印刷电路板、电池管理系统、电池包与用电设备

技术领域

本申请涉及电路板技术领域，特别是涉及一种印刷电路板、电池管理系统、电池包与用电设备。

背景技术

在印刷电路板的布局设计时，有时需要从同一节点引出多条线路。在该种场景下，则需要工程师对引出的线路进行分开设计，以防止各线路出现汇合的异常情况。

发明内容

本申请旨在提供一种印刷电路板、电池管理系统、电池包与用电设备，能够提供一种使设计软件自动识别不同线路的方案，以降低各线路出现汇合的风险。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种印刷电路板，包括：至少两个线路与至少一个短路电阻；至少两个线路包括第一线路和第二线路，第一线路与第二线路连接于公共节点，至少一个短路电阻包括第一短路电阻，第一短路电阻包括第一焊盘与第二焊盘，第一焊盘与第二焊盘连接，第一焊盘与第一线路电连接，第二焊盘与第二线路电连接。

通过上述方式，设计软件能够通过第一短路电阻识别第一线路与第二线路处于不同的网络，从而降低了第一线路与第二线路出现汇合的风险。

在一种可选的方式中，印刷电路板还包括电压转换电路，电压转换电路被配置为降压电路，电压转换电路包括电压传输支路，第一线路包括电压传输支路，第二线路包括功率传输电路，功率传输电路被配置为向动力回路上的电流提供传输路径，公共节点包括第一公共节点，电压传输支路与功率传输电路电连接于第一公共节点，第一焊盘与电压传输支路电连接，第二焊盘与功率传输电路电连接。

在一种可选的方式中，至少两个线路还包括第三线路，电压转换电路还包括信号传输支路，第三线路包括信号传输支路，公共节点还包括第二公共节点，信号传输支路与电压传输支路电连接于第二公共节点，至少一个短路电阻还包括第二短路电阻，第二短路电阻包括第三焊盘与第四焊盘，第三焊盘与第四焊盘连接，第三焊盘与电压传输支路电连接，第四焊盘与信号传输支路电连接。

在一种可选的方式中，印刷电路板还包括电流采样电阻，第一线路还包括电流采样电路，电流采样电路被配置为采集流经电流采样电阻的电流，第二线路包括功率传输电路，功率传输电路被配置为向动力回路上的电流提供传输路径，电流采样电阻设于功率传输电路上，公共节点包括电流采样电路与功率传输电路相连接的节点。

在一种可选的方式中，电流采样电路包括第一电流采样支路和第二电流采样支路，公共节点包括第三公共节点和第四公共节点，第一电流采样支路与电流采样电阻的第一端电连接，第二电流采样支路与电流采样电阻的第二端电连接，第一电流采样支路与功率传输电路电连接于第三公共节点，第二电流采样支路与功率传输电路电连接于第四公共节点，短路电阻还包括第三短路电阻与第四短路电阻，第三短路电阻包括第五焊盘与第六焊盘，第五焊盘与第六焊盘连接，第四短路电阻包括第七焊盘与第八焊盘，第七焊盘与第八焊盘连接，第五焊盘与第一电流采样支路电连接，第六焊盘与功率传输电路电连接，第七焊盘与第二电流采样支路电连接，第八焊盘与功率传输电路电连接。

在一种可选的方式中，印刷电路板还包括电压采样电路，电压采样电路包括电压生成支路以及电压采样支路。公共节点包括第五公共节点，电压生成支路与电压采样支路电连接于第五公共节点，第一线路还包括电压生成支路，电压生成支路被配置为生成第一电压，第二线路包括电压采样支路，电压采样支路被配置为采样第一电压，短路电阻还包括第五短路电阻，第五短路电阻包括第九焊盘与第十焊盘，第九焊盘与第十焊盘连接，第九焊盘与电压生成支路电连接，第十焊盘与电压采样支路电连接。

第二方面，本申请提供一种电池管理系统，包括如上所述的印刷电路板。

第三方面，本申请提供一种电池包，包括电池模组以及如上所述的电池管理系统。其中，电池模组包括至少一个电芯。

第四方面，本申请提供一种用电设备，包括负载以及如上所述的电池包。其中，电池包用于为负载供电。

本申请的有益效果是：本申请提供的印刷电路板将包括两个焊盘的第一短路电阻分别与连接于公共节点的第一线路与第二线路连接，进而设计软件能够通过第一短路电阻识别第一线路与第二线路处于不同的网络，从而降低了第一线路与第二线路出现汇合的风险。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例一提供的印刷电路板的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的印刷电路板的结构示意图；

