極寒でデバイスが正常に動作しなくなるのはなぜですか?


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多くのスマートフォンが、華氏-4度(華氏-20度)未満では動作しないと言っていることに気付きました。電話が冷えて動作が停止したときに何が起こるかを誰かが私に説明できますか?


ここだ別の質問に少し関係しています。-あなたにとっていくらか面白いかもしれません。
ハリースベンソン

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私が最初に使用したスマートフォンのLCDは、-3°Cで固体になりました
PlasmaHH

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バッテリーは寒冷下では化学的に不活性になります。それらを加熱するか、クランクを取得し、電源として自分を使用します。真剣に、これはデバイスを内側のコートポケットに入れるだけで軽減できます。
user2497

回答:


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-4 Fは-20Cです。これは、チップと電気部品の標準的な下限です。その一部は、低温でチップをテストするのが非常に難しいというだけの理由ですが、実行可能な実際の問題があります。

  • バッテリーは、その化学的性質に応じて、低温で劣化します。

    • バッテリーの出力電圧が低いため、同じ電力を得るためにより多くの電流が必要です

    • バッテリーの内部抵抗が増加する可能性があります。追加された抵抗はボードを加熱する可能性がありますが、消費電流と消費電流が変化するため、バッテリー出力電圧の安定性が低下します。

    • 外部が冷えているときに内部を加熱し、機械的ストレスを追加する温度勾配を作成するため、余分な抵抗によって引き起こされる熱はバッテリーを損傷する可能性があります。

  • 部品の熱サイクルが悪化する可能性があります。物を冷やして熱膨張させると、物が壊れます。この問題は、金属が非常に寒いときに脆くなる可能性があるため、低温では悪化すると考えています。

  • チップは低温でより多くの電流を引き込むことができます。より多くの電流がより多くの熱になり、熱サイクルが増加するため、この問題は他の2つを悪化させます。

  • チップのタイミングが変わります。デジタル回路には、すべての信号が適切なタイミングで適切な場所に配置されるようにするための特別なタイミング規則があります。温度を下げると、そのすべてが変わり、競合状態が発生する可能性があります。


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クロックをシングルステップしている間にチップが動作しない場合、私は失望します。
ジョシュア

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バッテリーポイントは少し混乱します...「電流を引くと熱くなる」ので、低温の問題は解決しませんか?
Xen2050

@ Xen2050バッテリーの加熱(またはチップの加熱)は、デバイスが入っているエンクロージャーが比較的十分に断熱されている場合、デバイス全体を自己保護する場合があります。デバイスが動作温度範囲内自体を維持するのに十分なウォームアップもコールドスタート期間
KyranF

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@ Xen2050 KyranFは正しいですが、システムは最終的にはウォームアップしますが、電力の浪費に関連する問題があります(熱はどこかから来る必要があります)。「バッテリーの内部を加熱してこのボードを暖めましょう」と言ってはいけません。元の答えを明確にします。
pscheidler

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「クロックを1ステップ進めたときにチップが動作しなくなると失望します。」デジタル回路には、セットアップタイミングエラーとホールドタイミングエラーの2種類のタイミングエラーがあります。後者はクロック周波数に依存しないため、シングルステップでも失敗します。
オールドファート

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これらのデバイスのほとんどは、ディスプレイです...

LCDは寒さが好きではありません。

通常、標準のLCD文字およびグラフィックモジュールは、0°C〜+ 50°Cの温度範囲を提供します。ただし、いくつかのディスプレイメーカーは、動作温度が-40°C〜+80または+ 85°Cの極端な温度モデルを提供しています。また、-20°Cから+ 70°の範囲の幅広い標準バージョンがあります

ソース

ただし、新しいOLEDタイプは、-40°C〜+ 80°Cというはるかに優れた温度耐性を備えています。


ラップトップLCDを寒い(約-10°C)で使用した経験では、画像は粗くなり、遅くなりますが、それでも動作します。この問題を回避するために、加熱されたディスプレイを備えた頑丈なラップトップがあります。一部のスマートフォンにはOLEDディスプレイが搭載されていますが、同じ問題がありますか?
マイケル

@Michael OLEDには、増粘または凍結する液体がないため、より広い温度範囲があります。「-40°C〜+ 80°C。」OLEDには他の問題もあります。
Trevor_G

カードを携帯するカナダ人として、車のダッシュボードのLCDが-20°Cで正常に機能することを確認できます。
スペロペファニー

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@SpehroPefhany仲間のHoser、私の答えによると、一部は-40Cで動作するようにできますが、自動車部品と安価な電話部品は同じクラスではありません。バックライトから発生する熱は、液体の流体を保持するのにも役立ちます。あなたがそれらを凍結させた場合、彼らはしかし、クラックすることができます。
Trevor_G

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バッテリーは風邪を嫌います。

一般に、すべてのバッテリーは非常に寒いときに容量と電流を失います。(ただし、それらを使用すると、しばしばウォームアップされます。)リチウムは、非常に寒い中で充電されるという特定の問題を抱えてます。

また、デバイスは、ヘッドフォンジャックなどに入る湿った空気からデバイス内部で結露が発生することを懸念しています。


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水晶発振器が起動しない場合があります。または、温度係数を持つ水晶共振周波数は、数時間の動作と位相スリップの後でも、予想されるタイムスロットでデータパケットが開始されるようにするために必要な、保証された自動周波数制御(afc)範囲外である可能性があります。


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すべての素晴らしい答えに2セントを追加するには(電子デバイスだけでなく、一般的にすべての電気デバイスに適用されます)-温度低下により材料抵抗が変化します(つまり、金属の抵抗が低くなります)些細なことですが、産業機器では、これが考慮される項目の1つです。多くのマイクロチップは、特定の値であるためにそのラインのいくつかの間の抵抗器に依存しているため、電子デバイスはそれで最も苦しむでしょう。


4

アナログ回路には、低温でも問題が生じる可能性があります。抵抗は温度によって変化するため、トランジスタのしきい値電圧と相互コンダクタンスも変化します。基準電圧または電流が仕様から外れると、それに依存する他のアナログ回路(ADCやチャージポンプなど)に影響を与える可能性があります。

設計をシミュレートし、ハードウェアの特性評価とテストを行う場合、温度の下限を選択する必要があります。その温度を少し下回っても実際の問題はないかもしれませんが、メーカーはテストされた制限内に留まっている場合のみ正しい動作を保証できます。

そうは言っても、他の答えが示すように、スマートフォンではバッテリーとディスプレイがおそらくより大きな懸念事項です。


0

マイナスの数字に入ると、物事がスローダウンし始めます。絶対零度と呼ばれるものがあります。これは0度ケルビンまたはマイナス273 Cです。@ 0ケルビンは陽子や電子を含めて何も動かず、基本的に電気を凍結します(光子で何が起こるかわかりません) )。最終的にはチップ速度が低下しますが、同じ速度ではないため、同期が失われます。


-273セント、0 K、または-460ファーレンハイト、または0ランキンでなければなりません。
analogsystemsrf

-3

私の2セントは、電流、電圧、および温度を含む「ダイオード方程式」(google it!)があることです。したがって、半導体の動作は温度に依存します。デジタル温度計では有用ですが、通常のチップのメーカーが微量元素やその他の魔法を追加して、それらを「真っ直ぐ」に動作させることで対処する必要があります。しかし、これは限られた温度内でのみ機能します。予算と使用状況に応じた範囲。そのため、たとえば-220Cから-150Cの間でのみ正常に動作する電話を作ることは可能だと思います。

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