CN116800068B - 用于电源切换的电路单元及拓扑电路、电源系统 - Google Patents

用于电源切换的电路单元及拓扑电路、电源系统 Download PDF

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CN116800068B CN202311040597.8A CN202311040597A CN116800068B CN 116800068 B CN116800068 B CN 116800068B CN 202311040597 A CN202311040597 A CN 202311040597A CN 116800068 B CN116800068 B CN 116800068B
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Abstract

本申请涉及集成电路技术领域，公开一种用于电源切换的电路单元，包括：P‑MOS场效应管，其D极与第一电源连接，G极与第二电源连接，G极与S极之间通过单向导通元件连接且沿G极至S极导通，D极与S极之间设置寄生二极管且沿D极至S极导通，S极电压用以作为输出电源Vout。本申请能够提升电源热切换的可靠性。本申请还公开一种用于电源切换的拓扑电路及电源系统。

Description

用于电源切换的电路单元及拓扑电路、电源系统
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域，例如涉及一种用于电源切换的电路单元及拓扑电路、电源系统。
背景技术
目前，集成电路技术领域的电源管理，应用于Soc（System on Chip，系统级芯片）和CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、内存以及其他对电源可靠性与稳定性要求极高的场景。面向高端工业控制、通信基站、服务器、半导体等领域，电源系统需要具有极高的可靠性和电源质量，确保系统稳定运行。如此，对电源管理电路多个输入电源的热切换和动态调节提出了更高的要求。
相关技术采用集成电路电源切换方案，该方案基于比较器的硬件逻辑实现电源的切换检测和控制。
在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
基于比较器的硬件逻辑电路，存在电路复杂、切换时间长的缺点，特别是在高端SoC芯片的供电管理中，相关技术难以满足对稳定电源的迅速切换需求，电源热切换的可靠性较差。
需要说明的是，在上背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供一种用于电源切换的电路单元、拓扑电路和电源系统，以提升电源热切换的可靠性。
在一些实施例中，所述电路单元，包括：P-MOS场效应管，其D极与第一电源连接，G极与第二电源连接，G极与S极之间通过单向导通元件连接且沿G极至S极导通，D极与S极之间设置寄生二极管且沿D极至S极导通，S极电压用以作为输出电源Vout。
在一些实施例中，在VGS<Vgth的情况下，P-MOS场效应管导通；其中，Vout=VE2-VD；VGS、Vgth分别表示GS极电压以及P-MOS场效应管的开启电压；VE2、VD分别表示第二电源的电压以及单向导通元件的压降电压。
在一些实施例中，所述单向导通元件包括二极管、晶闸管或者绝缘栅双极型晶体管IGBT。
在一些实施例中，所述拓扑电路，包括：n-1个级联的如上述的用于电源切换的电路单元，n为大于1的整数；其中，第1个P-MOS场效应管的S极电压用以作为输出电源Vout；第i个P-MOS场效应管的D极与第i电源连接，S极与第i-1个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第i+1个用于电源切换的电路单元的S极连接，i=2，...，n-2；第n-1个P-MOS场效应管的D极与第n-1电源连接，S极与第n-2个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第n电源连接。
在一些实施例中，在VGS>Vgth的情况下，所有P-MOS场效应管截止；其中，Vout=VEn-(n-1)VD；VD表示单向导通元件的压降电压，VEn表示第n电源的电压。
在一些实施例中，所述拓扑电路还包括：限流电路，与第1个P-MOS场效应管的S极连接；和/或，滤波电路，与第n-1个P-MOS场效应管G极连接，用以对第n电源进行滤波。
在一些实施例中，所述限流电路包括：第一滤波电路，包括第一滤波电容C1以及限流电阻R1，第一滤波电容C1一端与第1个P-MOS场效应管的S极连接，另一端接地，限流电阻R1与第1个P-MOS场效应管的S极连接。
在一些实施例中，所述滤波电路包括：第二滤波电路，包括第二滤波电容Cn，第二滤波电容Cn一端与第n-1个P-MOS场效应管的G极连接，另一端接地。
在一些实施例中，所述电源系统，包括多个电源，所述多个电源共地设置，还包括：如上述的用于电源切换的电路单元；或者，如上述的用于电源切换的拓扑电路。
