LM339 (Quad Comparator)

เรามักจะเห็น LM339 (Quad Comparator) ทำงานควบคู่กับ IC PWM (เช่น UC3842, TL494, SG3525) อยู่ตลอด เปรียบเสมือนเป็น "ผู้ช่วยคุ้มกัน" และ "ผู้ตรวจสอบ" ให้กับ IC PWM เลยในวงจรสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย (SMPS) หรือวงจรขับมอเตอร์

ข้อมูลจำเพาะโดยทั่วไปของ IC LM339

LM339 ประกอบด้วยวงจรเปรียบเทียบอิสระ 4 ตัวภายในชิปเดียว ออกแบบมาให้ทำงานได้ด้วยแหล่งจ่ายไฟเดี่ยวในช่วงแรงดันที่กว้างมาก และเอาต์พุตเป็นแบบ Open-Collector

1. คุณสมบัติเด่น 

-จำนวน Comparator: 4 ตัวอิสระ

-แหล่งจ่ายไฟ (Supply Voltage - $V_{CC}$)

• แหล่งจ่ายเดี่ยว: +2 V ถึง +36 V
• แหล่งจ่ายคู่ (Split Supplies): ±1 V ถึง ±18 V
• กระแสไฟฟ้าที่ใช้ (Supply Current Drain): ต่ำมาก ประมาณ $0.8$ mA (ทั่วไป) โดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันแหล่งจ่าย
• ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตโหมดร่วม (Input Common-Mode Voltage Range - $V_{ICMR}$): ครอบคลุมถึง Ground (0 V)
• เอาต์พุต: เป็นแบบ Open-Collector ทำให้สามารถต่อร่วมกันแบบ Wired-AND ได้ และเข้ากันได้กับตรรกะ TTL, DTL, ECL, MOS, และ CMOS
• กระแสไบแอสอินพุต (Input Bias Current - $I_{IB}$): ต่ำ, ประมาณ $25$ nA (ทั่วไป)
• แรงดันออฟเซ็ตอินพุต (Input Offset Voltage - $V_{IO}$): ต่ำ, ประมาณ ±3 mV ถึง ±5 mV (ค่าสูงสุดอาจแตกต่างกันไปตามรุ่นย่อย)

2. ผังขา (Pin Configuration) ของแพ็คเกจ 14-Pin DIP/SOIC

LM339 มักจะมาในแพ็คเกจแบบ 14-Pin Dual In-line Package (DIP-14) หรือ Small Outline Integrated Circuit (SOIC-14) โดยมีผังขาพื้นฐานดังนี้:

Pin No.	ชื่อขา	คำอธิบาย
1	$\text{Out 1}$	เอาต์พุตของ Comparator 1
2	$\text{In 1- (Inverting)}$	อินพุตกลับเฟสของ Comparator 1
3	$\text{In 1+ (Non-Inverting)}$	อินพุตไม่กลับเฟสของ Comparator 1
4	${\text{V}}_{\text{CC}}$	แหล่งจ่ายไฟบวก ($V^{+}$)
5	$\text{In 2+}$	อินพุตไม่กลับเฟสของ Comparator 2
6	$\text{In 2-}$	อินพุตกลับเฟสของ Comparator 2
7	$\text{Out 2}$	เอาต์พุตของ Comparator 2
8	$\text{Out 3}$	เอาต์พุตของ Comparator 3
9	$\text{In 3-}$	อินพุตกลับเฟสของ Comparator 3
10	$\text{In 3+}$	อินพุตไม่กลับเฟสของ Comparator 3
11	$\text{In 4+}$	อินพุตไม่กลับเฟสของ Comparator 4
12	$\text{In 4-}$	อินพุตกลับเฟสของ Comparator 4
13	$\text{Out 4}$	เอาต์พุตของ Comparator 4
14	$\text{GND}$	กราวด์ (แหล่งจ่ายไฟลบ หรือ $V^{-}$ ในโหมดแหล่งจ่ายคู่)

