zum (deutschen?) Arduinoforum: ja, da gibt es ein paar ziemlich... naja.

Ich habe eine ähnliche Sache wie du in Arbeit, mit 1 Raspi und 2 Arduinos als IO Multiplexer.
Ich habe es einfacher gelöst, kA ob die das auch was helfen könnte:

Hauptspannungsquelle sind bei mir ein paar parallel geschaltete RC-Akkus (12V, 9V geht auch).

9V können direkt an den Arduino angeschlossen werden und auch dran bleiben (über Schalter zu trennen),
ansonsten 12V/9V DC Wandler und dann an den Arduino; Spannungsschwankungen zwischen 6-14V schafft aber sogar der Onboard-Spannungsregler des Arduinos ohne Probleme alleine.
Die RC Akkus liefern über einen 12V/5V DC Wandler auch eine USB-Buchse, um den Raspi daran anzuschließen.

Wenn ich die MCUs jetzt stationär betreiben will, schließe ich einfach mein 9 oder 12V Akku-Ladegerät an die Akkus an. Es ist elektronisch geregelt und lädt die Akkus und versorgt automatisch auch die MCUs mit Strom, wenn sie dazugeschaltet sind, oder kann sie auch wieder abklemmen, wenn gewünscht. Ich mache das jetzt schon ein 3/4 Jahr lang so, ohne jedwede Probleme.

Alternativen:
Man könnte (je nach Belastung) aber auch nur den Arduino mit 7-12V versorgen, und die geregelten Arduino-5V Header-Pins direkt mit den Raspi-5V Pins verbinden, um diesen über den Arduino mit Strom zu versorgen. Hier funktionieren sogar die GPIOs, besser aber dann die Lötpunkte unterhalb der Raspi-USB-Buchse anzapfen, da die zusätzlich geregelt und geschützt sind.

Anders herum geht es auch, hier kann man den Arduino über die Raspi-Spannungspins mit den Arduino-5V Pins verbinden und versorgen.

Sogar 3.3V zum AVR Arduino geht übrigens, dann arbeitet der auf 3.3V mit halbem Prozessortakt und sogar passenderweise mit 3.3V Signal-Leveln (mit einem Nano getestet, zugegebenermaßen aber noch nicht mit einem Mega).


ps,
da ja die Arduino-Spannungsversorgungsbuchse in weiten Bereichen geregelt und stabilisiert ist, und ja auch das Akkuladegerät resp. Netzteil eine ähnliche (verträgliche) Spannung wie die Akkus liefert, und andererseits eine Buchse mit Umschalter, wie du im TOP nachgefragt hast, nur Bruchteile von Sekunden kurz stromlos ist, würde ich es wagen, einfach einen 220µF Elko parallel dazu zu schalten, der die kurze stromlose zeit abpuffert, und das evtl ganz ohne Dioden, denn die Polung ist ja konstant.