•

Why Need Load Dump Protection TVS 

•

ISO16750-2 (2010) E Test A & B Method 

•

Key Parameters Of  Load Dump TVS 

•

Operation Of Load Dump TVS 

•

PCB Layout Advice 

•

PANJIT DO-218AC Advantage 

•

Load Dump TVS Selection Guide 

•

ISO16750-2 (2010) E Test B TVS Selection Guide 

3 

DC/DC 

MCU 

High  Current Load 

12V or 24V Load 

C

on
ta

ct

or

 

A 

Load Dump  TVS 

Battery & 
Alternator 

Se

co

n

d

ar

y 

Pr

o

tect

io

n

 

R L 

ECU 

Polarity  Rectifier 

What is the Load Dump ? 

LO

A

D

 

A 

X 

Ba

tt

er

y 

D

isc

o

n

n

ecte

d

 

Alternator  Overshoot 

•

Load dump TVS is an important protection device for automotive electrical module. 
It mainly protects the circuit by clamping down the surge voltage generated by the 
generator during load dump mode. 

 

•

When the battery of the automobile suddenly disconnect when the engine is 
running, the generator will causes an overshoot, which is called surge voltage. See 
the picture on the right. 

 

•

In order to assure the stability and reliability when the car is running, ECU needs  to 
be anti-disturbance qualified. Currently, the automotive OEM refers to the following 
standards: 

ISO7637-2-2004,  ISO16750-2 2010(E), JASO and Toyota TC7001.   

 

* Pulse 5a/5b has been removed from the latest ISO7367-2(2010) 

Why Need Load Dump Protection TVS 

4 

Parameter 

Type of System 

Mini. Test 

Requirements 

U

N 

=12V 

U

N

=24V 

U

S

 (V) 

79 ≤ U

S

 

≤ 101 

151≤U

S

≤202 

10 Pulses at 

intervals of 

1min 

R

i

 (Ω) 

0.5 ≤ R

i

 ≤ 4 

1 ≤ R

i

 ≤ 8 

T

d

 (mS) 

40 ≤ U

S

 

≤ 400 

100 ≤ U

S

 

≤ 350 

T

r

 (mS) 

10 (+0/-5) 

10 (+0/-5) 

ISO16750-2 2010 Pulse of Test A 

Parameter 

Type of System 

Mini. Test 

Requirements 

U

N 

=12V 

U

N

=24V 

U

S

 (V) 

79 ≤ U

S 

≤ 101 

151≤U

S

≤202 

5 Pulses at 

intervals of 

1min 

U

S

 *(V) 

35 

65 

R

i

 (Ω) 

0.5 ≤ R

i

 ≤ 4 

1 ≤ R

i

 ≤ 8 

T

d

 (mS) 

40 ≤ U

S

 ≤ 400 

100 ≤ U

S

 

≤ 350 

T

r

 (mS) 

10 (+0/-5) 

10 (+0/-5) 

ISO16750-2 2010 Pulse of Test B 

•

New test condition for Non-Central Load Dump Type Alternator Equipped Vehicles 

•

Replaced ISO7637-2 Pulse 5a 

•

Requires High Power load Dump Protection Device For Clamping Large Current 

•

Clamping Current is as

:     I 

clamping

 = 

（

U

S

-V 

clamping

）

 / 

R

i

 

ISO16750-2 2010(E) Load Dump Test A&B  

Key Parameters of Load Dump TVS 

5 

Load Dump TVS needs to sustain the surge impact and clamp the voltage at the same time, in order to protect the EUT from 
damage. 
 
Maximum. input voltage of voltage regulators: 
 

- Linear Type: 37V to 40V 
- DC-DC Converter IC: 40V to 60V 

 

Customer’s Design Guide Line: 10% Margin Required. 

•

 Clamping Voltage 

The V

RWM

 of the TVS needs to be higher or equal to the working voltage of the EUT, to assure the TVS would not fail or generate 

higher current load dump. Hence the V

RWM

 is a critical parameter when selecting the load dump TVS. 

