Выпрямители с умножением напряжения
При больших сопротивлениях нагрузки (при малых токах) существенной разницы между схемами выпрямителей нет – все схемы обеспечивают напряжение на нагрузке, примерно равное E2m. Разница заключается в режиме работы и конструкции трансформатора и частоте пульсации выпрямленного напряжения. При больших значения напряжения на нагрузке и небольшой мощности, что характерно для больших значений сопротивления нагрузки, для улучшения конструктивных параметров трансформатора используются выпрямители с умножением напряжения.
Мостовая схема с удвоением напряжения (рис.1.10а) позволяет получить напряжение на нагрузке, близкое к 2E2m.
Рис. 1.10. Мостовая схема выпрямителя с удвоением напряжения (а)
и временные диаграммы ее работы (б)
В положительный полупериод напряжение на вторичной обмотке трансформатора конденсатор С1 через диод VD1 заряжается до напряжения E2m, в отрицательный – конденсатор С2 через диод VD2 также заряжается до напряжения E2m (полярности напряжений указаны на рисунке). По отношению к нагрузке конденсаторы С1 и С2 включены последовательно согласно, поэтому напряжение на нагрузке равно:
.
Временные диаграммы работы схемы показаны на рис.1.10б. Режим работы каждого диода определяется как для однополупериодной схемы, обеспечивающей половину напряжения на нагрузке при полном токе нагрузки. Поэтому угол отсечки тока диода определяется для р = 1 и 
:
.
По полученному значению А определяют коэффициенты B, D, F, при этом р = 1.
Соответственно:
;
.
Поскольку трансформатор работает без постоянного подмагничивания, то ток вторичной обмотки трансформатора равен:
.
.
Напряжение на нагрузке обеспечивается двумя последовательно включенными конденсаторами С1 и С2. Эквивалентный по отношению к нагрузке конденсатор имеет ёмкость:
,
и заряжается два раза за период напряжения сети. Поэтому коэффициент 
определяется для р = 2:
.
Частота пульсаций равна удвоенной частоте сети.
Достоинством мостовой схемы с удвоением напряжения является уменьшение числа витков вторичной обмотки трансформатора при увеличении тока, что предпочтительней при конструктивном выполнении трансформатора. Мостовая схема с удвоением напряжения применяется при мощностях нагрузки до нескольких десятков ватт.
При необходимости получения напряжений порядка сотен - тысяч вольт используют однополупериодную схему выпрямителя с умножением напряжения (рис.1.11).
Рис. 1.11. Однополупериодная схема выпрямителя с умножением напряжения
В отрицательный полупериод напряжения на вторичной обмотке трансформатора конденсатор С1 заряжается через диод VD1 до напряжения E2m. В течение определённого времени это напряжение практически не изменяется, поэтому когда в положительный полупериод напряжение достигает максимума, конденсатор С2 через диод VD2 заряжается до напряжения 2E2m:
.
В следующий отрицательный полупериод параллельно с подзарядом конденсатора С1 конденсатор С3 через диод VD3 заряжается до напряжения примерно 2E2m:
.
Аналогично в положительный полупериод параллельно с подзарядом конденсатора С2 заряжается конденсатора С4 примерно до напряжения 2E2m:
.
Таким образом, на последовательно соединенных конденсаторах С2 и С4, к которым подключена нагрузка RН1, напряжение равно 4E2m, на конденсаторах С1 и С3, к которым может быть подключена нагрузка RН2, напряжение равно 3E2m. Аналогичные цепочки VDn и Cn можно подключать и далее, в верхнем ряду конденсаторов коэффициент умножения будет нечетным, в нижнем – четным.
Рабочее напряжение каждого конденсатора и обратное напряжение каждого диода должно быть не менее 2E2m. Хотя схема является однополупериодной (каждый эквивалентный конденсатор – четный или нечетный – заряжается один раз за период), трансформатор работает без постоянного подмагничивания. По мере увеличения коэффициента умножения напряжения на каждом конденсаторе всё более отличается от 2E2m, и поэтому схема рациональна при коэффициенте умножения не более 5-6.