近幾年，降壓-升壓型充電器變得越來越盛行，因為它可以從幾乎任何輸入源為電池充電，無論輸入電壓是高于或低于電池電壓。
USB Type-C被廣泛選用的一大關鍵性優勢是它被認為是現在完成通用適配器和減少相應電子廢棄物減少理想計劃。盡管USB Type-C接口是一致的，但是不同適配器的額定功率和電壓依然有很大的差異，這里面包含了傳統的5 V USB適配器和可以供給5 V到20 V電壓規模的USB PD適配器。此外，不同的便攜式設備內部的電池數串聯節數也有可能不同。這就要求電池充電器集成電路（IC）選用降壓-升壓拓撲結構， 去適應輸入電壓和電池電壓的這些任意的改變。 具有高功率密度的降壓-升壓充電芯片不僅可以集成通用的充電功用模塊，也可以集成USB PD充電體系中的其他元件，如負載開關和DC/DC轉化器，以簡化體系規劃，下降物料清單（BOM）成本，并堅持小尺寸的整體解決計劃。圖1顯示了USB PD充電解決計劃的體系框圖。
圖一
為支撐移動USB OTG充電標準，當適配器不存在時，電池經過DC/DC轉化器放電，在VBUS輸出一個穩定電壓去給外部設備供電。假如USB Type-C端口需要支撐快速角色交流（FRS）的功用，則有必要敞開DC/DC轉化器并始終處于待機狀況，即便已將適配器刺進USB Type-C端口。當適配器斷開時，放電電源路徑中的背對背MOSFETs敏捷打開，將U3輸出電壓傳遞給VBUS并堅持VBUS電壓不下跌。在這個過程中，始終堅持DC/DC轉化器敞開的狀況實際上會給整個體系形成額定的靜態電流丟失。
圖2中所示的全集成降壓-升壓充電芯片可以簡化USB PD充電解決計劃的體系級規劃。首要，將輸入電流檢測電路集成到芯片中。經過該電路檢測到的輸入電流，充電器供給輸入電流調理和輸入電流過流維護來防止適配器過載。 其次，作為輸入過電壓和過電流維護電路的一部分，外部背對背MOSFET的控制邏輯和驅動電路也被集成到充電器中。這些功用使得從框圖中消除支撐輸入功率路徑管理和輸入電流檢測的單元成為可能。
經過完成四個FETs的降壓-升壓轉化器的雙向操作，充電芯片本身可以支撐OTG形式。當適配器刺進USB端口時，充電芯片以正向充電形式作業，功率從VBUS流向電池。當適配器斷開時，功率從電池流向VBUS。VBUS處的OTG輸出電壓覆蓋從2.8 V到22 V的全USB PD電壓規模，具有10mV可編程步長，與USB PD 3.0標準兼容。
圖二
為了支撐USB Type-C端口的FRS功用，此集成降壓-升壓充電芯片完成了一種新的備用形式。在本文中，備用形式是指降壓-升壓充電芯片從正向充電形式到反向OTG形式的快速轉化，從而防止總線電壓的下跌。查看圖3中的應用框圖，適配器連接到USB端口，為體系供電，并經過降壓-升壓功率級為電池充電。一起，適配器可以從充電器的PMID輸出為體系配件供電。假如降壓-升壓充電芯片不支撐備用形式的話，當適配器斷移走時，電池依然可以經過芯片內部的FET為體系供電。但是，PMID上的配件供電可能會掉電。
充電芯片啟用備用形式后，可以監測VBUS電壓。VBUS電壓下跌低于預設閾值可以作為適配器已移除的信號。一旦充電芯片檢測到適配器已移除，它將以敏捷的從正向充電形式切換到反向OTG形式，使用電池放電的能量去維持住VBUS電壓，并自行完成FRS。當適配器移除時，體系本身以及體系配件的供電都可以從適配器無縫地切換到電池，這樣的作法可以從框圖中消除用于OTG形式和FRS的DC/DC轉化器。
圖4顯示了充電芯片用作支撐FRS的備用形式的測驗波形。在USB1處連接了9 V適配器作為輸入電源。當適配器刺進后，充電芯片打開ACFET1-RBFET1將適配器接入VBUS。該波形的測驗條件是，PMID處有1 A的電流給體系附件供電，BAT處有1 A的充電電流。當9 V適配器電壓（VAC）移除時，充電芯片敏捷的從正向充電形式轉向反向OTG形式， 仍可以將PMID和VBUS維持在5 V，一起持續向1 A PMID負載供電。
圖三
圖四
以上描繪的一切功用都有助于簡化USB PD充電解決計劃的體系級規劃，并且TI已經在新式降壓-升壓充電芯片BQ25790和BQ25792中完成。這些充電芯片支撐從3.6 V到24 V的輸入電壓規模為1到4節串聯電池充電，輸入規模覆蓋了整個USB PD電壓規模。
這些功用選用2.9 mm×3.3 mm晶圓尺寸封裝或4 mm×4 mm方形扁平無鉛封裝。整個充電解決計劃可以供給45 W的功率，功率密度約為100 W/in2 (150mV/mm2)，是商場同類產品的兩倍。
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