USB－C接口正在徹底改變電子設備的充電方式。USB－C連接線無論哪一端都能連接智能手機或超級本。物理上，C型連接器既是雙向的（無論線纜的哪一端都能插入兩頭的設備），也是無極性的（連接器插入時可以正面朝上，也可以反面朝上）。在協(xié)商過程中，連接系統(tǒng)可以電子地分辨出電極性。除了數據傳輸，USB－C還能支持更高功率水平的雙向功率傳輸。默認電壓為5V，USB－C端口能夠與插入的設備協(xié)商，在雙方同意的電流水平上，將端口電壓提高到20V，或雙方同意的其他電壓值。USB－C端口提供的最大功率為100W（20V／5A），這用來給筆記本電腦充電已經綽綽有余了。優(yōu)勢如此明顯，也就不難理解為什么電子設備制造商紛紛在其下一代產品中采用USB－C了。
隨著USB PD和USB－C得到越來越多的采用，計算機行業(yè)對穩(wěn)壓器的性能提出了明顯更高的要求。與電壓值固定的傳統(tǒng)USB－A和USB－B端口相比，USB－C端口是雙向的，接受可變輸入電壓，輸出電壓范圍為5V至20V。其可調節(jié)輸出電壓允許筆記本電腦和其他移動設備用USB－C端口替代傳統(tǒng)AC／DC電源適配器和USB－A和B端子。考慮到這些優(yōu)勢，一些客戶在其系統(tǒng)中設計了兩個或多個USB－C端口。
不過，目前具有兩個或多個USB－C端口的系統(tǒng)架構很復雜，不能滿足很多客戶的要求。本白皮書提出了一種全新的系統(tǒng)架構，該架構采用Intersil的ISL95338降壓－升壓穩(wěn)壓器和ISL95521A組合式電池充電器。我們將討論這種架構如何簡化設計，并全面支持所有USB－C功能。我們還將說明這種架構如何應用到適配器端，以實現(xiàn)可編程電源（PPS），這種電源可以輸出可調節(jié)電壓，以匹配USB－C的可變輸入電壓。
一種新的USB－C架構
圖1顯示了一種新的USB－C架構，該架構由ISL95338雙向降壓－升壓穩(wěn)壓器和ISL95521A組合式電池充電器或ISL9238降壓－升壓電池充電器組成。這種新架構允許系統(tǒng)通過USB－C端口給電池充電，當兩個PD充電器插入USB－C＿1和USB－C＿2時，還支持快速充電功能。無需額外復雜的端口控制邏輯電路或IC，該架構的兩個端口就可全面支持USB 3．1 On－The－Go（OTG）。
圖1． Intersil電池充電器架構 – 雙USB－C端口，采用兩個降壓－升壓穩(wěn)壓器和一個降壓充電器
USB－Type－C：USB－C端口
Bi－directional：雙向
2 ＆ 3－cell Li－ion：2或3節(jié)鋰離子電池
比較圖1和圖2很容易看出，要實現(xiàn)與Intersil電池充電器架構相同的功能和性能水平，市場上現(xiàn)有的電池充電器架構需要更多器件和復雜的外部電路。顯然，使用現(xiàn)有的電池充電系統(tǒng)，每個充電器通路都需要一個USB－PD控制器來控制2個ASGATE并執(zhí)行充電功能，這提高了設計的系統(tǒng)成本。為了實現(xiàn)5V降壓OTG，OTG門還需要一個PD控制器。注意，現(xiàn)有的降壓轉換器只能輸出單一固定電壓。圖2顯示，如果使用5V降壓轉換器，設計工程師只能輸出一個固定5V電壓，這與很多USB－C應用要求的可調5V－20V OTG輸出電壓不匹配。
圖2． 現(xiàn)有電池充電器架構 － 單一降壓－升壓充電器＋復雜的外部邏輯電路
USB－Type－C 1：USB－C端口1
5V OTG only：僅5V OTG
Charging battery ＆ Support system：充電電池和支持系統(tǒng)
External input power selection logic circuitry：用于選擇外部輸入電源的邏輯電路
BB charger：降壓－升壓充電器
5V Buck：5V降壓轉換器
本文提出的Intersil架構克服了所有這些缺點。圖1顯示，兩個ISL95338并聯(lián)，將兩個USB－C端口連接到ISL95521A電池充電器。簡化了系統(tǒng)架構，為客戶節(jié)省了大量成本，因為去掉了不少元件，包括各個PD控制器、ASGATE和OTG GATE。最重要的是，使用了更少的元件但并未降低性能。例如，如果電池需要充電，那么就直接從USB－C輸入向ISL95521A供電。此外，將兩個ISL95338并聯(lián)，可為客戶應用提供更多選擇。
