[发明专利]功率放大器的末级模块、功率放大器和磁共振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于功率放大器装置，特别是用于磁共振装置的发送单元的功率放大器装置的末级模块、一种功率放大器装置以及一种磁共振装置。

背景技术

对于临床应用主要使用常见和公知的磁共振装置。作为成像过程的一部分通过磁共振装置经过发送天线激励检查对象的对齐的核自旋，并且借助接收天线接收图像数据。为了运行发送天线需要由功率放大器装置提供高的功率，该功率放大器装置通常设置在磁共振装置的发送单元中。

在此公知一种功率放大器装置，在该功率放大器装置中在共同的电路板上实现尽可能多的组件和/或导体结构。在此，已知的功率放大器装置具有多个功率模块，例如四个能产生5-8kW的输出功率的功率模块，从而在组合中能够达到例如30kW的功率。最终表示末级的功率模块也可以作为末级模块考察。在此通常使用推挽末级，其根据推拉原理(Push-Pull-Prinzip)以对称的输入信号工作。

由于在极高的功率下工作，在末级模块中使用的晶体管需要冷却。这点在已知的功率放大器装置中这样实现，即在已经提到的电路板之下布置铜板，通过该铜板引导冷却剂通道至要冷却的位置。电路板在设置晶体管的位置处具有裂口，从而可以在那里使用设置在壳体中的晶体管单元并且可以与设置在电路板下的铜板直接接触。

为此使用的、具有单独壳体的晶体管单元具有多个缺陷。迄今为止使用的晶体管单元通过回流焊接(回流焊，)来固定并且仅能经受住三次回流循环。第一装配已经发生两次该循环，从而仅剩下一次回流循环以用于维修。另一方面损坏的晶体管的替换影响其它安装的晶体管的焊接质量。该技术问题基于功率放大器装置的电路板的整体结构。期望的紧凑结构要求无凸缘的晶体管单元，其必须被焊接在与电路板相连的铜板上。此外，该解决方案不仅关于制造具有壳体的晶体管单元而且也关于在铜板之上设置的电路板，在总体上是昂贵的，并且替换损坏的晶体管是极复杂的。在修理过程中必须冒着功率损耗的风险。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种更便宜的简单设置的、却允许相适应地冷却晶体管来构造末级模块的可能性。

为了解决上述技术问题，按照本发明设置用于功率放大器装置的末级模块，该末级模块包括壳体、在壳体内部布置的由不导电但导热的具有少量电损耗的材料组成的载体，特别是陶瓷载体，该载体具有至少两个在其上布置的晶体管组件，其中特别地至少一个晶体管分别对应于对称输入信号的一相、以及在载体之中和/或之上的将晶体管组件的漏极输出端 (Drain-Ausgang)与输出信号尤其电感地连接的第一导体结构和两个分别将输入信号传导到晶体管组件的至少一个栅极输入端(Gate-Eingang)的第二导体结构，其中在载体内部设置至少一个与至少一个晶体管组件相邻传导的冷却通道。

也就是按照本发明建议将整个末级模块作为布置在壳体中的组件实现。在此替代通常的电路板使用由不导电但导热的具有少量电损耗的材料组成的载体，特别是陶瓷载体，其中能够没有问题地将冷却通道集成在载体结构中。能够冷却不同组件(模块)的这种载体，特别是陶瓷载体在现有技术中已经在其他应用中被提出。在此，载体尤其中央地支撑在壳体内部并且承载末级模块所需的电子器件，具体地也就是导体结构和晶体管组件。在此要强调在这种载体中也完全可以实现多层的导体结构。最终，载体如电路板那样起作用，然而所述电路板由于其特殊性能而允许同样设置能够直接沿着晶体管组件传导的冷却通道。

在此，模块当然也具有耦合到相应的导体结构的输入接头和输出接头。此外，设置至少两个冷却剂接头以用于向冷却通道中输送和从冷却通道中引出冷却剂。

末级模块优选地以推拉运行工作，因此作为推挽末级，其中对称的输入信号的一相分别对应同样数量的晶体管，这意味着第一组晶体管(其也可以仅包含一个晶体管)获得0°信号，而另一组晶体管(其仍可以仅包含一个晶体管)获得反相的180°信号。于是晶体管组件的漏极输出端又合并到第一导体结构中，从而尤其通过电感性的耦合可以以原则上公知的方式产生输出信号。因此第一导体结构作为变送器起作用。

因此本发明描述了一种可分开制造的紧凑的组件，该组件有利地可以在功率放大器装置，特别是磁共振装置的功率放大器装置中使用。由于不需要晶体管单元焊接于其上的铜板，末级模块和整个功率放大器装置可以以较小的重量实现。此外，末级模块的材料开销极小，其中已经存在用于制造的合适的技术。通过使用组件不再需要维修，因为末级模块可以容易地通过新的末级模块来替代。也就是说，本发明的设计实施为模块化。