 

- Load Dump TVS Recommend for 12V system: V

RWM

=22V~24V 

- Load Dump TVS Recommend for 24V system: V

RWM

=30V~36V 

•

 Stand-Off Voltage 

Nominal Voltage UN (V) 

Test Voltage UA (V) 

12 

14 

24 

28 

•

 ISO16750-2 Test Voltage Definition 

6 

ECU 

Test Rule: ISO16750-2 5a Test R

i

=3Ω                                                       ISO16750-2 5a Test R

i

=8Ω 

I

PP

=48.1A 

V

C

=52V 

I

PP

=31.4A 

V

C

=46.7V 

Load  Dump TVS clamps the  
surge voltage and by-passes  
the energy through the  
device to vulnerable electronic 

Operation of Load Dump TVS 

7 

•

TVS is suggested to be traced as close to the power input port as possible, because the inductance effect would be lower and the 
voltage clamping speed of the TVS would be faster. 
 

•

In the ECU, there are key components that need to be protected and the sensors that has bad surge sustainability. These devices  

   should be traced as far to the load dump TVS and power input port as possible for decreasing the surge impact. 

 

•

The size of the pad layout on the PCB needs to match the heat sink of the DO-218AC package so the device could attach perfectly 
with the PCB after mounting. This could help reduce the thermal resistance between the TVS device and the PCB. 
 

•

When the load dump TVS clamps the voltage, it generates an energy, this energy then turns into thermal which dissipate through the 
PCB. Thus in order to improve the dissipation capability, it is suggest to efficiently utilize the PCB area. 

Load Dump TVS PCB Layout Advice 

8 

Void-Free Soldering System  

PANJIT uses automation vacuum soldering to assemble the DO-218AC package load dump TVS. Comparing with the traditional furnace 
soldering, automation vacuum soldering system helps reduce the soldering bias and void. The amount of the void effects the I

PP

 

capability of the TVS, thus the lesser void on the die, the better IPP capability of the TVS; meanwhile the lower the thermal resistance 
is, the faster dissipation speed through thermal conduction. 

PANJIT DO-218AC Package Advantage 

9 

I

PP

 Current  & Soldering Void Derating Curve   

50% 

55% 

60% 

65% 

70% 

75% 

80% 

85% 

90% 

95% 

100% 

5% 

15% 

25% 

35% 

45% 

Soldering Void  Ratio (%) 

P

ea

k 

P

ul

se

 C

ur

re

nt

 I

PP

  D

er

at

ing
 (%

) 

Vacuum Soldering System Void  

Traditional Soldering System Void  

The soldering void is a key point for power TVS products, the amount of the void effects the surge current capability of the TVS 

PANJIT DO-218AC Package Advantage 

10 

Part Number 

P

D 

(W) 

V

RWM 

(V) 

V

BR

@I

T 

I

T 

(mA) 

I

R

@V

RWM 

(uA) 

V

C

@I

PP 

(V)

 

I

PP 

(A)

 

Application 

V

N

 (V) 

Min. 

Max. 