在一些实施例中，所述电源系统还包括：电源芯片，设置于任一电源与用于电源切换的电路之间；和/或，与用于电源切换的电路的输出连接；其中，用于电源切换的电路包括用于电源切换的电路单元或者用于电源切换的拓扑电路。
本公开实施例提供的用于电源切换的电路单元、拓扑电路和电源系统，可以实现以下技术效果：
在用于电源切换的电路单元中，P-MOS场效应管的D极和G极分别与第一电源和第二电源连接，且G极与S极之间设置单向导通元件。如此，S极电压Vout=VE1-Vp。GS极电压VGS=VE2+Vp- VE1。Vp表示寄生二极管的导通电压。因此，VGS<Vgth，P-MOS场效应管导通。此时，可通过第二电源进行供电。同时，D极与S极之间设置寄生二极管，可防止第二电源向第一电源充电，保证第二电源实现正常供电。如此，本公开实施例可通过控制P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理，并利用具有反向整流作用的寄生二极管抑制电源倒灌，在执行电源切换过程中具有切换时间短、响应速度快的优势，既能够满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，又能够提升电源切换的可靠性。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一个用于电源切换的电路单元的硬件示意图；
图2是本公开实施例提供的一个用于电源切换的拓扑电路的硬件示意图；
图3是本公开实施例提供的另一个用于电源切换的拓扑电路的硬件示意图；
图4是本公开实施例提供的另一个用于电源切换的拓扑电路的硬件示意图；
图5是本公开实施例提供的一个电源系统的示意图。
附图标记：
100：电源系统；
200：多个电源；
300：用于电源切换的电路单元；
400：用于电源切换的拓扑电路。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
目前，集成电路技术领域的电源管理，应用于Soc和CPU、内存以及其他对电源可靠性与稳定性要求极高的场景。面向高端工业控制、通信基站、服务器、半导体等领域，电源系统需要具有极高的可靠性和电源质量，确保系统稳定运行。如此，对电源管理电路多个输入电源的热切换和动态调节提出了更高的要求。
相关技术采用集成电路电源切换方案，该方案基于比较器的硬件逻辑实现电源的切换检测和控制。
然而，基于比较器的硬件逻辑电路，存在电路复杂、切换时间长的缺点，特别是在高端SoC芯片的供电管理中，相关技术难以满足对稳定电源的迅速切换需求，电源热切换的可靠性较差。
结合图1所示，本公开实施例提供一种用于电源切换的电路单元，包括：P-MOS场效应管。P-MOS场效应管的D极与第一电源E1连接，G极与第二电源E2连接，G极与S极之间通过单向导通元件连接且沿G极至S极导通，D极与S极之间设置寄生二极管且沿D极至S极导通，S极电压用以作为输出电源Vout。
采用本公开实施例提供的用于电源切换的电路单元，在用于电源切换的电路单元中，P-MOS场效应管的D极和G极分别与第一电源E1和第二电源E2连接，且G极与S极之间设置单向导通元件。如此，S极电压Vout=VE1-Vp。GS极电压VGS=VE2+Vp- VE1。Vp表示寄生二极管的导通电压。因此，VGS<Vgth，P-MOS场效应管导通。此时，可通过第二电源E2进行供电。同时，D极与S极之间设置寄生二极管，可防止第二电源E2向第一电源E1充电，保证第二电源E2实现正常供电。如此，本公开实施例可通过控制P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理，并利用具有反向整流作用的寄生二极管抑制电源倒灌，在执行电源切换过程中具有切换时间短、响应速度快的优势，既能够满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，又能够提升电源切换的可靠性。
需要说明的是，单向导通元件的压降电压根据电源系统的需求选择。
可选地，在VGS>Vgth的情况下，P-MOS场效应管截止。
其中，Vout=VE2-VD。VGS、Vgth分别表示GS极电压以及P-MOS场效应管的开启电压。VE2、VD分别表示第二电源的电压以及单向导通元件的压降电压。
这样，本公开实施例可通过控制P-MOS场效应管的G极电压控制P-MOS场效应管截止，从而可利用第二电源E2进行供电。同时，D极与S极之间设置寄生二极管，可防止第二电源E2向第一电源E1充电，保证第二电源E2实现正常供电。如此，本公开实施例可通过控制P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理，并通过其配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，从而满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，进而提升电源切换的可靠性。
可选地，单向导通元件包括二极管、晶闸管或者绝缘栅双极型晶体管IGBT。作为一种优选方案，单向导通元件为二极管。
