Aerosol-generating device and system

Abstract

An aerosol-generating device is described, which comprises an energy storage configured to store electrical energy suppliable to a heating element for heating an aerosol-generating substrate to generate aerosol. The aerosol-generating device further comprises a charging circuitry configured to receive, based on mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case, an input charging voltage from the charger case to charge the energy storage, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

Description

AEROSOL-GENERATING DEVICE AND SYSTEM

[0001] The present disclosure generally relates to the field of aerosol-generating devices and systems for generating aerosol, also referred to as aerosol-forming devices and aerosol-forming systems. In particular, the present disclosure relates to an electronic aerosol-generating device and an electronic aerosol-generating system configured to generate aerosol inhalable by a user and / or configured to generate nicotine-containing aerosol. Further, the present disclosure relates to methods of charging an energy storage of an aerosol-generating device or system.

[0002] Aerosol-generating or aerosol-forming devices are typically designed as handheld devices that can be used by a user for consuming or experiencing, for instance in one or more usage sessions, aerosol generated from an aerosol-generating substrate or an aerosol-generating article, for example based on or by heating at least a part of the aerosol-generating substrate. Aerosol-generating substrates or articles can also be referred to herein as aerosol-forming substrates or articles.

[0003] The aerosol-generating devices and systems the present disclosure pertains to are mainly directed to the field of tobacco and tobacco-substitute products, as well as e-vapor devices, for example heated tobacco products (HTP) , heat-not-burn devices, electronic cigarettes, e-vapor devices, and / or vaporizers. However, the aerosol-generating devices and systems of the present disclosure may also pertain to other types of inhalers, dispensers, or atomizers, for example inhalers, dispensers, or atomizers for medical applications.

[0004] Generally, aerosol-generating systems can be designed as one-part systems or devices including an aerosol-generating device that can be operated by a user to generate aerosol. Alternatively, aerosol-generating systems can be designed as two-part systems or devices comprising an aerosol-generating device and a charger case, also referred to as companion device, for storing, charging and / or re-charging the aerosol-generating device. In either design or configuration, the aerosol-generating system or device can be used by a user for consuming or inhaling, for instance in one or more usage sessions, aerosol generated based on heating the aerosol-generating article or substrate. The present disclosure may primarily pertain to two-part systems, respectively, to aerosol-generating devices for such two-part systems. However, the present disclosure may also pertain to or be used to advantage in one-part systems.

[0005] Aerosol-generating articles typically comprise or contain the aerosol-generating substrate, such as a tobacco or nicotine-containing substrate. Usually, aerosol-generating articles can be configured in shape and size to be inserted at least partially into the aerosol-generating device or system. In exemplary systems or devices, the aerosol-generating article can be formed as a stick or token that can be at least partly or completely inserted into a correspondingly shaped cavity or heating chamber of the aerosol-generating device for aerosol consumption. Exemplary aerosol-forming or aerosol-generating substrates can comprise solid substrate material, such as tobacco material or tobacco cast leaves (TCL) material. The substrate material can, for example, be  assembled, often with other elements or components, such as for example susceptor material and / or filter material, to form the aerosol-generating article.

[0006] Alternatively or additionally, aerosol-generating substrates can comprise one or more liquids and / or solids, which can, for example, be supplied to the aerosol-generating device in the form of a cartridge or container. Corresponding exemplary aerosol-generating articles can comprise a cartridge containing or fillable with the liquid and / or solid substrate, which can be vaporized during aerosol consumption by the user based on heating the substrate. Usually, such cartridge or container can be coupled to, attached to or at least partially inserted into the aerosol-generating device. Alternatively, the cartridge may be fixedly mounted to the aerosol-forming device and refilled by inserting liquid and / or solid into the cartridge.

[0007] The aerosol generated from the aerosol-generating substrate or article may comprise or include one or more of nicotine, aroma, sugar, moisturising agent, botanicals, preservative, flavouring, for example cocoa, liquorice, menthol and lactic acid or other additives. The aerosol generated from the aerosol-generating substrate or article may additionally or alternatively comprise one or more pharmaceutical agents or drugs and may include one or more adjuvants.

[0008] The aerosol-generating device may comprise one or more heating elements for heating the aerosol-generating article and / or the aerosol-generating substrate. The one or more heating elements may be part of the aerosol-generating article and / or the aerosol-generating device. For generating the aerosol during use or consumption, heat can be supplied by the one or more heating elements to heat at least a portion or part of the aerosol-generating substrate or article. The one or more heating elements can be arranged in the handheld device or a handheld part of the aerosol-generating device. Alternatively or additionally, at least a part of or one or more entire heating elements can be fixedly associated with or arranged within an aerosol-generating article, for instance in the form of a stick, token or cartridge, which can be attached to, heated by and / or powered by the handheld device or handheld part of the aerosol-generating device.

[0009] Exemplary heating elements can be based on one or more of resistive heating, infrared heating, inductive heating and microwave heating using electrical energy, for example supplied via, drawn from or stored in an energy storage or battery of the aerosol-generating device.

[0010] Typically, aerosol-generating devices comprise an energy storage, in particular a re-chargeable energy storage, which may for example include one or more batteries or battery cells, one or more capacitors, one or more accumulators or other types of energy storage. The energy storage can provide the electrical energy required to operate the aerosol-generating device and especially for heating the aerosol-generating substrate, for example to generate aerosol in one or more usage sessions using one or more aerosol-generating articles.

[0011] In particular in two-part aerosol-generating systems, circuitries and control logic employed for charging or re-charging the energy storage of the aerosol-generating device can be rather complex in design or topology. As a consequence, the corresponding circuitries and control logic can have a considerable size and be complex in functionality. Also, circuitries currently used for  charging or re-charging energy storages of aerosol-generating devices can be limited in terms of their charging efficiency, such that a considerable amount of electrical energy may not be utilized for actually charging or re-charging the energy storage of the aerosol-generating device, but may rather be dissipated in the form of heat or thermal energy during charging or re-charging. Also, a charging time required for completely (re-) charging an energy storage of an aerosol-generating device may be increased due to the reduced charging efficiency.

[0012] It may, therefore, be desirable to provide for an improved aerosol-generating device and system, for example which overcomes or at least mitigates at least some of the drawbacks of conventional systems. In particular, it may be desirable to provide for an improved aerosol-generating device and system having an improved charging efficiency.

[0013] These advantages may be achieved by the features described herein.

[0014] Aspects of the present disclosure relate to an aerosol-generating device, an aerosol-generating system, and to methods of charging an aerosol-generating device or system. It is noted that any disclosure presented herein with reference to one or an aspect of the present disclosure, equally applies to any other aspect of the present disclosure, unless explicitly stated otherwise. In particular, it is emphasized that any disclosure presented herein with respect to an aerosol-generating device equally applies to an aerosol-generating system comprising such aerosol-generating device and optionally a charger case.

