BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS The part 15SMC160CA is a Transient Voltage Suppressor (TVS) Diode manufactured by Vishay. It is designed to protect sensitive electronics from voltage transients induced by lightning, inductive load switching, and electrostatic discharge (ESD). The key specifications for the 15SMC160CA are as follows:

- **Standoff Voltage (V_RWM):** 137 V
- **Breakdown Voltage (V_BR):** 152 V (min) to 168 V (max)
- **Peak Pulse Power (P_PPM):** 1500 W (10/1000 µs waveform)
- **Maximum Clamping Voltage (V_C):** 219 V at 16.7 A
- **Peak Pulse Current (I_PPM):** 16.7 A
- **Operating Temperature Range:** -55°C to +150°C
- **Package:** DO-214AB (SMC)

These specifications are typical for the 15SMC160CA and are subject to the conditions outlined in Vishay's datasheet for the component.

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS# Technical Documentation: 15SMC160CA Transient Voltage Suppressor (TVS)

*Manufacturer: VISHAY*

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 15SMC160CA is a 15kW surface mount transient voltage suppressor diode designed for high-power surge protection in demanding electronic systems. Typical applications include:

-  Industrial Power Supplies : Protecting AC/DC converters and switching power supplies from voltage transients and surges
-  Telecommunications Equipment : Safeguarding base station power lines, DSL modems, and network infrastructure against lightning-induced surges
-  Automotive Electronics : Protecting ECUs, infotainment systems, and charging infrastructure from load dump and other automotive transients
-  Renewable Energy Systems : Solar inverter protection and wind turbine control systems
-  Medical Equipment : Critical care devices and diagnostic equipment requiring reliable surge protection

### Industry Applications
-  Industrial Automation : PLCs, motor drives, and control systems in manufacturing environments
-  Energy Sector : Smart grid equipment, power distribution systems, and metering infrastructure
-  Transportation : Railway signaling systems, aviation electronics, and marine navigation equipment
-  Consumer Electronics : High-end audio/video equipment and home automation systems

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Power Handling : 15kW peak pulse power capability (10/1000μs waveform)
-  Fast Response Time : Typically <1.0 picosecond response to transient events
-  Low Clamping Ratio : Provides effective voltage limiting during surge events
-  Surface Mount Package : SMC (Surface Mount Case) package enables automated assembly
-  Bidirectional Protection : Suitable for AC and bidirectional DC applications

 Limitations: 
-  Package Size : SMC package requires adequate PCB space (10.3mm × 9.5mm)
-  Thermal Considerations : Requires proper heat sinking for repeated surge events
-  Voltage Margin : Requires careful selection to ensure normal operation voltage is below working standoff voltage

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Insufficient Voltage Margin 
-  Problem : Selecting TVS with standoff voltage too close to normal operating voltage
-  Solution : Maintain 10-20% margin above maximum continuous operating voltage

 Pitfall 2: Poor Thermal Management 
-  Problem : Repeated surge events causing thermal runaway
-  Solution : Implement proper copper pour and thermal vias for heat dissipation

 Pitfall 3: Inadequate Current Path 
-  Problem : High impedance traces limiting surge current handling
-  Solution : Use wide, short traces with minimal bends

### Compatibility Issues with Other Components

 Power Supply Compatibility: 
- Compatible with switching regulators, linear regulators, and DC-DC converters
- Ensure TVS breakdown voltage exceeds maximum system voltage by safe margin

 Signal Line Considerations: 
- May introduce minimal capacitance (typically <1000pF) that could affect high-frequency signals
- For high-speed data lines, consider lower capacitance TVS alternatives

 Protection Coordination: 
- Coordinate with fuses and circuit breakers to ensure proper fault clearing
- TVS should activate before other sensitive components reach damage thresholds

### PCB Layout Recommendations

 Placement Strategy: 
- Position TVS diode as close as possible to protected circuit or connector
- Minimize trace length between TVS and protected component (<25mm ideal)

 Routing Guidelines: 
- Use wide traces (minimum 2mm width) for high-current paths
- Avoid sharp bends in high-current traces; use 45-degree angles instead
- Maintain adequate creepage and clearance distances per safety standards

 Thermal Management: 
- Implement thermal relief patterns with multiple vias to inner ground planes
- Use copper pour areas of at least 2cm² for effective heat dissipation

