¿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 "opción 1" y "opción 3", excepto por el mecanismo de la unidad.

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 conducir el transformador con una onda sinusoidal real.

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

La "opción 2" generalmente solo se usa cuando la distorsión de la forma de onda es la principal preocupación, 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 a tu pregunta muy bien, 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 conducir un primario con toma central es que ambos interruptores pueden estar en el lado bajo, lo que generalmente hace que sean más fáciles de conducir. Por ejemplo, pueden ser transistores bipolares NPN o FET de canal N con el emisor (bipolar) o fuente (FET) conectado a tierra. La toma 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 esto es que el devanado primario funciona como un autotransformador. El resultado es que el extremo no accionado del primario irá al doble de la tensión de alimentación. Eso significa que sus interruptores de lado bajo tienen que ser capaces de soportar el doble de voltaje que si se accionara un primario regular con algo como un puente en H

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