Ciao Guglielmo, hai ragione, mi aveva ingannato l'immagine iniziale in cui il VBUS (5V) sembra alimentare il transceiver USB, invece è solo un pin di "sense", per controllare se la tensione in ingresso è 5V, nel qual caso interviene il regolatore interno, oppure se è già all'origine a 3,3V, nel qual caso il regolatore viene escluso, così mi pare di capire.
A questo punto l'unica spiegazione è che sia rotto il regolatore interno del CP2102 ed il circuito stia lavorando a 5V.
Inganna anche il fatto che comunque sull'uscita l'adattatore riporta anche i 5V, ma evidentemente lui è protetto in questo caso.