[0015] According to an aspect of the present disclosure, there is provided an aerosol-generating device. The aerosol-generating device comprises an energy storage configured to store electrical energy suppliable to at least one heating element for heating an aerosol-generating substrate to generate aerosol. The aerosol-generating device further comprises a charging circuitry configured to receive, based on or upon mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case, an input charging voltage from the charger case to charge and / or re-charge the energy storage. Therein, the input charging voltage may be variable or may vary within a voltage range, for example a predefined voltage range.

[0016] Accordingly, the charging circuitry of the aerosol-generating device may be configured to accept or handle an input charging voltage that varies within said voltage range, for example between a minimum voltage and a maximum voltage of the voltage range. Such configuration can allow to improve or optimize a charging process for charging or re-charging the energy storage of the aerosol-generating device, for example in terms of a charging efficiency.

[0017] The energy storage may generally be configured to store electrical energy and to provide or supply the stored electrical energy to the at least one heating element for heating the aerosol-generating substrate or article. Therein, the energy storage may be chargeable and / or re-chargeable via the charger case. Accordingly, the energy storage may be configured to receive electrical energy from the charger case for charging and / or re-charging. It is noted that features described herein relating to storing of electrical energy in the energy storage of the aerosol-generating device can apply to both charging of the energy storage and re-charging of the energy  storage, unless explicitly stated otherwise. Therefore, the terms charging the energy storage and re-charging the energy storage can be interchangeably or synonymously used herein. Also, any reference to charging the energy storage can include re-charging the energy storage, unless explicitly stated otherwise.

[0018] To actually store electrical energy, the energy storage may include one or more battery cells, one or more rechargeable battery cells, one or more accumulators, one or more capacitors or one or more other devices or components for storing electrical energy.

[0019] Exemplary energy storages may include a plurality of rechargeable battery cells, such as for example between two and ten, preferably between two and four battery cells.

[0020] Further, exemplary re-chargeable battery cells may be based on lithium-ion battery cells. For example, a cathode material may comprise lithium-cobalt-oxide (LCO) , lithium-manganese-oxide (LMO) , lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide (NMC or NCM) , lithium-iron-phosphate (LFP) , and / or lithium-nickel-cobalt-aluminium-oxide (NCA) . Alternatively or additionally, an anode material may comprise carbon (e.g. graphite) , silicon and / or lithium-titanate-oxide (LTO) .

[0021] The charging circuitry, as used herein, may refer to an electrical circuitry or electric circuit comprising one or more electric or electronic components, such as for example one or more resistors, capacitors, inductors, controllers, wiring or the like. It is noted that the terms “circuitry” and “circuit” , as used herein, are not intended to infer any difference or limitation on the respective term or corresponding component, but rather can be interchangeably or synonymously used. The charging circuitry may, in an example, include one or more sub-circuitries or sub-circuits interacting or inter-operating with each other.

[0022] The charging circuitry may be implemented in the aerosol-generating device as general electrical circuitry, for example with one or more discrete components connected on a printed circuit board ( “PCB” ) . Alternatively, the charging circuitry may be implemented, partly or completely, as integrated circuit ( “IC” ) and / or application specific integrated circuit ( “ASIC” ) , wherein one or more electric or electronic components or circuits may be integrated in a single chip. Also, a part of the charging circuitry may be implemented as general electrical circuitry and a further part of the charging circuitry may be implemented as IC or ASIC. An implementation as IC or ASIC may be beneficial in terms of smaller size, higher reliability, and faster signal processing, for example when compared to general electrical circuitries.

[0023] The input charging voltage may be variable within or may vary within a predetermined or predefined voltage range, for example ranging from a minimum voltage or minimum voltage level to a maximum voltage or maximum voltage level. This may mean that the input charging voltage can take any of the values or levels from the minimum voltage to the maximum voltage of said predetermined or predefined voltage range. For example, the predefined voltage range may refer to a range of voltages, which can be provided, supplied and / or output by or via a main energy storage of the charger case. Accordingly, the predefined voltage range, within which the input charging voltage may vary, may be or refer to a range of voltages that the main energy storage  of the charger case is configured to output, generate and / or provide, for example as input charging voltage. Non-limiting examples of predefined voltage ranges, within which the input charging voltage may vary, include about 2.0V to about 25V, about 2.5V to about 10V, about 2.7V to about 8V, and about 2.8V to about 8V. Other voltage ranges, however, are possible and envisaged in the present disclosure.

[0024] It should be noted that in the context of the present disclosure, any reference to a “voltage” may include reference to a “voltage level” or “voltage value” of the respective voltage. Accordingly, the terms voltage and voltage level, respectively voltage and voltage value can be interchangeably or synonymously used herein.

[0025] A mechanical coupling of the aerosol-generating device and the charger case may, in the context of the present disclosure, include a contact between a part or surface of the charger case and a part or surface of the aerosol-generating device. For instance, when coupling the aerosol-generating device with the charger case, a part of a housing or outer surface of the aerosol-generating device may be in contact or direct contact with a part of a housing, compartment or surface of the charger case. Accordingly, a mechanical coupling of the aerosol-generating device and the charger case can include a mechanical or physical contact between the aerosol-generating device and the charger case.

[0026] For example, the aerosol-generating device may be mechanically couplable to the charger case based on at least partly inserting the aerosol-generating device into the charger case, for example into a cavity, compartment or recess of the charger case. Alternatively or additionally, the charger case may be mechanically couplable with the aerosol-generating device based on at least partly receiving the aerosol-generating device in the charger case.

[0027] In an exemplary configuration, the charger case may comprise a compartment, cavity or recess for at least partly receiving the aerosol-generating device, for example, such that the aerosol-generating device is at least partly encompassed in or surrounded by the charger case.

[0028] Alternatively or additionally, the aerosol-generating device may be mechanically couplable to the charger case based on attaching a housing of the aerosol-generating device to the charger case. To attach the housing to the charger case, the charger case may, for example, comprise engagement means configured to engage with the housing of the aerosol-generating device or corresponding engagement elements formed at or by the housing of the aerosol-generating device.

[0029] The charging circuitry may be configured to charge the energy storage upon, based on or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case. Accordingly, the charging circuitry may be configured to charge the energy storage when or only when the aerosol-generating device is mechanically coupled with the charger case.

