三倍壓整流電路的工作原理基於在二倍壓整流電路的基礎上增加一箇整流二極管D3和一箇濾波電容器C3。在交流電源的正半周，二極管VD1和VD3導通，而二極管VD2截止，此時電流通過VD1和VD3給電容C1和C3充電。C1上的電壓被充電到接近√2E2，C3上的電壓被充電到接近2√2E2，其中E2是交流電源的峯值電壓。在交流電源的負半周，二極管VD2導通，VD1和VD3截止，電流通過VD2繼續給C1充電。當交流電源進入下一個正半周時，VD1和VD3再次導通，繼續給C1和C3充電。這樣，經過多箇週期的充電，C3上的電壓達到約2√2E2，而C1上的電壓達到約3√2E2，從而實現三倍壓整流。在負載RL兩端，可以輸出直流電壓Usc，其大小約爲3√2E2，其中E2是交流電源的峯值電壓，Usc=Uc1i+Uc3，其中Uc1是C1上的電壓，Uc3是C3上的電壓。
需要注意的是，在多倍壓整流電路中，負載一定要大，負載電流一定要小，以保持穩定的輸出電壓。此外，用於倍壓整流電路的二極管，其最高反向電壓應大於交流電源的峯值電壓，以避免二極管損壞。