CN112840417A - 具有巴伦变压器的rf功率放大器 - Google Patents

Abstract

一种射频功率放大器(60)，包括巴伦变压器和以推挽式配置方式布置的多个功率晶体管对(61，62)。巴伦变压器包括不平衡线圈(14)和平衡线圈(11)，不平衡线圈在第一单端信号端子(142)与第一参考(141)之间延伸，并且平衡线圈在第一平衡信号端子(111)与第二平衡信号端子(112)之间延伸。巴伦变压器还包括与不平衡线圈和平衡线圈电隔离的至少一个辅助线圈(12)。至少一个辅助线圈电感耦合到不平衡线圈(14)并且在第三平衡信号端子(121)与第四平衡信号端子(122)之间延伸，从而形成平衡合成器‑分配器。多个功率晶体管对(61，62)中的第一功率晶体管对的输出耦合到第一和第二平衡信号端子(111，112)，并且多个功率晶体管对(61，62)中的第二功率晶体管对的输出耦合到第三和第四平衡信号端子(121，122)。

Description

具有巴伦变压器的RF功率放大器

技术领域

本发明涉及一种巴伦(Balun，平衡-不平衡)变压器，该巴伦变压器是这样一种电气部件，其能够将不平衡信号转换成平衡信号，并且反之亦然。本发明更具体地涉及一种平面巴伦。甚至更具体地，本发明涉及一种用于功率合成的平面巴伦拓扑结构。本发明进一步涉及一种包括这种巴伦的功率放大器。本发明还涉及一种包括这种功率放大器的MRI系统。本发明进一步涉及一种用于功率合成的方法。

背景技术

诸如磁共振成像(MRI)等若干应用在高频区(例如，64MHz至128MHz)中需要高功率电平(例如，20kW)。通常，这种高功率电平是通过合成多个较小功率放大器来实现的。首先，两个功率RF晶体管(例如，MOSFET)用于推挽式配置，在所述推挽式配置中，同轴电缆传输线巴伦用于将平衡信号转换为不平衡信号。推挽式配置在阻抗匹配和宽带设计方面是有利的，因为与包括两个并联晶体管的类似功率放大器相比负载阻抗高四倍。

其次，应用(例如，威尔金森(Wilkinson)、吉塞尔(Gysel)或径向(Radial))功率合成技术来增大总系统功率。此外，在这些应用中，相同的技术用于功率分配。这些功率合成和分配技术本质上需要附加部件，这增加了损耗和成本。在高功率应用中尤其如此，因为这里需要多个功率合成器来实现期望的功率。

从CN 105933011，US 2013/0157587和US 2014/0084700知道，在用于无线应用的集成电路中实施巴伦变压器，即，在半导体基板上构建巴伦变压器。这些巴伦变压器的额定功率约为数mW至1W，比上述功率应用低多个数量级，并且用于具有GHz水平的更高频率的信号。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的高功率放大器的缺点。本发明的目的是提供一种满足长期以来对限制高功率应用中合成或分配功率所需的附加部件的数量的需要的RF功率放大器。

可替代地，目的是提供一种用于高功率应用的使得能够克服现有技术高功率放大器的缺点的巴伦变压器。

本文描述了巴伦变压器，该巴伦变压器包括：不平衡线圈，该不平衡线圈在第一单端信号端子与第一参考之间延伸；以及平衡线圈，该平衡线圈在第一平衡信号端子与第二平衡信号端子之间延伸。不平衡线圈和平衡线圈彼此电感耦合并且电隔离。巴伦变压器进一步包括与不平衡线圈和平衡线圈电隔离的至少一个辅助线圈。至少一个辅助线圈可以是以下之一：

(i)电感耦合到平衡线圈并且在第二单端信号端子与第二参考之间延伸，从而形成不平衡合成器-分配器，或者

(ii)电感耦合到不平衡线圈并且在第三平衡信号端子与第四平衡信号端子之间延伸，从而形成平衡合成器-分配器。

有利地，如前面段落所述的巴伦变压器中，平衡线圈、不平衡线圈和辅助线圈布置在多个间隔开的平行平面中。有利地，平衡合成器-分配器的辅助线圈与平衡线圈布置在同一个隔开的平行平面中，或者其中，不平衡合成器-分配器的辅助线圈与不平衡线圈布置在同一个隔开的平行平面中。有利地，多个平面形成印刷电路板的层。