[0030] The aerosol-generating device may be configured to establish an electrical connection between an input terminal of the charging circuitry and an output terminal of the charger case upon, based on or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device with the  charger case. Alternatively or additionally, the charger case may be configured to establish an electrical connection between an input terminal of the aerosol-generating device and an output terminal of the charger case upon, based on or in response to mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device. In particular, the input terminal of the aerosol-generating device and the output terminal of the charger case may be arranged such that an electrical connection is established upon, based on or by mechanically coupling the aerosol-generating device to the charger case, for example by at least partly inserting the aerosol-generating device into the charger case and / or by attaching a housing of the aerosol-generating device to the charger case.

[0031] In an exemplary configuration, the charging circuitry may include a control circuit configured convert, for example based on a converter, the input charging voltage into an output charging voltage for charging the energy storage of the aerosol-generating device. Accordingly, the control circuit may be configured to generate the output charging voltage to charge the energy storage, for example based on supplying the output charging voltage and / or an output charging current to the energy storage.

[0032] In an example, converting the input charging voltage into the output charging voltage, respectively, generating the output charging voltage may include or be based on increasing or stepping up the input charging voltage. Alternatively or additionally, converting the input charging voltage into the output charging voltage, respectively, generating the output charging voltage may include or be based on decreasing or stepping down the input charging voltage.

[0033] As used herein, stepping up a voltage, for example the input charging voltage, may refer to or include increasing the voltage from a lower level or value to a higher level or value. Further, stepping down a voltage, for example the input charging voltage, may refer to or include decreasing the voltage from a higher level or value to a lower level or value.

[0034] In an exemplary implementation, the control circuit may be configured to step up and / or to step down the input charging voltage to generate the output charging voltage for charging the energy storage. In other words, the control circuitry may be configured to increase and / or decrease the input charging voltage to generate the output charging voltage.

[0035] For example, the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage, respectively, to generate the output charging voltage based on or depending on at least one of an actual voltage of the energy storage, a maximum nominal voltage of the energy storage, and the input charging voltage.

[0036] In particular, the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage and / or to generate the output charging voltage based on or depending on the actual voltage relative to, with respect to and / or in relation to the input charging voltage. Alternatively or additionally, the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage and / or to generate the output charging voltage based on or depending on  the maximum nominal voltage relative to, with respect to and / or in relation to the input charging voltage.

[0037] Accordingly, the control circuit may be configured to adjust or modify a value or level of the input charging voltage to a higher or lower value or level of the output charging voltage, preferably depending or based on the actual voltage and / or the maximum nominal voltage in relation to the input charging voltage. Generally, this may allow for a simplified charging process. Also, the charging efficiency of the charging process may be improved or increased, for example due to a more efficient energy conversion or reduced losses when compared to conventional aerosol-generating devices or systems.

[0038] For example, as also shown in Fig. 2, in conventional aerosol-generating devices and systems, typically an input charging voltage with predefined voltage value, respectively, a predefined fixed input voltage is supplied to the aerosol-generating device. As a consequence, in conventional devices and systems, a voltage usable for charging the energy storage of the aerosol-generating device, for example a voltage provided by a main energy storage of the charger case, is usually stepped up in the charger case to generate the predefined fixed input voltage, and then stepped down again in the aerosol-generating device to charge or re-charge the energy storage of the aerosol-generating device. Accordingly, the voltage is altered two times, respectively, the electrical energy is converted two times in this charging process. Such two-step charging process to charge the energy storage of the aerosol-generating device via the charger case can be accompanied or associated with energy losses, and hence decrease the charging efficiency of the system.

[0039] By means of the aerosol-generating device with the charging circuitry configured to accept an input voltage that is variable within a voltage range, as described herein, the charging process can be simplified and performed in a one-step charging process, for example, such that a voltage provided by a main energy storage of the charger case may only be stepped up or stepped down. Hence, the charging efficiency can be increased and / or losses during the charging can be decreased. Also, the temperature of the energy storage may be decreased due the reduced electrical losses, which can avoid stress on the energy storage and extend the lifetime thereof.

[0040] As used herein, the “nominal voltage” of an energy storage may refer to the typical or average voltage that the energy storage provides during normal operation. For example, the nominal voltage may refer to the average or mean voltage provided when depleting a fully charged energy storage completely.

[0041] Further, as used herein, the “maximum nominal voltage” of an energy storage may refer to the voltage of the energy storage when fully charged. The nominal voltage and / or the maximum nominal voltage may be constant over time or may vary, for example decrease due to ageing through repeated charging processes or variations resulting from manufacturing tolerances. Accordingly, the terms “nominal voltage” and “maximum nominal voltage” , as used herein, can  refer to respective values provided by manufacturer or actual values, for example taking into consideration ageing effects or other variations.

[0042] Optionally, the maximum nominal voltage of an energy storage, for example within a certain range, such as within 20%, 15%, 10%, 5%, or 2%of the maximum nominal voltage, may define, refer to or constitute a maximum charging voltage of said energy storage. Therein, the maximum charging voltage may denote the maximum voltage value or level, the energy storage can be charged with or that is suppliable to the energy storage.

[0043] The term “actual voltage” of an energy storage, as used herein, may refer to the voltage or voltage level that is currently provided by the energy storage, for example which may currently be measurable or determinable at the energy storage. The actual voltage may depend on or vary due to multiple parameters, including for example characteristics or a specification of the energy storage, a charging state of the energy storage, a health state of the energy storage, an age of the energy storage, a temperature of the energy storage, or other parameters.

[0044] In an example, the control circuit may be configured to step up or increase the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is lower than the actual voltage of the energy storage, optionally within a predefined percentage or range of the actual of the energy storage. For example, the control circuit may be configured to step up the input charging voltage upon, based on, or in response to determining that the input charging voltage is lower than or falls below the actual voltage of the energy storage. Non-limiting examples of predefined percentages or ranges within which the actual voltage and the input charging voltage may differ can be about 20%, 15%, 10%, 5%, or about 2%.

[0045] Alternatively or additionally, the control circuit may be configured to step down or decrease the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is higher than the actual voltage of the energy storage, optionally within a predefined percentage or range of the actual voltage of the energy storage. For example, the control circuit may be configured to step down the input charging voltage upon, based on, or in response to determining that the input charging voltage is higher than or exceeds the actual voltage of the energy storage. Non-limiting examples of predefined percentages or ranges within which the actual voltage and the input charging voltage may differ can be about 20%, 15%, 10%, 5%, or about 2%.

[0046] In an example, the control circuit may be configured to step up or increase the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is lower than the maximum nominal voltage of the energy storage, optionally within a predefined percentage or range of the maximum nominal voltage of the energy storage. For example, the control circuit may be configured to step up the input charging voltage upon, based on, or in response to determining that the input charging voltage is lower than the maximum nominal voltage of the energy storage. Non-limiting examples of predefined percentages or ranges within which the maximum nominal voltage and the input charging voltage may differ can be about 20%, 15%, 10%, 5%, or about 2%.