3.6KSMJX14A-AU 

3600 

14 

15.6 

17.2 

5 

10 

23.2 

155 

12 

3.6KSMJX20A-AU 

3600 

20 

22.2 

24.5 

5 

10 

32.4 

111 

12 

3.6KSMJX22A-AU 

3600 

22 

24.4 

26.9 

5 

10 

35.5 

101 

12 

3.6KSMJX24A-AU 

3600 

24 

26.7 

29.5 

5 

10 

38.9 

93 

12 

3.6KSMJX33A-AU 

3600 

33 

36.7 

40.6 

5 

10 

53.3 

68 

24 

3.6KSMJX36A-AU 

3600 

36 

40 

44.2 

5 

10 

58.1 

62 

24 

4.6KSMJX14A-AU 

4600 

14 

15.6 

17.2 

5 

10 

23.2 

198 

12 

4.6KSMJX20A-AU 

4600 

20 

22.2 

24.5 

5 

10 

32.4 

142 

12 

4.6KSMJX22A-AU 

4600 

22 

24.4 

26.9 

5 

10 

35.5 

130 

12 

4.6KSMJX24A-AU 

4600 

24 

26.7 

29.5 

5 

10 

38.9 

118 

12 

4.6KSMJX33A-AU 

4600 

33 

36.7 

40.6 

5 

10 

53.3 

86 

24 

4.6KSMJX36A-AU 

4600 

36 

40 

44.2 

5 

10 

58.1 

79 

24 

6.6KSMJX14A-AU 

6600 

14 

15.6 

17.2 

5 

10 

23.2 

284 

12 

6.6KSMJX20A-AU 

6600 

20 

22.2 

24.5 

5 

10 

32.4 

204 

12 

6.6KSMJX22A-AU 

6600 

22 

24.4 

26.9 

5 

10 

35.5 

186 

12 

6.6KSMJX24A-AU 

6600 

24 

26.7 

29.5 

5 

10 

38.9 

170 

12 

6.6KSMJX33A-AU 

6600 

33 

36.7 

40.6 

5 

10 

53.3 

124 

24 

6.6KSMJX36A-AU 

6600 

36 

40 

44.2 

5 

10 

58.1 

114 

24 

6.6KSMJX43A-AU 

6600 

43 

47.8 

52.8 

5 

10 

69.4 

95 

24 

Notes: I

PP

  Test Pulse Waveform 10/1000uS 

PANJIT offers 3 series load dump TVS: 3.6KS/4.6KS/6.6KS, the highest power absorption is 3600W, 4600W, 6600W respectively and the V

RWM 

 

range is from 14V to 43V. These 3 series TVS are mainly for the load dump protection and 12V and 24V automotive. 

PANJIT Load Dump Protection TVS Series 

11 

ISO16750-2 2010 Pulse of Test B  

The testing voltage of ISO16750 Pulse B is 35% of the maximum polygonal voltage of Pulse A, thus the surge sustainability required 
for load Dump TVS is much lower. So for products that is tested based on ISO 16750 Pulse B, PANJIT recommends to use TVS 
assembled in SMC package (1.5KW/3.0KW/5KW). 

Part Number 

P

D 

(W) 

V

RWM 

(V) 

V

BR

@I

T 

I

T

  

(mA) 

I

R

@V

RWM 

(uA) 

V

C

@I

PP

   

(V)

 

I

PP

  

(A) 

Application 

V

N

 (V) 

Min. (V) 

Max. (V) 

1.5SMCJ22A-AU 

1500 

22 

24.4 

28 

1 

1 

35.5 

42.2 

12 

1.5SMJC24A-AU 

1500 

24 

26.7 

30.7 

1 

1 

38.9 

38.6 

12 

3.0SMCJ22A-AU 

3000 

22 

24.4 

28 

1 

1 

35.5 

74.4 

12 

3.0SMCJ24A-AU 

3000 

24 

26.7 

30.7 

1 

1 

38.9 

77.2 

12 

1.5SMCJ33A-AU 

1500 

33 

36.7 

42.2 

1 

1 

53.3 

28.1 

24 

1.5SMCJ36A-AU 

1500 

36 

40 

46 

1 

1 

58.1 

25.8 

24 

3.0SMCJ33A-AU 

3000 

33 

36.7 

42.2 

1 

1 

53.3 

56.2 

24 

3.0SMCJ36A-AU 

3000 

36 

40 

46 

1 

1 

58.1 

51.6 

24 

5.0SMCJ36A-AU 

5000 

36 

40 

46 

1 

1 

58.1 

86.1 

24 

ISO16750-2 2010 (E) Load Dump Test B 

Parameter 

Type of System 

Mini. Test 

Requirements 

U

N 

=12V 

U

N

=24V 

U

S

 (V) 

79 ≤ U

S 

≤ 101 

151≤U

S

≤202 

5 Pulses at 

intervals of 

1min 

U

S

 *(V) 

35 

65 

R

i

 (Ω) 

0.5 ≤ R

i

 ≤ 4 

1 ≤ R

i

 ≤ 8 

T

d

 (mS) 

40 ≤ U

S

 ≤ 400 

100 ≤ U

S

 

≤ 350 

T

r

 (mS) 

10 (+0/-5) 

10 (+0/-5)