图3为与图2所示的结构对应的电路结构示意图；

图4为在图3所示的电路增加电压转换支路的电路结构示意图；

图5为本申请实施例三提供的印刷电路板的结构示意图；

图6为与图5所示的结构对应的电路结构示意图；

图7为本申请实施例四提供的印刷电路板的结构示意图；

图8为本申请实施例五提供的印刷电路板的结构示意图；

图9为与图8所示的电流采样电路及功率传输电路的结构对应的电路结构示意图；

图10为相关技术中的布局设计图与本申请的布局设计图；

图11为本申请实施例六提供的印刷电路板的结构示意图；

图12为与图11所示的结构对应的电路结构示意图；

图13为本申请实施例一提供的用电设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。以下的实施例是示例性而非限制的，其旨在提供对本申请的基本了解，并不旨在确认本申请的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

此外，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征彼此之间未构成冲突可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的印刷电路板的结构示意图。印刷电路板100包括至少两个线路与至少一个短路电阻。如图1所示，至少两个线路包括第一线路L1和第二线路L2，至少一个短路电阻包括第一短路电阻R1。

第一线路L1与第二线路L2连接于公共节点CN。至少两个线路中的各线路为通过电连接线将各种功能的元件按照电路原理连接所形成具有特定功能的电路。公共节点CN为第一线路L1与第二线路L2之间的连接点，且公共节点CN可包括一个或多个连接点。

第一短路电阻R1包括第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2，第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2连接。第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2可以均为PCB焊盘才，PCB焊盘是印刷电路板100上为连接电子元件而设计的区域，印刷电路板100上的电子元器件通过PCB焊盘与PCB上走线电连接，第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2可以为圆形或矩形，并由铜或其他导电材料制成。第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2连接在实际应用中可以是第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2在印刷电路板100上搭接(如图1所示，第一焊盘R1_1中的至少部分区域与第二焊盘R1_2中的至少部分区域搭接)，以形成物理连接，从而形成第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2的电连接。第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2的组合类似于电阻元件的封装，且第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2电连接(即第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2短路)，则可将第一焊盘R1_1与第二焊盘R1_2的组合称之为短路电阻(即第一短路电阻R1)。

在相关技术中，当第一线路L1与第二线路L2连接于公共节点CN时，设计软件(例如Altium Designer等)通常将第一线路L1与第二线路L2识别为同一网络。继而，在进行印刷电路板100的设计时，设计软件默认第一线路L1与第二线路L2可以多次汇合，具体为从公共节点CN引出第一线路L1与第二线路L2后，第一线路L1与第二线路L2可再次建立电连接，从而具有除公共节点CN以外的连接点。如此，可能导致第一线路L1与第二线路L2相互影响，并导致第一线路L1与第二线路L2的功能异常。

网络在印刷电路板100设计中一般称为NET，网络指各元器件之间的连接关系，在同一网络下的器件具有相同网络标号，具有相同网络标号的器件表明是电气连接在一起，反之不同网络下的器件具有不同的网络标号，具有不同网络标号的器件表明不可电气连接。对于相关技术而言，由于设计软件将第一线路L1与第二线路L2识别为同一网络，即第一线路L1与第二线路L2具有相同的网络标号，则设计软件默认第一线路L1与第二线路L2可以多次汇合。

在本申请中，通过分别将第一焊盘R1_1与第一线路L1电连接，以及第二焊盘R1_2与第二线路L2电连接，能够使设计软件将第一线路L1与第二线路L2识别为不同网络，即第一线路L1与第二线路L2具有不同的网络标号。在进行印刷电路板100的设计时，设计软件默认在公共节点CN引出第一线路L1与第二线路L2后，第一线路L1与第二线路L2不可再次汇合，即不可再次建立电连接，从而第一线路L1与第二线路L2之间只连接于公共节点CN。如此，第一线路L1与第二线路L2汇合的风险较低，第一线路L1与第二线路L2之间相互影响的风险也较低，有利于保持第一线路L1与第二线路L2的功能正常运行。