[0047] Alternatively or additionally, the control circuit may be configured to step down or decrease the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is higher than the maximum nominal voltage of the energy storage, optionally within a predefined percentage or range of the maximum nominal voltage of the energy storage. For example, the control circuit may be configured to step down the input charging voltage upon, based on, or in response to determining that the input charging voltage is higher than the maximum nominal voltage of the energy storage. Non-limiting examples of predefined percentages or ranges within which the maximum nominal voltage and the input charging voltage may differ can be about 20%, 15%, 10%, 5%, or about 2%.

[0048] Accordingly, the charging circuitry and / or the control circuit of the aerosol-generating device may be configured to generate an output charging voltage to charge the energy storage depending on whether the input charging voltage is lower or higher than one of or both the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage. Hence, the charging process may be performed in a one-step charging process with high efficiency, for example requiring a single voltage or energy conversion only.

[0049] In an exemplary configuration, the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage, thereby generating the output charging voltage. A value or level of the output charging voltage may, for example, at least substantially correspond to or be equal to the actual voltage of the energy storage, optionally within a predefined range, such as within 20%, 10%, 5%, or 2%. Preferably, a value or level of the output charging voltage may be higher than the actual voltage of the energy storage. This may allow for a fast and efficient charging. Alternatively or additionally, the level or value of the output charging voltage may substantially correspond to or match the maximum nominal voltage and / or the maximum charging voltage of the energy storage, optionally within a predefined range around the maximum nominal voltage and / or the maximum charging voltage of the energy storage, such as within 20%, 15%, 10%, 5%, or 2%. However, the input charging voltage may also be stepped up or stepped down to a value above or below the maximum nominal voltage and / or the maximum charging voltage of the energy storage.

[0050] The control circuit may be configured to provide the input charging voltage as output charging voltage to the energy storage, when the input charging voltage is substantially equal to or substantially matches at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage. For instance, the control circuit may be configured to provide the input charging voltage as output charging voltage, when the input charging voltage is equal to or matches at least one of the actual voltage and the maximum nominal voltage within a predefined absolute or relative voltage range, such as for example within 20%, 15%, 10%, 5%, or 2%of the respective voltage. Alternatively or additionally, the control circuit may be configured to provide the input charging voltage as output charging voltage upon, based on, or in response to determining that the input charging voltage substantially matches or is substantially equal to at  least one of the actual voltage and the maximum nominal voltage of the energy storage. Alternatively, however, the charging circuitry and / or the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage, when the input charging voltage is substantially equal to or substantially matches at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage.

[0051] In an example, the control circuit may be configured to determine the actual voltage of the energy storage, and to compare the determined actual voltage of the energy storage to the input charging voltage, for example based on comparing corresponding voltage values or levels. Alternatively or additionally, the control circuit may be configured to determine the maximum nominal voltage of the energy storage, and to compare the determined maximum nominal voltage of the energy storage to the input charging voltage, for example based on comparing corresponding voltage values or levels.

[0052] The control circuit and / or the charging circuitry may comprise a measurement circuit to determine one of or both the actual voltage and the maximum nominal voltage of the energy storage. Alternatively or additionally, one or more values for one of or both the actual voltage and the maximum nominal voltage may be received by the charging circuitry and / or the control circuit, for example from the charger case and / or in the form of a control or data signal. Optionally, the one or more values for one of or both the actual voltage and the maximum nominal voltage may be stored at a data storage of the aerosol-generating device, and / or retrieved from a data storage of the charger case.

[0053] Optionally, the control circuit may be configured to step up or to step down the input charging voltage to generate the output charging voltage based on receiving a control or data signal from the charger case, for example from a main controller of the charger case.

[0054] In an exemplary configuration, the charging circuitry may include a buck-boost converter configured to increase or decrease the input charging voltage, for example to generate the output charging voltage. Use of a buck-boost converter may allow for an efficient charging process. Also, a compact, reliable and robust charging circuitry may be provided.

[0055] As used herein, the buck-boost converter may refer to a DC-DC (direct current to direct current) converter that can increase (synonymously used herein with “step up” or “boost” ) or decrease (synonymously used herein with “step down” or “buck” ) the input charging voltage to generate the output charging voltage. Accordingly, the buck-boost converter can combine the functionalities of a buck converter that steps down the input charging voltage and a boost converter that steps up the input charging voltage. Generally, by means of the buck-boost converter, a stable and regulated output charging voltage can be provided. This is particularly advantageous, as the input charging voltage can vary or can be variable within a voltage range.

[0056] In an exemplary configuration, the charging circuitry may lack a charge pump or boost converter to increase the input charging voltage. In other words, the charging circuitry may not have a charge pump or boost converter for increasing the input charging voltage. Alternatively or  additionally, the charging circuitry may lack or may not have a buck converter for decreasing the input charge voltage. Accordingly, the charging circuitry may lack a separate or dedicated charge pump, boost converter, and / or buck converter. In particular when the aerosol-generating device includes a buck-boost-converter, any one or more of the aforementioned components may not be relevant for charging the energy storage.

[0057] The charging circuitry may be configured to receive the input charging voltage from a main energy storage of the charger case, for example upon mechanically coupling the aerosol-generating device to the charger case. In an example, the main energy storage may include one or more battery cells, one or more rechargeable battery cells, one or more accumulators, one or more capacitors or one or more other devices or components for storing electrical energy.

[0058] Exemplary main energy storages may include a plurality of rechargeable battery cells, such as for example between two and ten, preferably between two and four battery cells.

[0059] Further, exemplary re-chargeable battery cells of the main energy storage may be based on lithium-ion battery cells. For example, a cathode material may comprise lithium-cobalt-oxide (LCO) , lithium-manganese-oxide (LMO) , lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide (NMC or NCM) , lithium-iron-phosphate (LFP) , and / or lithium-nickel-cobalt-aluminium-oxide (NCA) . Alternatively or additionally, an anode material may comprise carbon (e.g. graphite) , silicon and / or lithium-titanate-oxide (LTO) .

[0060] In an exemplary configuration, the charging circuitry may be configured to receive the input charging voltage from the main energy storage of the charger case, the main energy storage being connectable to an input terminal of the charging circuitry via at least one switching device. By means of the switching device, supply of electrical energy to an output terminal of the charger case may be controlled. For example, the switching device may be switched between an on state, in which electrical energy is provided, and an off state, in which supply of electrical energy is suppressed.

[0061] For instance, the switching device may be switched to the on state or may be switched on upon mechanically coupling the aerosol-generating device to the charger case and / or upon electrically connecting the input terminal of the aerosol-generating device and the output terminal of the charger case. Vice versa, the switching device may be switched to the off state or may be switched off upon mechanically de-coupling the aerosol-generating device and the charger case and / or upon de-connecting the input terminal of the aerosol-generating device and the output terminal of the charger case.