有利地，如前面两个段落中的任一段落所述的巴伦变压器中，平衡线圈关于插置在第一平衡信号端子与第二平衡信号端子之间的第三参考端口对称地延伸。对称可以涉及关于诸如电阻抗的电量的对称。可替代地或另外地，对称可以涉及几何对称。因此，第一平衡信号端子和第二平衡信号端子被定位成使得平衡线圈从第三参考端口来看具有电对称和/或几何对称。有利地，至少一个辅助线圈被电感耦合以形成平衡合成器-分配器，并且其中，至少一个辅助线圈关于插置在第三平衡信号端子与第四平衡信号端子之间的第四参考端口(电和/或几何)对称地延伸。因此，第三平衡信号端子和第四平衡信号端子被定位成使得辅助线圈从第四参考端口来看具有电对称和/或几何对称。

有利地，如前面三个段落中的任一段落所述的巴伦变压器中，不平衡合成器-分配器的平衡线圈形成包括彼此电连接的第一瓣和第二瓣的8字形线圈，其中，第一瓣电感耦合到不平衡线圈并且第二瓣电感耦合到辅助线圈，或者其中，平衡合成器-分配器的不平衡线圈形成包括彼此电连接的第一瓣和第二瓣的8字形线圈，其中，第一瓣电感耦合到平衡线圈并且第二瓣电感耦合到辅助线圈。有利地，第一瓣和第二瓣通过布置在不同的间隔开的平行平面中的平行导体导电连接。另外地或可替代地，8字形线圈的第一瓣和第二瓣电连接成使得电流在第一瓣和第二瓣中在相反方向上流动。

有利地，如前面四个段落中的任一段落所述的巴伦变压器中，接地导体在电感耦合到平衡合成器-分配器的不平衡线圈的平衡线圈与辅助线圈之间延伸，或者其中，接地导体在电感耦合到不平衡合成器-分配器的平衡线圈的不平衡线圈与辅助线圈之间延伸。

有利地，如前面五个段落中的任一段落所述的巴伦变压器中，平衡合成器-分配器的平衡线圈和辅助线圈以串联耦合方式进行配置，或者其中，不平衡合成器-分配器的不平衡线圈和辅助线圈以串联耦合方式进行配置。

有利地，如前面六个段落中的任一段落所述的巴伦变压器还包括第一电容器、第二电容器和第三电容器，其中，第一电容器连接到平衡线圈从而形成第一并联谐振回路电路，其中，第二电容器连接到不平衡线圈从而形成第二并联谐振回路电路，并且其中，第三电容器连接到辅助线圈从而形成第三并联谐振回路电路。

根据本发明的一个方面，提供了如所附权利要求中所阐述的射频功率放大器。射频功率放大器包括如前面七个段落中的任一段落所述的巴伦变压器，其中，巴伦变压器被配置为平衡合成器，或者可替代地被配置为平衡分配器。射频功率放大器还包括多个功率晶体管对。每个功率晶体管对以推挽式配置方式布置。多个功率晶体管对中的第一功率晶体管对的输出被耦合到第一平衡信号端子和第二平衡信号端子。多个功率晶体管对中的第二功率晶体管对的输出被耦合到第三平衡信号端子和第四平衡信号端子。

如本文所述的巴伦变压器允许将一个或多个平衡线圈与一个或多个不平衡线圈组合。此外，根据平衡线圈与不平衡线圈之比以及功率传递的方向(即，哪些线圈是初级线圈以及哪些线圈是次级线圈)，巴伦变压器用作功率合成器或功率分配器。

如本文所述的巴伦变压器的惊人益处在于它不仅限制功率合成或分配所需的附加部件的数量，还可以以自动化的方式来生产，例如通过将其印刷在PCB上。EP0418538B1描述了在印刷电路板(PCB)上印刷简单的平面巴伦变压器，这也消除了与同轴巴伦变压器相关的一些固有缺点，这些变压器由于相关的制造方法而受到性能变化的影响。优选地，如本文所述的巴伦变压器印刷在多层PCB上，因此实现了可再现和自动化的高制造质量。