这样，本公开实施例可防止第二电源E2向第一电源E1充电，保证第二电源E2实现正常供电，有利于提升电源切换的可靠性。
结合图2所示，本公开实施例还提供一种用于电源切换的拓扑电路，包括：n-1个级联的如上述的用于电源切换的电路单元，n为大于1的整数。
其中，第1个P-MOS场效应管的S极电压用以作为输出电源Vout。
第i个P-MOS场效应管的D极与第i电源连接，S极与第i-1个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第i+1个用于电源切换的电路单元的S极连接，i=2，...，n-2。
第n-1个P-MOS场效应管的D极与第n-1电源连接，S极与第n-2个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第n电源连接。
采用本公开实施例提供的用于电源切换的拓扑电路，本公开实施例可通过控制n-1个级联的用于电源切换的电路单元各自P-MOS场效应管的G极电压控制n个P-MOS场效应管导通或者截止，从而可利用第n电源进行供电。同时，每个用于电源切换的电源各自的P-MOS场效应管的D极与S极之间均设置寄生二极管，能够防止第i电源向第i-1电源充电，并防止第n-1电源向n-2电源供电，并防止第n电源向第n-1电源供电，从而保证第n电源实现正常供电。如此，本公开实施例可通过n-1个级联的用于电源切换的电路单元各自的G极电压进行电源管理，并通过n个P-MOS场效应管配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，从而满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，进而提升电源切换的可靠性。同时，在电源系统配置的电源数量大于或者等于三个的情况下，该用于电源切换的拓扑电路可将用于电源切换的电路单元作为基础单元进行电路拓扑，如此，有效减小芯片功耗。
需要说明的是，第n个P-MOS场效应管的选型适配第n-1电源和第n电源及Vout的后级电流需求。第1个P-MOS场效应管至第n-1个P-MOS场效应管的选型适配Vout的后级电流需求。
在单向导通元件为二极管的情况下，二极管Dn的选型适配第n-1电源和第n-1电源、Vout的后级电流需求及适配用于电源切换的电路单元所应用的电源系统的功耗需求。
可选地，在VGS>Vgth的情况下，所有P-MOS场效应管截止。
其中，Vout=VEn-(n-1)VD。VD表示单向导通元件的压降电压，VEn表示第n电源的电压。
这样，本公开实施例可通过控制n个P-MOS场效应管的G极电压控制第1至第n-1个P-MOS场效应管截止，并控制第n个P-MOS场效应管导通，从而可利用第n电源进行供电。同时，每个P-MOS场效应管的D极与S极之间均设置寄生二极管，可防止电源倒灌，保证第n电源实现正常供电。如此，本公开实施例可通过控制n个P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理，并通过n个P-MOS场效应管配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，从而满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，进而提升电源切换的可靠性。
结合图3和图4所示，本公开实施例还提供一种用于电源切换的拓扑电路，包括：n-1个级联的如上述的用于电源切换的电路单元、限流电路和/或滤波电路，n为大于1的整数。
其中，第1个P-MOS场效应管的S极电压用以作为输出电源Vout。
第i个P-MOS场效应管的D极与第i电源连接，S极与第i-1个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第i+1个用于电源切换的电路单元的S极连接，i=2，...，n-2。
第n-1个P-MOS场效应管的D极与第n-1电源连接，S极与第n-2个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第n电源连接。
限流电路，与第1个P-MOS场效应管的S极连接。
滤波电路，与第n-1个P-MOS场效应管G极连接，用以对第n电源进行滤波。
采用本公开实施例提供的用于电源切换的拓扑电路，本公开实施例可通过控制n-1个级联的用于电源切换的电路单元各自P-MOS场效应管的G极电压控制n个P-MOS场效应管导通或者截止，从而可利用第n电源进行供电。同时，每个用于电源切换的电源各自的P-MOS场效应管的D极与S极之间均设置寄生二极管，能够防止第i电源向第i-1电源充电，并防止第n-1电源向n-2电源供电，并防止第n电源向第n-1电源供电，从而保证第n电源实现正常供电。如此，本公开实施例可通过n-1个级联的用于电源切换的电路单元各自的G极电压进行电源管理，并通过n个P-MOS场效应管配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，从而满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，进而提升电源切换的可靠性。同时，本公开实施例在n-1个级联的用于电源切换的电路单元基础上增设限流电路和滤波电路，以使用于电源切换的拓扑电路可根据具体的电源系统需求和电源系统功能进行限流处理和输入侧的滤波处理，以进一步提升电源切换的可靠性，同时，提升拓扑电路的通用性。