[0062] The at least one switching device may, in the context of the present disclosure, refer to or include an electronic switch configured to control the flow of electrical energy to an output terminal of the charger case and / or an input terminal of the aerosol-generating device. Accordingly, the at least one switching device may have no moving parts. For instance, the at least one switching device may comprise at least one semiconductor switch, such as a voltage-controlled or current-controlled semiconductor switch.

[0063] In an example, the at least one switching device may include one or more of at least one voltage-controlled semiconductor switch and at least one Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET. Use of such voltage-controlled semiconductor switch and / or MOSFET can allow to decrease energy losses, for example caused by the switching process, thereby allowing to increase the charging efficiency. Also, such components may be compact, robust and reliable.

[0064] In yet another exemplary configuration, the at least one switching device may include at least one load switch. In the context of the present disclosure, the load switch can refer to an electronic switching device that can comprise one or more voltage-controlled semiconductor switches and / or MOSFETs configured to control the flow of electrical energy to the output terminal of the charger case and / or the input terminal of the aerosol-generating device. Therein, the at least one load switch may lack or not have any moving parts. Generally, a load switch can allow to integrate one or more specific functionalities in a combined arrangement or switching device.

[0065] The at least one switching device and / or the at least one load switch may optionally include one or more of a soft start function to gradually increase the input charging voltage upon switching the switching device to an on state, and a short circuit protection function to prevent excessive current flowing, for example to the output terminal of the charger case or the input terminal of the aerosol-generating device.

[0066] The soft start function, as used herein, can refer to a gradual turning on of the main charging circuitry to avoid stressing components thereof and / or of the aerosol-generating device, for example by sudden voltage or current surges associated with electrical energy flowing into the main charging circuitry upon switching on the switching device. Accordingly, large start-up currents can be avoided or minimized upon switching the switching device to the on state. The soft start function can, for example, allow to control the time when the switching device is switched to the on state until the input charging voltage reaches a set or final voltage level.

[0067] The short circuit protection function can allow to prevent or minimize excessive current flowing in the main charging circuitry, and hence to avoid stressing components of the main charging circuitry and / or of the aerosol-generating device.

[0068] In an exemplary configuration, the charging circuitry may be formed as integrated circuit or application-specific integrated circuit. An implementation of the charging circuitry as IC or ASIC may allow for a small size of the charging circuitry with high reliability and fast signal processing. For example, the charging circuitry may be integrated in an IC or ASIC with a size or chip size of less than 2.5mm by 3mm, preferably less than 2mm by 2.4mm. Hence, a very compact and small-sized charging circuitry may be provided.

[0069] The charging circuitry may, in an example, be configured to provide a maximum charging current of at least 2A, preferably at least 2.5A. Accordingly, a comparatively high charging current may be provided, which may allow for fast charging of the energy storage of the aerosol-generating device.

[0070] According to a further aspect of the present disclosure, there is provided an aerosol-generating system comprising an aerosol-generating device, as described hereinabove and hereinbelow. The aerosol-generating system comprises one or both an aerosol-generating article for generating aerosol, and a charger case for charging the aerosol-generating device.

[0071] As mentioned above, any disclosure herein related to the aerosol-generating device equally applies to the aerosol-generating system, and vice versa.

[0072] According to another aspect of the present disclosure, there is provided a charger case for charging an aerosol-generating device. The charger case comprises a main energy storage configured to store electrical energy suppliable to an energy storage of the aerosol-generating device, and a main charging circuitry configured to supply, based on mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device, an input charging voltage to the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0073] The main energy storage may generally be configured to store electrical energy and to provide or supply the stored electrical energy to an output terminal of the charger case to charge an energy storage of the aerosol-generating device, for example when the aerosol-generating device is mechanically coupled to the charger case. Therein, the main energy storage may be chargeable and / or re-chargeable, for example via an external power supply that may optionally be couplable to a socket or USB socket of the charger case. Accordingly, the main energy storage may be configured to receive electrical energy from an external power supply for charging and / or re-charging the main energy storage.

[0074] It is noted that features described herein relating to storing of electrical energy in the main energy storage of the aerosol-generating device can apply to both charging of the energy storage and re-charging of the main energy storage, unless explicitly stated otherwise. Therefore, the terms charging the main energy storage and re-charging the main energy storage can be interchangeably or synonymously used herein. Also, any reference to charging the main energy storage can include re-charging the main energy storage, unless explicitly stated otherwise.

[0075] As noted above, to actually store electrical energy, the main energy storage may include one or more battery cells, one or more rechargeable battery cells, one or more accumulators, one or more capacitors or one or more other devices or components for storing electrical energy.

[0076] The main charging circuitry may be implemented in the charger case as general electrical circuitry, for example with one or more discrete components connected on a printed circuit board (“PCB” ) . Alternatively, the main charging circuitry may be implemented, partly or completely, as integrated circuit ( “IC” ) and / or application specific integrated circuit ( “ASIC” ) , wherein one or more electric or electronic components or circuits may be integrated in a single chip. Also, a part of the main charging circuitry may be implemented as general electrical circuitry and a further part of the main charging circuitry may be implemented as IC or ASIC. An implementation as IC or ASIC may be beneficial in terms of smaller size, higher reliability, and faster signal processing, for example when compared to general electrical circuitries.

[0077] The main charging circuitry may, for example, be configured to charge the energy storage of the aerosol-generating device upon, based on, or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case. Optionally, by mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device, an electrical connection may be established between an output terminal of the charger case and an input terminal of the aerosol-generating device.

[0078] In an exemplary configuration, the main charging circuitry may include a charge pump to increase an input voltage received from an external power supply. Alternatively or additionally, the main charging circuitry may include a buck converter to decrease an input voltage received from an external power supply. Optionally, one or both the charge pump and the buck converter may be configured to charge the main energy storage of the charger case. Accordingly, the input voltage may be increased via the charge pump or decreased via the buck converter, for example to generate a charging voltage for charging the main energy storage. Use of a charge pump and / or buck converter may allow to charge the main energy storage at high efficiency, and hence reduce energy losses, for example losses in the form of thermal energy. Accordingly, also a temperature during the charging process may be decreased, which may avoid stress on the main energy storage.

[0079] The main charging circuitry may lack or may not have a boost converter for increasing a voltage supplied by the main energy storage to generate the input charging voltage. Such component may in particular not be necessary, as a variable input charging voltage can be provided to and / or accepted by the aerosol-generating device.