另一个惊人的益处在于，如本文所述的巴伦变压器使得基于LDMOS技术的功率晶体管的使用变得容易，与基于例如VDMOS技术的其他晶体管相比，所述基于LDMOS技术的功率晶体管由于具有更高的鲁棒性、更好的冷却选项和更高的增益而更优越。使用现有技术的方法，这些晶体管将需要甚至更多的附加硬件来进行功率合成或分配，因为这些晶体管通常具有约1.5kW的有限最大输出功率、约50V的低电源电压以及低晶体管负载阻抗。根据标准法拉第感应定律，阻抗转换比同初级侧与次级侧之间的匝数比的平方成比例。因此，当需要桥接高阻抗比时，根据本发明的巴伦变压器能够特别有益，并且因此在使用例如LDMOS型的功率晶体管时尤其重要。

有利地，根据本发明的巴伦变压器具有至少100W的额定功率，有利地在500W至5kW之间。

本发明的功率放大器中的巴伦变压器包括平衡线圈、不平衡线圈和至少一个辅助线圈。辅助线圈有利地被布置为平衡型的线圈，但是可替代地可以被布置为不平衡型的线圈。根据辅助线圈的类型(即，平衡或不平衡)，辅助线圈辅助平衡线圈或不平衡线圈。在所述至少一个辅助线圈属于平衡型的情况下，其辅助平衡线圈。在所述至少一个辅助线圈属于不平衡型的情况下，其辅助不平衡线圈。

取决于不平衡线圈的电感耦合到辅助线圈的绕组与电感耦合到平衡线圈的绕组如何连接，即跨负载串联或并联，辅助线圈可以以两种方式连接到平衡线圈，即，作为串联组合变压器(SCT)或并联组合变压器(PCT)。对于高功率电平应用，由于对与组合晶体管的数量成比例的阻抗变换比的影响，SCT配置是有益的。例如，如果根据现有技术的平面巴伦的阻抗变换比为5，则根据本发明的实施例的其中组合了两个线圈的平面巴伦的阻抗变换比将为10。这使阻抗变换更容易。

如果线圈以共振方式操作，则可以以操作带宽为代价而大大提高阻抗比和效率。耦合包括根据本发明的巴伦变压器的功率放大器的晶体管的方便且有益的方法是，通过使用推挽式配置，可能结合诸如B类操作等更高效率模式。这极大地减少了偶次谐波。

有利地，本发明的射频功率放大器中的功率晶体管对包括分立的(功率)晶体管，例如LDMOS或VDMOS类型的晶体管。功率晶体管可以是GaN晶体管。

功率合成器的布局对于良好的性能是重要的。具有单个绕组轴线和绕组方向的简单线圈(例如，圆形线圈、矩形线圈)将提供适度的性能。例如，如果两个平衡圆形线圈变换地耦合到单个不平衡圆形线圈并且在中心处连接到DC电势，比如电源电压或地，则这两个平衡线圈“支路(leg)”需要具有到不平衡线圈的相同耦合。如果平衡线圈中存在不平衡，则这将对推挽式行为、益处和性能产生重大影响。在这种情况下，优选地使用“8”字形的不平衡线圈。一个主要的益处是从不平衡线圈到平衡线圈支路的对称磁通耦合。由于相邻绕组之间的电流方向相反，因此通量抵消被最小化并且磁耦合得到改善。使用偶数个绕组时的另一个重要益处是抵消了外部共模耦合。不言而喻，这也适用于两个不平衡线圈变换地耦合到成形为“8”字形的平衡线圈的另一种情况。

优选地，“8”字形线圈印刷在PCB的两个平面上。这可以外推到具有多个相邻瓣的线圈，具体是包括彼此连接的偶数个相邻瓣以有利地形成多个所连接8字形线圈的序列的线圈。在后一种情况下，巴伦变压器有利地包括与附加瓣相关联的多个辅助线圈。如果“8”字形线圈的瓣布置在PCB的第一平面上并且这些瓣通过布置在第二平面上的导体连接，则这是有利的。这具有以下优点：布局是对称的(并且因此线圈具有相等的耦合)，并且相邻线圈的场彼此抵消。在优选实施例中，“8”字形线圈的瓣连接成使得连接这两个瓣的导体在PCB的两个平面上并行运行。这样做降低了共模增益。