---

3. ค่าพิกัดสูงสุดสัมบูรณ์ (Absolute Maximum Ratings) ⚠️

นี่คือค่าสูงสุดที่ชิปจะทนได้โดยไม่เกิดความเสียหายถาวร (ไม่ใช่สภาวะการทำงานปกติ)

พารามิเตอร์	สัญลักษณ์	ค่าสูงสุด	หน่วย
แรงดันแหล่งจ่าย	$V_{\text{CC}}$	$\pm 18$ หรือ $36$	V
แรงดันอินพุตดิฟเฟอเรนเชียล	$V_{\text{ID}}$	$\pm 36$	V
แรงดันอินพุต	$V_{\text{I}}$	$-0.3$ ถึง $+36$	V
กระแสเอาต์พุตลัดวงจรลงกราวด์	$-$	ต่อเนื่อง	$-$
กำลังสูญเสีย (Power Dissipation)	$P_D$	$570$	mW
ช่วงอุณหภูมิใช้งาน (LM339)	$T_{\text{OPR}}$	$0$ ถึง $+70$	${}^{\circ }\text{C}$
ช่วงอุณหภูมิจัดเก็บ	$T_{\text{STG}}$	$-65$ ถึง $+150$	${}^{\circ }\text{C}$

เหตุผลหลัก ๆ ที่เขาต้องทำงานร่วมกัน มีดังนี้

1. ทำหน้าที่เป็นวงจรป้องกัน (Protection Circuit)

IC PWM มีหน้าที่สร้างสัญญาณพัลส์เพื่อขับ MOSFET/IGBT แต่ตัวมันเองอาจมีช่องสัญญาณตรวจจับความผิดพลาด (Feedback/Fault) จำกัด วงจรจึงใช้ LM339 มาช่วยตรวจเช็กค่าแรงดันหรือกระแสในจุดต่าง ๆ

Over Voltage Protection (OVP) ตรวจจับไฟเกิน

Under Voltage Protection (UVP) ตรวจจับไฟตก

Over Current Protection (OCP) ตรวจจับกระแสเกิน โดยรับสัญญาณมาจาก R-Shunt

เมื่อ LM339 (ซึ่งเป็นตัวเปรียบเทียบแรงดัน) ตรวจพบความผิดปกติ มันจะส่งสัญญาณระดับ High หรือ Low ไป "สั่งตัด" (Shutdown/Latch Off) ที่ขา Comp, ขา Feedback หรือขาปิดการทำงาน (Shutdown Pin) ของ IC PWM ทันที เพื่อหยุดการจ่ายพัลส์ก่อนที่ MOSFET จะพัง

2. แยกส่วนการทำงานเพื่อความเสถียร (Signal Conditioning & Isolation)

LM339 มีภาคขยายสัญญาณเปรียบเทียบถึง 4 ตัวในชิปเดียว (Quad) ทำให้สามารถแยกตรวจจับแรงดันได้หลาย ๆ จุดพร้อมกัน (เช่น เช็กทั้งไฟ +3.3V, +5V, +12V ในซัพพลายคอมพิวเตอร์) จากนั้นจึงรวมสัญญาณส่งไปควบคุม IC PWM เพียงจุดเดียว ช่วยลดสัญญาณรบกวน (Noise) ไม่ให้เข้าไปกวนระบบการสร้างพัลส์หลัก

3. สร้างระบบ Power Good (PG Signal)

ในพาวเวอร์ซัพพลาย LM339 มักถูกใช้ตรวจสอบว่าแรงดันเอาต์พุตทุกสถานะนิ่งและพร้อมใช้งานแล้วหรือยัง เมื่อทุกอย่างปกติ มันจะส่งสัญญาณ "Power Good" ออกไปบอกระบบหลัก (หรือเมนบอร์ด) ให้เริ่มทำงาน ในขณะเดียวกันก็ส่งสัญญาณให้ IC PWM รักษาระดับการทำงานที่เสถียรไว้