¿Cómo aplico la señal PWM al lado primario de un transformador para obtener una onda sinusoidal sintetizada en el lado secundario?

No hay una diferencia real entre la "opción 1" y la "opción 3", excepto por el mecanismo de accionamiento.

No hay un "sesgo de CC" real, ya que solo dura medio período de la forma de onda de salida. Esto no es peor que accionar el transformador con una onda sinusoidal real.

Tenga en cuenta que el transformador debe construirse de modo que pueda manejar el nivel de potencia en la frecuencia de salida , no en la frecuencia PWM. Esta es una de las razones por las que los UPS en general tienen transformadores de potencia pesados ​​en su interior.

La "Opción 2" generalmente solo se usa cuando la distorsión de la forma de onda es la preocupación principal, como en los amplificadores de potencia de audio de clase D. De lo contrario, las otras dos configuraciones tienden a ser más eficientes.

Dave respondió muy bien a su pregunta, pero quiero señalar un problema adicional con la opción 3.

La opción 3 es una alternativa perfectamente viable, pero los voltajes generalmente se invierten. La principal ventaja de accionar un primario de derivación central es que ambos interruptores pueden estar en el lado bajo, lo que generalmente los hace más fáciles de accionar. Por ejemplo, pueden ser transistores bipolares NPN o FET de canal N con el emisor (bipolar) o la fuente (FET) conectado a tierra. Luego, el grifo central se conecta directamente a la fuente de alimentación.

El inconveniente es que el lado del primario que no está siendo accionado actuará como un secundario. Otra forma de pensar en esto es que el devanado primario funciona como un autotransformador. El resultado es que el extremo no accionado del primario irá al doble del voltaje de suministro. Eso significa que sus interruptores del lado bajo deben poder soportar el doble de voltaje que si un primario normal se manejara con algo como un puente H.

Este estrés de voltaje más alto en los interruptores es una de las razones por las que se ven más primarios con derivación central cuando el voltaje de entrada es bajo. Por ejemplo, si la energía proviene de una batería de 12 V, entonces los interruptores solo necesitan manejar alrededor de 30 V. Hay muchos buenos FET para elegir con una clasificación de voltaje tan baja. Sin embargo, si la fuente de alimentación es CA rectificada, sería de 170 V al menos aquí en los EE. UU. Los interruptores tendrían que soportar al menos 340 V, por lo que probablemente los dispositivos de 400 V en la práctica. Los transistores disponibles serán menos, tendrán características menos deseables y serán más caros. Si la fuente de alimentación es voltaje de línea rectificado en cualquier parte del mundo, entonces las clasificaciones de voltaje de los interruptores se vuelven realmente inconvenientes.