优选地，待组合的线圈印刷在PCB的单个平面上。有益地的是，屏蔽导体放置在待组合的线圈之间。这减少了这些线圈之间的耦合。这种屏蔽导体可以接地。在仅使用圆形线圈的实施例中，根据本发明的巴伦变压器可以布置在PCB的两个平面上。包括“8”字形线圈的实施例优选地印刷在PCB的三个平面上。

代替功率合成，本发明的各方面也有益于功率分配。

本发明还涉及一种包括这种RF功率放大器的MRI系统或等离子体发生器。

本发明还涉及功率放大器的使用方法，其中如本文所述的巴伦变压器在1MHz至500MHz之间的信号频率范围中操作。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明的各方面，其中，相同的附图标记表示相同的特征，并且在附图中：

图1表示根据本文所描述的各方面的巴伦变压器的透视图。

图2A至图2B表示根据本文所描述的各方面的图1的巴伦变压器的可能的PCB实施方式沿着中心纵向轴线的横截面。图2A示出了图1的巴伦变压器的横截面。图2B示出了图1的巴伦变压器的横截面，其中，具有平衡线圈和辅助线圈的层布置在中间平面中，该中间平面位于连接“8”字形线圈的两瓣的导电路径的平面之间。

图3表示根据本文所描述的各方面的另一巴伦变压器的平面视图。

图4表示根据本文所描述的各方面的图3的巴伦变压器的PCB实施方式沿中心纵向轴线的横截面，其中，平衡线圈、辅助线圈和不平衡线圈基本上布置在不同平面中。

图5表示根据本文所描述的各方面的又一个巴伦变压器的平面视图。

图6示出了将根据本发明的巴伦变压器实施为平衡合成器的RF功率放大器的示意性表示。

图7表示实施根据本发明的巴伦功率分配器和巴伦功率合成器的RF功率放大器的方案。

具体实施方式

参照图1，根据本文所描述的各方面的巴伦变压器10包括PCB的第一平面101中的平衡线圈11和平衡型辅助线圈12。平衡线圈和辅助线圈由导电材料的迹线制成，并且每个线圈分别具有第一平衡信号端子111、121和第二平衡信号端子112、122。这些第一信号端子111、121和第二信号端子112、122可以连接到射频AC电源。此外，线圈11、12中的每一个可以分别包括可以连接到DC电源的参考端口115、125(例如，DC馈电或地)。平衡线圈11和辅助线圈12的第一平衡信号端子111、121和第二平衡信号端子112、122分别有利地从参考端口115、125电对称地延伸。有利地，屏蔽导体131在第一平面101中放置在平衡线圈11与辅助线圈12之间。附加屏蔽导体132、133可以在PCB的第一平面101中布置在平衡线圈11和辅助线圈12的每个相反端处，与导电材料的外部迹线相邻。屏蔽导体131、132和133可以连接到参考电势(例如，地)。

巴伦变压器10进一步包括PCB的第二平面102和第三平面103中的不平衡线圈14。不平衡线圈14包括形成“8”字形的两个瓣143、144，这两个瓣在单端信号端口142与例如连接到地的参考端口141之间延伸。不平衡线圈14的这两个瓣143、144布置在PCB的第二平面102中。这两个瓣143、144之间的连接由布置在第二平面102中的第一导体145和布置在第三平面103中的第二导体146来提供。有益地，第一导体145和第二导体146是基本上平行延伸的迹线。通过这样做，由第一导体145和第二导体146产生的磁场有利地彼此抵消。可以提供导电材料134以包围第二平面102中的不平衡线圈14。这种导电材料134可以连接到参考端口141。