可以理解的是，在图1中以将第一短路电阻R1设于公共节点CN的左侧为例，而在其他的实施例中，也可以将第一短路电阻R1设于公共节点CN的右侧或者与公共节点CN重叠。

请参照图2，图2示例性示出了与图1对应的一种结构。如图2所示，印刷电路板100还包括电压转换电路10，电压转换电路10被配置为降压电路。具体地，电压转换电路10用于将输入电压(即输入至电压转换电路10的电压)降低到所需的输出电压。电压转换电路10通常由一个或多个电子元件(例如变压器、电感、电容、二极管和晶体管)组成。在一些实施方式中，电压转换电路10可被配置为降压型开关稳压器，即BUCK电路，电压转换电路10包括电压传输支路11，电压传输支路11为从输入电压至输出电压之间传输路径。

第一线路L1包括电压传输支路11。第二线路L2包括功率传输电路20，功率传输电路20被配置为向动力回路上的电流提供传输路径。动力回路是指用于传输电力的电路系统，主要由电源和负载组成。公共节点CN包括第一公共节点N1，电压传输支路11与功率传输电路20电连接于第一公共节点N1。

第一焊盘R1_1与电压传输支路11电连接，第二焊盘R1_2与功率传输电路20电连接，电压传输支路11与功率传输支路20可被识别为两个不同的网络，即电压传输支路11与功率传输支路20具有不同的网络标号，从而电压传输支路11与功率传输支路20连接于第一公共节点N1并不可在除第一公共节点N1的其他位置再次电连接。电压传输支路11与功率传输支路20之间相互影响的风险较低，有利于保持电压传输支路11与功率传输支路20正常运行。

请参照图3，图3示例性示出了与图2所示的结构对应的一种电路。如图3所示，电压传输支路11包括第一功率节点P+(第一功率节点P+为第一降压芯片U1提供输入电压)、第一降压芯片U1至第一输出电压VO1的回路。第一降压芯片U1用于将电池BAT的电压降低为第一输出电压VO1。在一些实施方式中，第一降压芯片U1可为BUCK芯片。功率传输电路20包括电池BAT为负载RL(在该实施例中，以电阻表示负载)供电的回路。

电压传输支路11(具体为第一输出电压VO1的接地端GND_VO1)与功率传输回路20(具体为第二功率节点P-)电连接于第二功率节点P-，即第二功率节点P-为第一公共节点N1。第一短路电阻R1可电连接于第一输出电压VO1的接地端GND_VO1与第二功率节点P-之间。具体地，第一焊盘R1_1与第二功率节点P-电连接，第二焊盘R1_2与第一输出电压VO1的接地端GND_VO1电连接。电压传输支路11与功率传输支路20可被识别为两个不同的网络。

此外，在另一些实施例中，当电压转换电路10包括多个不同的电压传输支路，以提供不同的输出电压时，可参照图3所示的电路设置对应的短路电阻，以为不同的电压传输支路配置不同的网络标号。

例如，如图4所示，电压转换电路10还包括另一个电压传输支路11a。其中，电压传输支路11a用于基于电池BAT的电压输出第二输出电压VO2。第二输出电压VO2与第一输出电压VO1大小不同，如第二输出电压VO2为24V，第一输出电压VO1为12V。电压传输支路11a包括第二降压芯片U1a，第二降压芯片U1a将电池BAT的电压降低为第二输出电压VO2。

在第二输出电压VO2的接地端GND_VO2与第二功率节点P-之间设置短路电阻R1a。短路电阻R1a的一个焊盘R1a_1与第二功率节点P-电连接，短路电阻R1a的另一个焊盘R1a_2与第二输出电压VO2的接地端GND_VO2电连接。电压传输支路11a与功率传输支路20可被识别为不同的网络，即电压传输支路11a与功率传输支路20具有不同的网络标号。进而，电压传输支路11与电压传输支路11a也被识别为不同的网络，并具有不同的网络标号。电压传输支路11与电压传输支路11a存在相互干扰的风险较低，有利于提高电压传输支路11与电压传输支路11a工作的稳定性。

在一实施例中，如图3所示，电压转换电路10还包括信号传输支路12。至少两个线路还包括第三线路L3，第三线路包括信号传输支路12。

公共节点CN还包括第二公共节点N2。信号传输支路12与电压传输支路11电连接于第二公共节点N2。至少一个短路电阻还包括第二短路电阻R2，第二短路电阻R2包括第三焊盘R2_1与第四焊盘R2_2，第三焊盘R2_1与第四焊盘R2_2连接。