可选地，结合图4所示，限流电路包括第一滤波电路。
第一滤波电路，包括第一滤波电容C1以及限流电阻R1。第一滤波电容C1一端与第1个P-MOS场效应管的S极连接，另一端接地，限流电阻R1与第1个P-MOS场效应管的S极连接。
这样，本公开实施例可根据用于电源切换的拓扑电路所应用的电源系统需求和电源系统功能增设限流电路。限流电路包括有滤波电容C1以及限流电阻R1。如此，使用于电源切换的拓扑电路根据具体的电源系统需求和系统功能进行限流处理，有利于提升拓扑电路的通用性。
可以理解地，第一滤波电容C1的电容量和限流电阻R1的电阻值可根据用于电源切换的拓扑电路所应用的电源系统需求和电源系统功能确定。
可选地，结合图4所示，滤波电路包括第二滤波电路。
第二滤波电路，包括第二滤波电容Cn。第二滤波电容Cn一端与第n-1个P-MOS场效应管的G极连接，另一端接地。
这样，本公开实施例可根据用于电源切换的拓扑电路所应用的电源系统需求和电源系统功能增设限流电路。限流电路包括有滤波电容Cn，以在第n个电源输入前进行滤波处理。如此，使用于电源切换的拓扑电路根据具体的电源系统需求和电源系统功能进行滤波处理，有利于降低输出电压值Vout的纹波系数，使输出电压值Vout的波形更加平滑，进一步提升电源切换的可靠性。
可以理解地，第二滤波电容Cn的电容量可根据用于电源切换的拓扑电路所应用的电源系统需求和电源系统功能确定。
结合图5所示，本公开实施例还提供一种电源系统100，包括多个电源200，还包括用于电源切换的电路单元300，或者，用于电源切换的拓扑电路400。多个电源200共地设置。
用于电源切换的电路单元300，包括：P-MOS场效应管。P-MOS场效应管的D极与第一电源连接，G极与第二电源连接，G极与S极之间通过单向导通元件连接且沿G极至S极导通，D极与S极之间设置寄生二极管且沿D极至S极导通，S极电压用以作为输出电源Vout。
用于电源切换的拓扑电路400，包括：n-1个级联的如上述的用于电源切换的电路单元，n为大于1的整数。其中，第1个P-MOS场效应管的S极电压用以作为输出电源Vout。第i个P-MOS场效应管的D极与第i电源连接，S极与第i-1个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第i+1个用于电源切换的电路单元的S极连接，i=2，...，n-2。第n-1个P-MOS场效应管的D极与第n-1电源连接，S极与第n-2个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第n电源连接。
采用本公开实施例提供的电源系统，本公开实施例可通过控制P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理，并通过其配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，或者，通过n-1个级联的用于电源切换的电路单元各自的G极电压进行电源管理，并通过n个P-MOS场效应管配置的寄生二极管有效地抑制电源倒灌，从而满足SoC、CPU以及内存等对高质量电源供应的要求，进而提升电源切换的可靠性。
需要说明的是，多个电源为直流电源，且Em的优先级高于Em-1的优先级，m=2，3，...，n。
可以理解地，在电源系统中存在两个电源时，可通过接入用于电源切换的电路单元进行电源供应。在电源系统中存在三个以上电源时，可通过接入用于电源切换的拓扑电路进行电源的热切换，以实现电源供应。
可选地，电源系统，还包括电源芯片。电源芯片，设置于任一电源与用于电源切换的电路之间；和/或，与用于电源切换的电路的输出连接。其中，用于电源切换的电路包括用于电源切换的电路单元或者用于电源切换的拓扑电路。
这样，为使输出电源能够满足电源系统的不同电源需求，本公开实施例在原电源系统中设置电源芯片，以根据电源系统的具体电源需求选取适配的电源芯片，并利用选取的电源芯片进行相应的电源升压/电源降压处理，或者，进行电源滤波处理，有利于提升拓扑电路的通用性。
可选地，电源芯片包括但不限于升降压模块和LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器）滤波模块、EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）滤波模块。
这样，本公开实施例可根据电源系统的具体电源需求选择适配的电源芯片，并利用DC-DC电源管理芯片进行电源升压或者电源降压处理，或者，利用LDO电源滤波模块和/或EMI滤波模块进行电源滤波处理。
在一种具体实施例中，升降压模块包括但不限于DC-DC（Direct Current，直流变换器）升降压电路。EMI滤波模块包括但不限于EMI滤波电路。