如图1所示，平衡线圈11和辅助线圈12被布置成与不平衡线圈14的各个瓣143、144相对应。导体145和146连接这两个瓣143和144，使得端口141与142之间的电流在这两个瓣143和144中在相反方向上流动。因此，不平衡线圈14的这两个瓣143、144具有不同的极性。因此，平衡线圈11、12也将以不同的极性操作。有益地，导体145、146的任一端与相应的平衡线圈11、12的中心基本等距，并且与瓣143、144的相应中心等距。平衡线圈11、辅助线圈12和不平衡线圈14中的任何一者中的导电迹线有利地具有合适的宽度，以在所设计的电流流过线圈时使电阻损耗最小化。在图1的示例中，平衡线圈11和辅助线圈12具有比不平衡线圈14的导电迹线更大的宽度，以减小可能由于平衡线圈11和辅助线圈12中的较大电流而产生的损耗。

图2A示出了PCB实施方式的沿着图1的巴伦变压器的中心纵向轴线100的横截面。PCB(至少)包括5个连续堆叠的层或平面A、B、C、D、E。与图1的第一平面101相对应的顶平面A包括平衡线圈的导电迹线116、117和辅助线圈的导电迹线126、127。屏蔽导体131、132和133也可以放置在顶平面A中。平面B是有利地不包括任何导电材料的绝缘层。平面C对应于图1的第三平面103并且包括第二导体146，所述第二导体经由相应的导电迹线147和148连接到平面E中的不平衡线圈的导电迹线149和150。第二导体146、导电迹线149和150与布置在平面E中的第一导体145一起提供了“8”字形不平衡线圈14的这两个瓣之间的连接。平面E对应于图1的第二平面102，并且进一步包括形成不平衡线圈14的一部分的其他导电迹线143和144。有益地，平面E还包括包围不平衡线圈14的屏蔽导电材料134。

图2B示出了根据本发明的巴伦变压器20的PCB实施方式的替代实施例。图2B与图2A的实施方式的不同之处在于交换了平面A和C(即，图1的第一平面和第三平面)。也就是说，包括平衡线圈和辅助线圈的平面现在介于包括不平衡线圈的瓣的平面与包括第二导体的平面之间。同样在本实施例中，PCB包括5个平面A、B、C、D、E。平面C包括平衡线圈的导电迹线216、217和辅助线圈的导电迹线226、227。屏蔽导体231、232和233也可以放置在平面C中。平面A包括第二导体246，所述第二导体经由平面B、C和D中的相应的导电迹线247和248连接到平面E中的不平衡线圈的导电迹线249和250。第二导体246、导电迹线249和250与布置在平面E中的第一导体245一起提供了“8”字形不平衡线圈的这两个瓣之间的连接。平面E进一步包括形成不平衡线圈的一部分的其他导电迹线243和244。有益地，平面E还包括包围不平衡线圈的屏蔽导电材料234。

可替代地，图1、图2A和图2B中所示的巴伦变压器10、20也可以被布置为具有在PCB的第一平面中的不平衡线圈11和不平衡型辅助线圈12以及布置在至少两个其他平面中的平衡线圈(例如，作为“8”字形线圈)的合成器-分配器。在这种布置中，不平衡线圈的信号端子之一和辅助线圈的信号端子之一可以用作单端信号端口，而上述信号端子中的另一个可以用作参考端口。此外，在这种布置中，平衡线圈包括两个平衡信号端子。

图3示出了根据本发明的巴伦变压器30的替代实施例，并且图4示出了沿中心轴线300的横截面中的相应PCB实施方式。在本实施例中，平衡线圈31和辅助线圈32彼此上下堆叠。不平衡线圈34介于平衡线圈31的平面与辅助线圈32的平面之间。所述PCB实施方式包括5个平面A、B、C、D、E。平面A包括平衡线圈31的导电迹线316、317。用于平衡线圈31的屏蔽导体331、332可以设置在平面A中。平面E包括辅助线圈32的导电迹线326、327。用于辅助线圈32的屏蔽导体333、334可以设置在平面E中。平面B和D有利地不包括任何导电迹线，并且分别用作平面A与C之间以及平面C与E之间的隔离平面。平面C包括不平衡线圈34的导电迹线343、344。用于不平衡线圈的屏蔽导体335、336可以设置在平面C中。不用说，巴伦变压器30可以可替代地设计成使得线圈34用作平衡线圈(即，端口141、142是平衡信号端子)，而线圈31和32用作不平衡线圈(即，端口111、112、121、122是不平衡的)，因此获得功率分配器。