第三焊盘R2_1与电压传输支路11电连接，第四焊盘R2_2与信号传输支路12电连接。继而，电压传输支路11与信号传输支路12可被识别为不同的网络，并具有不同的网络标号。电压传输支路11与信号传输支路12存在相互干扰的风险较低，有利于提高电压传输支路11与信号传输支路12工作的稳定性。

请参照图6，图6示例性示出了与图5所示的结构对应的一种电路。如图6所示，电压传输支路11包括第一功率节点P+、第一降压芯片U1至第一输出电压VO1的回路。信号传输支路12包括第一降压芯片U1的控制信号进行传输的回路。

电压传输支路11(具体为第一输出电压VO1的接地端GND_VO1)与信号传输支路12(具体为第一降压芯片U1的控制信号的接地端AGND_VO1)电连接于第二公共节点N2。继而，第二短路电阻R2可电连接于第一输出电压VO1的接地端GND_VO1与第一降压芯片U1的控制信号的接地端AGND_VO1之间，具体为第一焊盘R1_1与第一输出电压VO1的接地端GND_VO1电连接，第二焊盘R1_2与第一降压芯片U1的控制信号的接地端AGND_VO1电连接。电压传输支路11与信号传输支路12可被识别为两个不同的网络。

在一实施例中，如图7所示，印刷电路板100还包括电流采样电阻R1。

其中，第一线路L1包括还电流采样电路30，电流采样电路30被配置为采集流经电流采样电阻R1的电流。第二线路L2包括功率传输电路20，功率传输电路20被配置为向动力回路上的电流提供传输路径。

具体地，电流采样电阻R1设于功率传输电路20上。公共节点包括电流采样电路30与功率传输电路20相连接的节点。例如如图7所示，公共节点包括第三公共节点N3，第三公共节点为电流采样电路30与功率传输电路20相连接的节点。

请参照图8，图8示例性示出了与图7所示的结构对应的一种电路。如图8所示，电流采样电路30包括第一电流采样支路31和第二电流采样支路32。公共节点包括第三公共节点N3和第四公共节点N4。

第一电流采样支路31与电流采样电阻RS的第一端电连接，第二电流采样支路32与电流采样电阻RS的第二端电连接，第一电流采样支路31与功率传输电路20电连接于第三公共节点N3，第二电流采样支路32与功率传输电路20电连接于第四公共节点N4。

短路电阻还包括第三短路电阻R3与第四短路电阻R4。第三短路电阻R3包括第五焊盘R3_1与第六焊盘R3_2，第五焊盘R3_1与第六焊盘R3_2连接；第四短路电阻R4包括第七焊盘R4_1与第八焊盘R4_2，第七焊盘R4_1与第八焊盘R4_2连接。

第五焊盘R3_1与第一电流采样支路31电连接，第六焊盘R3_2与功率传输电路20电连接。继而，第一电流采样支路31与功率传输电路20可被识别为不同的网络，并具有不同的网络标号。第一电流采样支路31与功率传输电路20存在相互干扰的风险较低，有利于提高第一电流采样支路31与功率传输电路20工作的稳定性。

第七焊盘R4_1与第二电流采样支路32电连接，第八焊盘R4_2与功率传输电路20电连接。继而，第二电流采样支路32与功率传输电路20可被识别为不同的网络，并具有不同的网络标号。第二电流采样支路32与功率传输电路20存在相互干扰的风险较低，有利于提高第二电流采样支路32与功率传输电路20工作的稳定性。

请参照图9，图9示例性示出了与图8所示的电流采样电路30及功率传输电路20的结构对应的一种电路。如图9所示，功率传输电路20包括电池BAT为负载RL供电的回路。电流采样电阻RS设置于第一功率节点P+与第二功率节点P-之间。

具体地，第一电流采样支路31通过第三短路电阻R3与功率传输电路20连接于第三公共节点N3。第一电流采样支路31与功率传输支路20可被识别为两个不同的网络。

第二电流采样支路32通过第四短路电阻R4与功率传输电路20连接于第四公共节点N4。第二电流采样支路32与功率传输支路20可被识别为两个不同的网络。

可以理解的是，在图9中以电流采样电阻RS设置于第一功率节点P+与第二功率节点P-之间为例。而在其他的实施例中，也可以将电流采样电阻RS设置于功率传输支路20的其他位置，例如设置于电池BAT的负极B-与第二功率节点P-之间，本申请实施例对此不作具体限制。

以图10所示的印刷电路板的布局设计图为例进行进一步说明。图10中的(a)部分示出了在相关技术中的布局设计图，图10中的(b)部分示出了本申请实施例提供的布局设计图。