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS The 15SMC160CA is a Transient Voltage Suppression (TVS) diode manufactured by ON Semiconductor. It is designed to protect sensitive electronic components from voltage transients and surges. Here are the key specifications:

- **Part Number:** 15SMC160CA
- **Manufacturer:** ON Semiconductor
- **Type:** TVS Diode (Bidirectional)
- **Peak Pulse Power:** 1500W (10/1000μs)
- **Breakdown Voltage (VBR):** 178V (min) to 197V (max)
- **Standoff Voltage (VRWM):** 160V
- **Clamping Voltage (VC):** 259V at 10A
- **Operating Temperature Range:** -55°C to +150°C
- **Package:** SMC (DO-214AB)
- **RoHS Compliant:** Yes

This TVS diode is commonly used in applications requiring robust overvoltage protection, such as in telecommunications, industrial equipment, and automotive electronics.

BI-DIRECTIONAL GLASS PASSIVATED JUNCTION TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR 1500 WATTS, 6.8 THRU 200 VOLTS# 15SMC160CA Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 15SMC160CA is a 15kW transient voltage suppressor (TVS) diode designed for high-power transient protection in demanding applications. Typical use cases include:

-  Surge Protection : Primary protection against lightning-induced surges and electrical fast transients (EFT) in industrial equipment
-  ESD Protection : Safeguarding sensitive electronic components from electrostatic discharge events up to 30kV
-  Voltage Clamping : Preventing overvoltage conditions in power supply lines and communication interfaces
-  Inductive Load Switching : Protecting against voltage spikes from relay coils, motor controllers, and solenoid valves

### Industry Applications
 Industrial Automation 
- PLC I/O modules requiring robust protection against industrial noise
- Motor drive systems and variable frequency drives (VFDs)
- Factory communication networks (PROFIBUS, DeviceNet)

 Telecommunications 
- Base station power supplies and RF equipment
- DSL modems and network interface devices
- Telecom line cards and central office equipment

 Power Electronics 
- Switch-mode power supplies (SMPS)
- Uninterruptible power supplies (UPS)
- Renewable energy systems (solar inverters, wind turbines)

 Automotive Electronics 
- ECU protection in harsh automotive environments
- Charging systems and battery management
- 12V/24V automotive bus protection

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Power Handling : 15,000W peak pulse power capability
-  Fast Response Time : Sub-nanosecond reaction to transient events
-  Low Clamping Ratio : Excellent voltage suppression characteristics
-  Robust Construction : SMA/DO-214AC package with high reliability
-  Wide Temperature Range : -65°C to +150°C operation

 Limitations: 
-  Higher Capacitance : ~1500pF typical may affect high-speed signals
-  Physical Size : Larger footprint compared to lower-power TVS devices
-  Cost Consideration : Premium pricing versus lower-power alternatives
-  Limited Availability : May require longer lead times than standard components

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Inadequate Current Handling 
-  Problem : Underestimating surge current requirements
-  Solution : Calculate worst-case surge current using Ipp = Ppp / Vc
-  Example : For 15kW at 160V clamping, Ipp = 15,000 / 160 ≈ 94A

 Pitfall 2: Thermal Management Issues 
-  Problem : Overheating during repeated transient events
-  Solution : Implement proper heat sinking and derate for high-temperature environments
-  Guideline : Maintain junction temperature below 125°C for optimal reliability

 Pitfall 3: Improper Voltage Selection 
-  Problem : Selecting wrong Vrwm for operating voltage
-  Solution : Ensure Vrwm (160V) exceeds maximum normal operating voltage by 10-20%

### Compatibility Issues with Other Components

 Power Supply Integration 
- Compatible with switching regulators up to 150V input
- May require series resistors with linear regulators
- Coordinate with bulk capacitors to avoid resonance issues

 Signal Line Protection 
- High capacitance may affect high-speed digital signals (>100MHz)
- Consider low-capacitance TVS for data lines >10Mbps
- Use in conjunction with ferrite beads for enhanced filtering

 Protection Coordination 
- Works well with fuses and PTCs for complete protection schemes
- Ensure proper coordination with secondary protection devices
- Consider crowbar circuits for extreme overvoltage conditions

### PCB Layout Recommendations

 Placement Strategy 
- Position close to protected circuit entry points
- Minimize trace length between TVS and protected component (<25mm)