图5示出了根据本文所描述的各方面的巴伦变压器的又另一替代方案。巴伦变压器50与图3的巴伦变压器30的不同之处在于，平衡线圈31和辅助线圈32并置在同一平面中。因此，使不平衡线圈54在平衡线圈和辅助线圈两者上方延伸。不平衡线圈54的单端端口142连接到单端输出501。与图1所示的“8”字形实施例相比，本实施例在电感耦合中呈现出某种不对称性。

将会方便地注意到，如本文所述的巴伦变压器的实施例无需作为PCB实施方式而被提供，并且可以可替代地作为浮置平面(例如，由气隙间隔开)和/或作为非印刷配置而被提供。如本文所述的巴伦变压器可被提供为布置在隔离支撑部(层)，特别是陶瓷支撑部上的导电路径(例如，铜板或迹线)。

参照图6，射频功率放大器60(比如在MRI系统中使用的那些射频功率放大器)包括以推挽式配置布置的多组功率晶体管对61、62。功率晶体管61、62有利地是LDMOS晶体管，但也可以可替代地是另一种类型，比如VDMOS。每对功率晶体管61、62可选地耦合到阻抗匹配电路63，并且进一步耦合到如上文所述的巴伦变压器(例如，耦合到巴伦变压器10)的平衡线圈11或辅助线圈12。平衡线圈和辅助线圈电感耦合到不平衡线圈14，以便获得功率合成电路。

如图6所示，射频功率放大器60例如还可以包括第一电容器64、第二电容器66和第三电容器65。第一电容器64连接到平衡线圈11从而形成第一并联谐振回路电路，第二电容器66连接到不平衡线圈14从而形成第二并联谐振回路电路，并且第三电容器65连接到辅助线圈12从而形成第三并联谐振回路电路。

射频功率放大器包括耦合到不平衡线圈14的端子端口的单端输出601。

参照图7，根据本发明的射频放大器70的总体布局包括布置在功率分离器71(例如，威尔金森分离器)和功率合成器73(例如，威尔金森合成器)之间的放大器模块72的阵列。图7中以放大图示出了放大器模块72的布局。每个放大器模块72可以被构建为如图6所示的放大器60。具体而言，放大器模块72包括一对推挽级(stage)723。每个推挽级723可以被构建为以推挽式配置方式布置的一对功率晶体管，其可以是LDMOS、VDMOS或任何其他合适的类型。LDMOS晶体管具有在低漏极电压下具有非常高功率水平的特征，这直接导致了需要转换为标准50R特性阻抗的低负载阻抗(例如，在推挽式操作中<5R)。因此，以推挽式(平衡)配置的具有这些高功率水平的晶体管导致4倍高的负载阻抗。

巴伦功率分配器722的平衡信号端子连接到一对推挽级723。巴伦功率分配器722包括如本文所述的巴伦变压器，或由如本文所述的巴伦变压器组成。巴伦功率分配器722的单端信号端子可经由前置放大器721连接到功率分配器71的输出711，从而允许生成足够的功率。推挽级723的输出连接到巴伦功率合成器724的平衡信号端子，巴伦功率合成器724可以包括如本文所述的巴伦变压器，或由如本文所述的巴伦变压器组成。巴伦功率合成器724的单端信号端子连接到功率合成器73的输入731。通过组合两个巴伦(其共同满足合成器功能)使得大大减少合成器，并因此减少了损失。

根据本发明的各方面的RF功率放大器可以用于工业、科学和医学应用。

Claims (19)

1.一种射频功率放大器(60，72)，包括第一巴伦变压器(10，20，30，50)和多个功率晶体管对(61，62)，所述多个功率晶体管对中的每一个功率晶体管对以推挽式配置方式布置，

其中，所述第一巴伦变压器包括不平衡线圈(14，34，54)和平衡线圈(11，31)，所述不平衡线圈在第一单端信号端子(142)与第一参考端口(141)之间延伸，并且所述平衡线圈在第一平衡信号端子(111)与第二平衡信号端子(112)之间延伸，