[0080] In an exemplary configuration, the main charging circuitry may be configured to provide the input charging voltage from the main energy storage, via at least one switching device, to an output terminal of the charger case connectable to an input terminal of the aerosol-generating device. By means of the switching device, supply of electrical energy to an output terminal of the charger case may be controlled. For example, the switching device may be switched between an on state, in which electrical energy is provided, and an off state, in which supply of electrical energy is suppressed.

[0081] For instance, the switching device may be switched to the on state upon mechanically coupling, and switched to the off state upon mechanically decoupling the aerosol-generating device to the charger case. For example, a magnetic switch element may actuate the switching device upon mechanically coupling or de-coupling the charger case and the aerosol-generating device. Accordingly the at least one switching device may be switched between the on state and the off state based on a magnetic switching element configured to detect or indicate a mechanical coupling of the aerosol-generating device to the charger case.

[0082] As described above, the at least one switching device may include one or more of at least one voltage-controlled semiconductor switch, at least one Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET, and at least one load switch.

[0083] Optionally, the at least one switching device may include one or more of a soft start function to gradually increase the input charging voltage upon switching the switching device to an on state, and a short circuit protection function to prevent excessive current flowing, for example in the main charging circuitry and / or into the charging circuitry of the aerosol-generating device.

[0084] According to a further aspect of the present disclosure, there is provided a method of charging an energy storage of an aerosol-generating device. The method comprises mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case, and receiving an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0085] According to yet another aspect of the present disclosure, there is provided a method of charging an energy storage of an aerosol-generating device. The method comprises receiving an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range. The method further comprises generating an output charging voltage for charging the energy storage based on stepping up or stepping down the received input charging voltage by means of a buck-boost converter of the aerosol-generating device.

[0086] According to a further aspect of the present disclosure, there is provided a method of charging an energy storage of an aerosol-generating device via a charger case. The method comprises mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case, and providing an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range. Optionally, the input charging voltage may be provided from a main energy storage via at least one switching device to an output terminal of the charger case that is connectable to an input terminal of the aerosol-generating device.

[0087] According to yet another aspect of the present disclosure, there is provided a method of charging an energy storage of an aerosol-generating device via a charger case. The method comprises charging a main energy storage of the charger case, and providing an input charging voltage from the main energy storage via at least one switching device to an output terminal of the charger case that is connectable to an input terminal of the aerosol-generating device to charge an energy storage of the aerosol-generating device.

[0088] Optionally, one or more of the aforementioned methods may comprise receiving an input voltage from an external power supply, and / or charging the main energy storage of the charger case based on increasing the input voltage by means of a charge pump or based on decreasing the input voltage by means of buck converter of the charger case.

[0089] The invention is defined in the claims. However, below there is provided a non-exhaustive list of non-limiting examples. Any one or more of the features of these examples may be combined with any one or more features of another example, embodiment, or aspect described herein.

[0090] Example 1: An aerosol-generating device, comprising: an energy storage configured to store electrical energy suppliable to a heating element for heating an aerosol-generating substrate to generate aerosol; and a charging circuitry configured to receive, based on mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case, an input charging voltage from the charger case to charge the energy storage, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0091] Example 2: The aerosol-generating device of the preceding example, wherein the aerosol-generating device is mechanically couplable to the charger case based on one or more of at least partly inserting the aerosol-generating device into the charger case, and attaching a housing of the aerosol-generating device to the charger case.

[0092] Example 3: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry is configured to charge the energy storage upon mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case.

[0093] Example 4: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the aerosol-generating device is configured to establish an electrical connection between an input terminal of the charging circuitry and an output terminal of the charger case upon mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case.

[0094] Example 5: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry includes a control circuit configured to step up or to step down the input charging voltage to generate an output charging voltage for charging the energy storage.

[0095] Example 6: The aerosol-generating device of the preceding example, wherein the control circuit is configured to step up or to step down the input charging voltage to generate an output charging voltage for charging the energy storage based on at least one of a maximum nominal voltage of the energy storage, an actual voltage of the energy storage, and the input charging voltage, preferably based on or depending on the actual voltage relative to the input charging voltage, and / or preferably based on or depending on the maximum nominal voltage of the energy storage relative to the input charging voltage.

[0096] Example 7: The aerosol-generating device of the preceding example, wherein the control circuit is configured to step up the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is lower than at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage.

[0097] Example 8: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 7, wherein the control circuit is configured to step down the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is higher than at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage.

[0098] Example 9: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 8, wherein the control circuit is configured to provide the input charging voltage as output charging voltage to the  energy storage, when the input charging voltage is substantially equal to one of or both the actual voltage of the energy storage, and the maximum nominal voltage of the energy storage.

[0099] Example 10: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 9, wherein the control circuit is configured to determine one of or both the actual voltage of the energy storage, and the maximum nominal voltage of the energy storage, and to compare the determined maximum nominal voltage and / or the actual voltage of the energy storage to the input charging voltage.

[0100] Example 11: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 10, wherein the control circuit is configured to step up the input charging voltage upon determining that the input charging voltage is lower than at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage

[0101] Example 12: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 11, wherein the control circuit is configured to step down the input charging voltage upon determining that the input charging voltage is higher than at least one of the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage.

[0102] Example 13: The aerosol-generating device of any one of examples 5 to 12, wherein the control circuit is configured to step up or to step down the input charging voltage to generate the output charging voltage based on receiving a control signal from a main controller of the charger case.

[0103] Example 14: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry includes a buck-boost converter configured to increase or decrease the input charging voltage.

[0104] Example 15: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry lacks a charge pump to increase the input charging voltage; and / or wherein the charging circuitry lacks a buck converter for decreasing the input charge voltage.

[0105] Example 16: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry is configured to receive the input charging voltage from a main energy storage of the charger case, preferably wherein the main energy storage includes one or more rechargeable battery cells.

[0106] Example 17: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry is configured to receive the input charging voltage from a main energy storage of the charger case, the main energy storage being connectable to an input terminal of the charging circuitry via at least one switching device.

[0107] Example 18: The aerosol-generating device according to the previous example, wherein the at least one switching device includes one or more of at least one voltage-controlled semiconductor switch, at least one Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET, and at least one load switch.

[0108] Example 19: The aerosol-generating device according to any one of examples 17 and 18, wherein the at least one switching device includes one or more of a soft start function to gradually increase the input charging voltage upon switching the switching device to an on state, and a short circuit protection function to prevent excessive current flowing.

[0109] Example 20: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the input charging voltage is variable within a predetermined voltage range, in particular a predetermined voltage range of about 2.0V to about 25V, for example about 2.5V to about 10V, preferably about 2.8V to about 8V.

[0110] Example 21: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry is formed as integrated circuit, preferably with a size of less than about 2.5mm by 3mm, preferably less than about 2mm by 2.4mm.

