高于 AUX 电源电压时阻断反向电流。同样，当主电源电压低于 AUX 电源时，AUX 路径控制器必须阻断正向电流。这确保具有最高优先级的主电源为负载供电，而 AUX 电源与主电源和负载隔离。

LM74900-Q1 理想二极管控制器驱动和控制外部背对背 N 沟道 MOSFET，从而模拟具有电源路径开关控制及过流和过压保护功能的理想二极管整流器。图 5 是在共漏极拓扑中使用两个 LM74900-Q1 器件的优先级电源多路复用器原理图。V_AUX 路径中 LM74900-Q1 的过压引脚配置为当 V_PRIM 因为任何原因断开时，V_AUX 电源立即连接到负载，并确保为负载持续供电。

图 5 使用 LM74900-Q1 的典型优先级电源多路复用器应用电路。

电源多路复用器电路的目的是在 V_PRIM 被切断或超出可接受的范围时，负载切换到由 V_AUX 供电，同时使输出电压保持在较低水平。为了在转换期间将输出电压保持较低水平，负载开关 FET (Q4)（由 V_AUX 路径中的 LM74900-Q1 驱动）必须在 V_PRIM 的电源路径关闭（通过关断 Q2）期间非常快速地导通。但是，HGATE 引脚设计为仅提供 55μA 栅极电流，以实现慢启动来提供浪涌电流限制，该电流太低而无法快速将 HGATE 变为高电平。由一各电阻器 (R_CP)、一个晶体管 (Q5)和一个二极管 (D2) 组成的小电路可以增加 HGATE 拉电流。另外还可以通过将 Q5 的发射极连接到 Q4 的栅极来增加栅极拉电流，因为 Q5 允许电荷泵电容器将 HGATE 直接拉高。或者,您可以通过改变 R_CP 的电阻值来调节 Q4 栅极拉电流。D2 在 Q5 周围提供了一条路径来关断 Q4。

图 6 显示了在 V_PRIM 断开且负载快速转换至 V_AUX 电压轨的情况下捕获的波形。AUX 电压轨的 HGATE 在 20µs 内导通以减少输出电压下降。

图 6 电源多路复用器应用中的 V_PRIM 到 V_AUX 切换

图 7 显示了当 V_PRIM 恢复到可接受的水平时的瞬时波形，这时优先级电源多路复用器电路平稳地转换负载，最低电压降到 V_PRIM，因为它的优先级高于 V_AUX。

图 7 电源多路复用器应用中的 V_AUX 至 V_PRIM 切换。

表 1 显示了各种理想二极管控制器以及它们基于各个功能集可支持的冗余电源拓扑。