其中，所述不平衡线圈和所述平衡线圈彼此电感耦合并且电隔离，

其中，所述第一巴伦变压器进一步包括与所述不平衡线圈和所述平衡线圈电隔离的至少一个辅助线圈(12，32)，

其中，所述至少一个辅助线圈(12，32)电感耦合到所述不平衡线圈(14，34，54)并且在第三平衡信号端子(121)与第四平衡信号端子(122)之间延伸，以形成平衡合成器，

其中，所述多个功率晶体管对(61，62)中的第一功率晶体管对的输出耦合到所述第一平衡信号端子和所述第二平衡信号端子(111，112)，并且其中，所述多个功率晶体管对(61，62)中的第二功率晶体管对的输出耦合到所述第三平衡信号端子和所述第四平衡信号端子(121，122)。

2.根据权利要求1所述的射频功率放大器，其中，所述平衡线圈、所述不平衡线圈和所述辅助线圈布置在多个间隔开的平行平面(101，102，103)中。

3.根据权利要求2所述的射频功率放大器，其中，所述辅助线圈与所述平衡线圈布置在所述多个间隔开的平行平面中的同一平面(101)中。

4.根据权利要求2或3所述的射频功率放大器，其中，所述多个间隔开的平行平面形成印刷电路板的层(A，C，E)。

5.根据权利要求4所述的射频功率放大器，其中，所述平衡线圈、所述不平衡线圈和所述辅助线圈由所述印刷电路板的所述层(A，C，E)中的导电迹线形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的射频功率放大器，其中，所述第一平衡信号端子和所述第二平衡信号端子从第三参考端口(115)电对称地延伸。

7.根据权利要求6所述的射频功率放大器，其中，所述第三平衡信号端子和所述第四平衡信号端子从第四参考端口(125)电对称地延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，其中，所述不平衡线圈形成包括彼此电连接的第一瓣(143)和第二瓣(144)的8字形线圈，其中，所述第一瓣电感耦合到所述平衡线圈(11)并且所述第二瓣电感耦合到所述辅助线圈(12)。

9.根据权利要求8所述的射频功率放大器，其中，所述第一瓣和所述第二瓣通过布置在不同的间隔开的平行平面中的平行导体(145，146)导电连接。

10.根据权利要求8或9所述的射频功率放大器，其中，所述8字形线圈的所述第一瓣和所述第二瓣电连接成使得电流在所述第一瓣和所述第二瓣中在相反方向上流动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，其中，所述平衡线圈(11)和所述辅助线圈(12)布置在同一平面中，并且其中，屏蔽导体(131)在所述平衡线圈(11)与所述辅助线圈(12)之间延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，包括第一电容器(64)、第二电容器(66)和第三电容器(65)，其中，所述第一电容器(64)连接到所述平衡线圈(11)以形成第一并联谐振回路电路，其中，所述第二电容器连接到所述不平衡线圈(14)以形成第二并联谐振回路电路，并且其中，所述第三电容器连接到所述辅助线圈(12)以形成第三并联谐振回路电路。

13.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，其中，所述多个功率晶体管对(61，62)包括LDMOS晶体管或VDMOS晶体管。

14.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，其中，所述第一巴伦变压器被配置为串联组合变压器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器，还包括功率分配器(722)，其中，所述功率分配器包括根据前述权利要求中任一项所述的第二巴伦变压器，以形成平衡分配器，其中，所述第二巴伦变压器的所述至少一个辅助线圈电感耦合到所述第二巴伦变压器的所述不平衡线圈并且在所述第二巴伦变压器的第三平衡信号端子与第四平衡信号端子之间延伸，其中，所述第二巴伦变压器的所述第一平衡信号端子、所述第二平衡信号端子、所述第三平衡信号端子和所述第四平衡信号端子耦合到所述多个功率晶体管对。

16.一种射频功率放大器，包括放大器级(72)的阵列，每个放大器级包括根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器。

17.一种磁共振成像系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的射频功率放大器。

18.一种等离子体发生器，包括根据权利要求1至16中任一项所述的射频功率放大器。

19.一种根据权利要求1至16中任一项所述的射频功率放大器的使用方法，其中，所述第一巴伦变压器在1MHz与500MHz之间的信号频率范围中操作。

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