[0111] Example 22: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the charging circuitry is configured to provide a maximum charging current of at least 2A, preferably at least 2.5A.

[0112] Example 23: The aerosol-generating device of any one of the preceding examples, wherein the energy storage includes one or more rechargeable battery cells.

[0113] Example 24: An aerosol-generating system comprising an aerosol-generating device according to any one of the preceding examples and one or more of: an aerosol-generating article for generating aerosol; and a charger case for charging the aerosol-generating device.

[0114] Example 25: A charger case for charging an aerosol-generating device, comprising: a main energy storage configured to store electrical energy suppliable to an energy storage of the aerosol-generating device; and a main charging circuitry configured to supply, based on mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device, an input charging voltage to the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0115] Example 26: The charger case of the preceding example, wherein the charger case is mechanically couplable with the aerosol-generating device based on one or more of at least partly receiving the aerosol-generating device in the charger case, and attaching a housing of the aerosol-generating device to the charger case.

[0116] Example 27: The charger case of any one of examples 25 and 26, wherein the main charging circuitry is configured to charge an energy storage of the aerosol-generating device upon mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case.

[0117] Example 28: The charger case of any one of examples 25 to 27, wherein the charger case is configured to establish an electrical connection between an input terminal of the aerosol-generating device and an output terminal of the charger case upon mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device.

[0118] Example 29: The charger case of any one of examples 25 to 28, wherein the main charging circuitry lacks a boost converter for increasing a voltage supplied by the main energy storage to generate the input charging voltage.

[0119] Example 30: The charger case of any one of examples 25 to 29, wherein the main charging circuitry is configured to provide the input charging voltage from the main energy storage, via at least one switching device, to an output terminal of the charger case connectable to an input terminal of the aerosol-generating device.

[0120] Example 31: The charger case of the preceding example, wherein the at least one switching device includes one or more of at least one voltage-controlled semiconductor switch, at least one Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET, and at least one load switch.

[0121] Example 32: The aerosol-generating device according to any one of examples 30 and 31, wherein the at least one switching device includes one or more of a soft start function to gradually increase the input charging voltage upon switching the switching device to an on state, and a short circuit protection function to prevent excessive current flowing.

[0122] Example 33: The charger case of any one of examples 25 to 32, wherein the main charging circuitry includes a charge pump to increase an input voltage received from an external power supply; and / or wherein the main charging circuitry includes a buck converter to decrease an input voltage received from an external power supply.

[0123] Example 34: The charger case of the preceding example, wherein one or both the charge pump and the buck converter are configured to charge the main energy storage of the charger case.

[0124] Example 35: The charger case of any one of the examples 25 to 34, wherein the main energy storage includes one or more rechargeable battery cells.

[0125] Example 36: An aerosol-generating system comprising an aerosol-generating device according to any one of examples 1 to 23 and a charger case of any one of examples 25 to 35.

[0126] Example 37: A method of charging an energy storage of an aerosol-generating device, the method comprising: mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case; and receiving an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0127] Example 38: A method of charging an energy storage of an aerosol-generating device, the method comprising: receiving an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range; and generating an output charging voltage for charging the energy storage based on stepping up or stepping down the received input charging voltage by means of a buck-boost converter of the aerosol-generating device.

[0128] Example 39: A method of charging an energy storage of an aerosol-generating device via a charger case, the method comprising: mechanically coupling the aerosol-generating device with  the charger case; and providing an input charging voltage to charge an energy storage of the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0129] Example 40: The method of the preceding example, wherein the input charging voltage is provided from a main energy storage via at least one switching device to an output terminal of the charger case that is connectable to an input terminal of the aerosol-generating device.

[0130] Example 41: A method of charging an energy storage of an aerosol-generating device via a charger case, the method comprising: charging a main energy storage of the charger case; and providing an input charging voltage from the main energy storage via at least one switching device to an output terminal of the charger case that is connectable to an input terminal of the aerosol-generating device to charge an energy storage of the aerosol-generating device.

[0131] Example 42: The method according to any one of examples 39 to 41, further comprising: receiving an input voltage from an external power supply; and charging the main energy storage of the charger case based on increasing the input voltage by means of a charge pump or based on decreasing the input voltage by means of buck converter of the charger case.

[0132] Examples will now be further described with reference to the figures in which:

[0133] Figs. 1A and 1B each show an aerosol-generating system according to an exemplary embodiment;

[0134] Fig. 2 illustrates a conventional aerosol-generating system;

[0135] Fig. 3 illustrates an aerosol-generating system according to an exemplary embodiment;

[0136] Fig. 4 shows a part of a charging circuitry of an aerosol-generating device according to an exemplary embodiment;

[0137] Fig. 5 shows a charging circuitry of an aerosol-generating device according to an exemplary embodiment; and

[0138] Fig. 6 shows a flow chart illustrating steps of methods of charging an aerosol-generating device according to exemplary embodiments.

[0139] Figs. 1A and 1B each show an aerosol-generating system 100 according to an exemplary embodiment. The aerosol-generating system 100 comprises an aerosol-generating device 10 and a charger case 50, which are mechanically couplable to each other. As discussed in more detail hereinbelow, Fig. 1A shows the aerosol-generating device 10 mechanically coupled to the charger case 50, and Fig. 1B shows the aerosol-generating device 10 mechanically de-coupled from the charger case 50.

[0140] The aerosol-generating device 10 includes an energy storage 12 configured to store electrical energy suppliable to a heating element 14 for heating an aerosol-generating substrate and / or aerosol-generating article (not shown) to generate aerosol. In the example shown in Figs. 1A and 1B, the heating element 14 is part of the aerosol-generating device 10. Alternatively, however, the heating element 14 may be arranged, partly or completely, in the aerosol-generating article. An aerosol-generating article may for example be inserted from a top side via an opening of the aerosol-generating device at least partly into the aerosol-generating device. Other  configurations, for example involving displacing parts of the aerosol-generating device relative to each other, are possible.

[0141] For example, the heating element 14 can be configured for one or more of resistive heating, infrared heating, inductive heating and microwave heating using electrical energy supplied via, drawn from or stored in the energy storage 12.

[0142] The energy storage 12 may include one or more battery cells, one or more rechargeable battery cells, one or more accumulators, one or more capacitors, or one or more other devices or components for storing electrical energy. In particular, the energy storage 12 may include a plurality of rechargeable battery cells, such as for example between two and ten, preferably between two and four battery cells.