如图10中的(a)部分所示，电流采样电阻RS也包括两个焊盘，分别为焊盘RL_1与焊盘RL_2。焊盘RL_1通过第三公共节点N3分别引出功率传输电路20与第一电流采样支路31，焊盘RL_2通过第四公共节点N4分别引出功率传输电路20与第二电流采样支路32。在相关技术中，由于未设置相应的短路电阻，导致功率传输电路20与第一电流采样支路31从第三公共节点N3之后再次汇合，即功率传输电路20与第一电流采样支路31存在重叠部分20a。在该种情况下，可能出现功率传输电路20与第一电流采样支路31相互干扰，而导致功率传输电路20和/或第一电流采样支路31功能异常。

而对于本申请而言，则如图10中的(b)部分所示，通过设置第三电阻R3与第四短路电阻R4，能够使设计软件将功率传输电路20与第一电流采样支路31识别为不同网络，以及将功率传输电路20与第二电流采样支路32识别为不同网络。功率传输电路20与第一电流采样支路31从第三公共节点N3之后不再汇合，功率传输电路20与第二电流采样支路32从第四公共节点N4之后不再汇合。从而，功率传输电路20与第一电流采样支路31之间，以及功率传输电路20与第二电流采样支路32之间相互影响的风险也较低，有利于提高功率传输电路20、第一电流采样支路31与第二电流采样支路32工作的稳定性。

请参照图11，图11示出了在图10所示的结构上增加电压采样电路40的一种结构。如图11所示，印刷电路板100包括电压采样电路40。电压采样电路40包括电压生成支路41以及电压采样支路42。公共节点CN包括第五公共节点N5，电压生成支路41与电压采样支路42电连接于公共节点N5。短路电阻还包括第五短路电阻R5。

其中，第一线路L1包括电压生成支路41，电压生成支路41被配置为生成第一电压。第二线路L2包括电压采样支路42，电压采样支路42被配置为采样第一电压。

具体地，第五短路电阻R5包括第九焊盘R5_1与第十焊盘R5_2，第九焊盘R5_1与第十焊盘R5_2连接。第九焊盘R5_1与电压生成支路41电连接，第十焊盘R5_2与电压采样支路42电连接。继而，电压生成支路41与电压采样支路42可被识别为不同的网络，并具有不同的网络标号。电压生成支路41与电压采样支路42存在相互干扰的风险较低，有利于提高电压生成支路41与电压采样支路42工作的稳定性。

请参照图12，图12示例性示出了与图11所示的结构对应的一种电路。如图12所示，电压生成支路41包括第一功率节点P+、第三降压芯片U3至第一电压V1的回路。第三降压芯片U3用于将电池BAT的电压降低为第一电压V1。在一些实施方式中，第三降压芯片U3可为BUCK芯片。在一些实施方式中，电压采样支路42可为多个电阻串联的电路，通过采样第五公共节点N5上的电压在任一电阻上的分压以确定第一电压V1的大小。

电压生成支路41(具体为第三降压芯片U3的输出端，即第一电压V1的正极)与电压采样支路42电连接于第五公共节点N5。继而，第五短路电阻R5可电连接于第一电压V1的正极与电压采样支路42之间，具体为第九焊盘R5_1与第一电压V1的正极电连接，第十焊盘R5_2与电压采样支路42电连接。电压生成支路41与电压采样支路42可被识别为两个不同的网络。

本申请实施例还提供一种电池管理系统。该电池管理系统包括本申请任一实施例中的印刷电路板。

本申请实施例还提供一种电池包，该电池包包括电池模组以及本申请任一实施例中的电池管理系统。

其中，电池模组用于存储和提供电能。电池模组包括至少一个电芯。当电池模组包括两个以上的电芯时，各电芯可以串联连接、并联连接，或者采用串联、并联混合连接的形式。在一些实施例中，电池模组为可充电电池。例如，电池模组200可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、锂聚合物电池及磷酸铁锂电池等。电池模组可以采用可循环再充电的方式反复充电。

电池管理系统(Battery Management System，BMS)用于对电池模组进行检测、管理和/或保护等。

本申请实施例还提供了一种用电设备，如图13所示，用电设备1包括电池包1000和负载2000。其中，负载2000可以为用电设备1中的用电器件。

用电设备1可以为任意合适的需要电池包1000供电的设备，例如无人机、储能产品、电动工具、两轮车、家用电器等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。