USB-C接口正在彻底改变电子设备的充电方法。USB-C衔接线不管哪一端都能衔接智能手机或超级本。物理上，C型衔接器既是双向的(不管线缆的哪一端都能刺进两端的设备)，也是无极性的(衔接器刺进时可以正面朝上，也可以不和朝上)。在洽谈过程中，衔接体系可以电子地分辨出电极性。除了数据传输，USB-C还能支撑更高功率水平的双向功率传输。默许电压为5V，USB-C端口可以与刺进的设备洽谈，在双方同意的电流水平上，将端口电压进步到20V，或双方同意的其他电压值。USB-C端口供给的最大功率为100W(20V/5A)，这用来给笔记本电脑充电现已捉襟见肘了。优势如此显着，也就不难理解为什么电子设备制造商纷繁在其下一代产品中选用USB-C了。
跟着USB PD和USB-C得到越来越多的选用，计算机职业对稳压器的功用提出了显着更高的要求。与电压值固定的传统USB-A和USB-B端口比较，USB-C端口是双向的，承受可变输入电压，输出电压规模为5V至20V。其可调理输出电压答应笔记本电脑和其他移动设备用USB-C端口代替传统AC/DC电源适配器和USB-A和B端子。考虑到这些优势，一些客户在其体系中规划了两个或多个USB-C端口。
不过，现在具有两个或多个USB-C端口的体系架构很杂乱，不能满意许多客户的要求。本白皮书提出了一种全新的体系架构，该架构选用Intersil的ISL95338降压-升压稳压器和ISL95521A组合式电池充电器。咱们将评论这种架构怎么简化规划，并全面支撑一切USB-C功用。咱们还将阐明这种架构怎么运用到适配器端，以完成可编程电源(PPS)，这种电源可以输出可调理电压，以匹配USB-C的可变输入电压。
一种新的USB-C架构
图1显现了一种新的USB-C架构，该架构由ISL95338双向降压-升压稳压器和ISL95521A组合式电池充电器或ISL9238降压-升压电池充电器组成。这种新架构答应体系经过USB-C端口给电池充电，当两个PD充电器刺进USB-C_1和USB-C_2时，还支撑快速充电功用。无需额定杂乱的端口操控逻辑电路或IC，该架构的两个端口就可全面支撑USB 3.1 On-The-Go(OTG)。
图1. Intersil电池充电器架构 – 双USB-C端口，选用两个降压-升压稳压器和一个降压充电器
USB-Type-C：USB-C端口
Bi-directional：双向
2 & 3-cell Li-ion：2或3节锂离子电池
比较图1和图2很简单看出，要完成与Intersil电池充电器架构相同的功用和功用水平，市场上现有的电池充电器架构需求更多器材和杂乱的外部电路。明显，运用现有的电池充电体系，每个充电器通路都需求一个USB-PD操控器来操控2个ASGATE并履行充电功用，这进步了规划的体系本钱。为了完成5V降压OTG，OTG门还需求一个PD操控器。留意，现有的降压转换器只能输出单一固定电压。图2显现，假如运用5V降压转换器，规划工程师只能输出一个固定5V电压，这与许多USB-C运用要求的可调5V-20V OTG输出电压不匹配。
图2. 现有电池充电器架构 – 单一降压-升压充电器+杂乱的外部逻辑电路
USB-Type-C 1：USB-C端口1
5V OTG only：仅5V OTG
Charging battery & Support system：充电电池和支撑体系
External input power selection logic circuitry：用于挑选外部输入电源的逻辑电路
BB charger：降压-升压充电器
5V Buck：5V降压转换器
本文提出的Intersil架构克服了一切这些缺陷。图1显现，两个ISL95338并联，将两个USB-C端口衔接到ISL95521A电池充电器。简化了体系架构，为客户节省了许多本钱，由于去掉了不少元件，包含各个PD操控器、ASGATE和OTG GATE。最重要的是，运用了更少的元件但并未下降功用。例如，假如电池需求充电，那么就直接从USB-C输入向ISL95521A供电。此外，将两个ISL95338并联，可为客户运用供给更多挑选。
例如，可以选用具有不同额定功率的两个USB-C输入来完成大功率电池充电，这意味着，电池充电功率高于单个USB-C输入功率。图1阐明晰这是怎么完成的：在电压回路中放置一个ISL95338(设定为较高额定功率的USB-C)为ISL95521A输入供给稳定电压(V0)，另外在电流回路中放置一个ISL95338(设定为较低额定功率的USB-C)，主动为ISL95521A供给最大功率。换言之，无需添加额定的电路或逻辑来决议两个并联的ISL95338降压-升压稳压器的不同额定功率。
可以根据不同的额定功率主动挑选ISL95338内部的操控回路，来充分运用输入电源。针对OTG功用，电池电源可经过二极管供给，用ISL95338将功率传输至USB-C输出。然后不再需求5V降压和OTG门，如图2所示。此外，经过在两个ISL95338、ISL95521A和PD操控器之间运用SMBus通讯，OTG电压可以调理，而不是运用固定值。图3显现了一种大功率快速充电运用，其间，新的Intersil电池充电架构可以进行扩展，可以将4个ISL95338与一个ISL95521A或ISL9238电池充电器并联。每个USB-C端口都可以作为汇(sink)或源(source)独立运转。该架构还可以将传统适配器作为电源结合到体系中，而不进步物料本钱。
图3. 完成4个USB-C端口的Intersil电池充电器架构 – 4个降压-升压稳压器+1个降压充电器
USB-Type-C 1：USB-C端口1
Normal adaptor：一般适配器
2 & 3-cell Li-ion：2或3节锂离子电池
可编程电源解决方案
在传统的USB-A和USB-B运用中，输入电压是固定值，这给USB-C运用带来了新的应战，由于USB-C端口还可以承受可变输入电压。解决办法是可编程电源(PPS)功用，这种功用答应电源的输出电压和电流以20mV/50mA步进编程和调理，以优化电源通路。如图4所示，ISL95338降压-升压稳压器十分合适用于完成PPS，由于该稳压器可以运用USB-PD操控器的SMBus通讯，输出可调的双向电压。
图4. 新式Intersil PPS架构
USB-PD Controller：USB-PD操控器
Buck-Boost VR：降压-升压稳压器
USB-C Port：USB-C端口
定论
将ISL95338用在多端口USB-C电池充电体系中，可完成一种新的、易于运用的充电架构。与现有的充电架构比较，Intersil的新架构可以以低许多的本钱完成，并且供给更高的功用、更快速的充电和更长的电池寿数。此外，一切USB-C端口要求都能彻底满意，包含能完成PPS，这是未来运用需求添加的要害USB功用之一。