可以理解地，电源芯片与用于电源切换的电路的具体连接方式由电源系统的具体电源需求确定。作为一种示例，在电源需求表示需要对用于电源切换的电路单元的输出进行滤波处理的情况下，用于电源切换的电路单元的输出端与LDO滤波模块或者EMI滤波模块连接。作为另一种示例，在电源需求表示需要对用于电源切换的拓扑电路的输出进行降压处理的情况下，用于电源切换的拓扑电路的输出端与升降压模块连接。
在实际应用中，结合图2所示，电源系统包括五个共地设置的电源，分别为E1、E2、E3、E4、E5，n=5。其中，第1个P-MOS场效应管Q1的G极与S极之间通过单向导通元件D1连接。第2个P-MOS场效应管Q2的G极与S极之间通过单向导通元件D2连接。第3个P-MOS场效应管Q3的G极与S极之间通过单向导通元件D3连接。第4个P-MOS场效应管Q4的G极与S极之间通过单向导通元件D4连接。
用于电源切换的拓扑电路，包括四个级联的用于电源切换的电路单元。其中，第1个P-MOS场效应管Q1的S极电压用以作为输出电源Vout。
第1个P-MOS场效应管Q1的D极与第一电源E1连接。
第2个P-MOS场效应管Q2的D极与第二电源E2连接，S极与第1个P-MOS场效应管Q1的G极连接，G极与第3个用于电源切换的电路单元的S极连接。
第3个P-MOS场效应管Q3的D极与第三电源E3连接，S极与第2个P-MOS场效应管Q2的G极连接，G极与第4个用于电源切换的电路单元的S极连接。
第4个P-MOS场效应管Q4的D极与第四电源E4连接，S极与第3个P-MOS场效应管Q3连接，G极与第五电源E5连接。
在电源系统中仅第一电源E1有效时，VGS<Vgth的情况下，第1个P-MOS场效应管Q1导通。Vout=VS，第一电源E1无损耗。
在电源系统中第一电源E1和第二电源E2均有效时，第1个P-MOS场效应管的D极电压等于VE1，VS=VE1-0.7V ，VGS=VE2+0.7- VE1，此时VGS>Vgth，即GS极电压大于本P-MOS场效应管的开启电压，Q1截止。在Q1截止时，VS=VE2-VD，即输出电源为VE2-VD。
在电源系统中所有电源均有效时，通过控制四个P-MOS场效应管的G极电压使每个P-MOS场效应管的GS极电压均满足VGS>Vgth。由此，所有P-MOS场效应管均截止，第五电源E5经四个单向导通元件后输出电源值为Vout。其中，Vout=VE5-(n-1)VD，即Vout=VE5-4VD。如此，上述电源系统，第五电源E5经四次拓扑过程，获得输出电源。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种用于电源切换的拓扑电路，其特征在于，包括：
n-1个级联的用于电源切换的电路单元，n为大于3的整数；其中，
用于电源切换的电路单元，包括：P-MOS场效应管，其D极与第一电源连接，G极与第二电源连接，G极与S极之间通过单向导通元件连接且沿G极至S极导通，D极与S极之间设置寄生二极管且沿D极至S极导通；
第1个P-MOS场效应管的S极电压用以作为输出电源Vout；
第i个P-MOS场效应管的D极与第i电源连接，S极与第i-1个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第i+1个用于电源切换的电路单元的S极连接，i=2，...，n-2；
第n-1个P-MOS场效应管的D极与第n-1电源连接，S极与第n-2个用于电源切换的电路单元的G极连接，G极与第n电源连接；
通过控制n个P-MOS场效应管的G极电压进行电源管理。
2.根据权利要求1的拓扑电路，其特征在于，在VGS>Vgth的情况下，所有P-MOS场效应管截止；其中，Vout=VEn-(n-1)VD；
VD表示单向导通元件的压降电压，VEn表示第n电源的电压；
VGS、Vgth分别表示GS极电压以及P-MOS场效应管的开启电压。
3.根据权利要求1所述的拓扑电路，其特征在于，所述单向导通元件包括二极管、晶闸管或者绝缘栅双极型晶体管IGBT。
4.根据权利要求1或2所述的拓扑电路，其特征在于，还包括：
限流电路，与第1个P-MOS场效应管的S极连接；和/或，
滤波电路，与第n-1个P-MOS场效应管G极连接，用以对第n电源进行滤波。
5.根据权利要求4所述的拓扑电路，其特征在于，所述限流电路包括：
第一滤波电路，包括第一滤波电容C1以及限流电阻R1，第一滤波电容C1一端与第1个P-MOS场效应管的S极连接，另一端接地，限流电阻R1与第1个P-MOS场效应管的S极连接。
6.根据权利要求4所述的拓扑电路，其特征在于，所述滤波电路包括：
第二滤波电路，包括第二滤波电容Cn，第二滤波电容Cn一端与第n-1个P-MOS场效应管的G极连接，另一端接地。
7.一种电源系统，包括多个电源，所述多个电源共地设置，其特征在于，还包括：
如权利要求1至6任一项所述的用于电源切换的拓扑电路。
8.根据权利要求7所述的电源系统，其特征在于，还包括：
电源芯片，设置于任一电源与用于电源切换的拓扑电路之间；和/或，与用于电源切换的拓扑电路的输出连接。
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