如前文所述，为在电流转换期间（例如电机启动、负载扭矩变化或 PWM 运行）提供恒定的电机电源电压，需要较大的大容量电容。但我们希望能够对所需电容进行实际的估算，这样就不会对大容量电容进行过度设计，从而避免造成高系统成本和过大的电路板尺寸。我们可以按照通用指导原则，根据预期的负载电流变化和允许的电机电源电压变化确定合适的电容器大小。

基于理想 电容器的适当大容量电容的初始估算值为：

其中 C_BULK 是大容量电容，ΔI_MOTOR 是电机电流的预期变化，T_PWM 是脉宽调制周期，而 ΔV_SUPPLY 是允许的电机电源电压变化。

这个不等式基于以下假设：

• 具有零等效串联电阻 (ESR) 的理想电容器
• 电机时间常数 L_m/R_m 明显长于 PWM 周期
• 通过寄生电线电感的电源电流变化可忽略不计
• 当 PWM 占空比为 50% 时，由 PWM 期间变化的电机电流引起的电源电压变化预计最大。

例如，假设在 PWM 期间电机电流的变化约为 ΔI_MOTOR = 200mA；这与图 2-2 中显示的值大致相同；图 2-4 中显示了一个简化的草图。对于 20kHz 的典型 PWM 频率，T_PWM 为 50 微秒。

图 2-4 PWM 期间的电机电流波形简化示例

如果我们要使电机电源电压变化不超过 ΔV_SUPPLY = 100mV，可以估算所需的最小大容量电容为：

这是一个估算值，而不是一个详细的分析。我们忽略了多个因素，例如大容量电容的有效串联电阻 (ESR)、电池电感的非无限阻抗、非线性电流变化形状等。然而，它提供了一个合理的大容量电容值作为更严格系统分析的起始点。

在图 2-5 中，将理想仿真的结果与理想电容器公式预测的结果进行了比较。仿真电压纹波略小于理想估算值预测的值，但总体而言，预测和仿真大致保持一致，尤其是对于较高的大容量电容值。

图 2-5 理想电容器 (ESR=0) 通用指导值与仿真结果比较

但是，我们在后续讨论中将会看到，实际测量表明理想结果相差高达 3 倍，这意味着不理想的电容 ESR 不可忽略。