[0143] The aerosol-generating device 10 further includes a charging circuitry 20 configured to receive, based on, upon or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with the charger case 50, an input charging voltage from the charger case 50 to charge the energy storage 12. As discussed in more detail hereinabove and hereinbelow, the input charging voltage is variable within a voltage range. In particular, the input charging voltage may vary within a predetermined or predefined voltage range, for example ranging from a predefined minimum voltage to a predefined maximum voltage. Accordingly, the aerosol-generating device 10 can be configured to accept any input charging voltage level or value between the minimum and the maximum voltage of the predefined voltage range. Non-limiting examples of predefined voltage ranges include about 2.0V to about 25V, about 2.5V to about 10V, about 2.7V to about 8V, and about 2.8V to about 8V. Other voltage ranges, however, are possible and envisaged in the present disclosure.

[0144] The charger case 50 of the aerosol-generating system 100 includes a main energy storage 54 configured to store electrical energy suppliable to the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10 to charge or re-charge it.

[0145] Similar to the energy storage 12, also the main energy storage 54 may include one or more battery cells, one or more rechargeable battery cells, one or more accumulators, one or more capacitors, or one or more other devices or components for storing electrical energy. In particular, the main energy storage 54 may include a plurality of rechargeable battery cells, such as for example between two and ten, preferably between two and four battery cells.

[0146] The charger case 50 further includes a main charging circuitry 56 configured to supply, based on, upon, or in response to mechanically coupling the charger case 50 with the aerosol-generating device 10, the input charging voltage to the aerosol-generating device 10.

[0147] In the example illustrated in Figs. 1A and 1B, the charger case 50 comprises a housing 52 with a lid 51 or cover 51 that is hingedly arranged at or coupled to the housing 52. Fig. 1A shows the charger case 50 with closed lid 51 or cover 51 and Fig. 1B shows the charger case with open lid 51 or cover 51.

[0148] The charger case 50 further includes a cavity 58 or compartment 58 configured to at least partly receive the aerosol-generating device 10. When the lid 51 or cover 51 is open, the aerosol-generating device 10 can be inserted via an opening 59 into the cavity 58 or compartment 58. By inserting the aerosol-generating device 10 at least partly into the cavity 58, the aerosol-generating device 10 and the charger case 50 can be mechanically coupled. When the lid 51 is closed, the aerosol-generating device 10 may be enclosed by or arranged in the charger case 50.

[0149] Generally, the aerosol-generating device 10 may be inserted, into the charger case 50 for storing the aerosol-generating device 10 and / or for re-charging energy storage 12.

[0150] For actually re-charging or charging the energy storage 12 via the charger case 50, the aerosol-generating device 10 may comprise an input terminal 30 or input electrode 30, which can be coupled to or connected to an output terminal 60 or output electrode 60 of the charger case 50, when the aerosol-generating device 10 is mechanically coupled with the charger case 50, which in the example of Figs. 1A and 1B means that the aerosol-generating device 10 is inserted into the cavity 58 or compartment 58 of the charger case 50.

[0151] Accordingly, upon or by mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with the charger case 50, an electrical connection between the input terminal 30 of the aerosol-generating device 10 and the output terminal 60 of the charger case 50 may be established, for example based on a direct contact between the input terminal 30 and the output terminal 60.

[0152] The charging circuitry 20 may be configured to charge the energy storage 12 upon, based on or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with the charger case 50. Alternatively or additionally, the main charging circuitry 56 may be configured to charge the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10 via the energy stored in the main energy storage 54 upon, based on or in response to mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with the charger case 50. Accordingly, one of or both the charging circuitry 20 and the main charging circuitry 56 may be configured to charge the energy storage 12 when or only when the aerosol-generating device 10 is mechanically coupled with the charger case 50.

[0153] It should be noted that Figs. 1A and 1B illustrate an example of a mechanical coupling of the aerosol-generating device 10 and the charger case 50, which is based on at least partly inserting the aerosol-generating device 10 into the cavity 58 upon opening the lid 51 at the top of the charger case 50. This, however, is merely an illustrative example and not intended to limit the present disclosure to the specific type of mechanical coupling shown in Figs. 1A and 1B.

[0154] Alternatively to the embodiment of Figs. 1A and 1B, for example, another part as the lid 51, such as a side portion, a bottom portion, a front portion, or rear portion, of the charger case 50 may be displaceable to unveil or open the cavity 58 for inserting the aerosol-generating device 10. Yet further examples of mechanical coupling can include displacing two parts of the housing 52 of the charger case 50 relative to each other to insert the aerosol-generating device 10 into a cavity 58 or compartment 58 thereof. Even further examples of mechanical coupling can be based on attaching the aerosol-generating device 10 to the housing 52 of the charger case 50, for  example based on or using engagement means arranged at the housing 52 of the charger case 50 and / or at a housing of the aerosol-generating device 10. Yet further examples of mechanical coupling may be based on inserting the aerosol-generating device 10 into a recess formed at a perimeter of the housing 52 of the charger case 50, and optionally covering the inserted aerosol-generating device 10 with a cover. It is emphasized that the present disclosure is not limited to these examples of mechanical coupling, but other forms or configurations of mechanical coupling can be used instead or in addition.

[0155] Optionally, the charger case 50 may comprise a socket 62, such as for example a USB-Asocket, a USB-C socket or other socket, for connecting an external power supply 200 to charge the main energy storage 54 of the charger case 50.

[0156] Fig. 2 illustrates a conventional aerosol-generating system 100 with a conventional charger case 50 and a conventional aerosol-generating device 10.

[0157] The charger case 50 comprises a main charging circuitry 56 and a main energy storage 54, which can be charged or re-charged via an external power supply 200, which may be coupled to a socket of the charger case 50. The main charging circuitry 56 includes a controller 70 for controlling a constant current phase of a charging cycle when charging the main energy storage 54.

[0158] The main charging circuitry 56 further includes a buck converter 71 for stepping down or decreasing a voltage received from the external power supply 200 to charge the main energy storage 54. For example, a voltage of about 4.2V and a current of about 3A may be used to charge the main energy storage 54. Typically, the buck converter 71 has an efficiency of about 90%.

[0159] The main charging circuitry 56 further includes a boost converter 72 to increase or step up the voltage supplied by the main energy storage 54 to create an input charging voltage with a fixed level or value of about 5V, which can be supplied to the output terminal 60 of the charger case 50. A typical efficiency of the boost converter 72 is about 97%. Accordingly, in the conventional or prior art systems 100, a fixed input charging voltage is generated and provided by the main charging circuitry 56.

[0160] The input charging voltage of about 5V is then supplied via the input terminal 30 of the aerosol-generating device 10 to the charging circuitry 20. An overall efficiency for charging the aerosol-generating device 10 via the output terminal 60 of the charger case 50 may be about 95%to 97%.

[0161] The charging circuitry 20 of the aerosol-generating device 10 comprises a buck converter 21 to step down or reduce the 5V input charging voltage received from the charger case 50 to generate an output charging voltage of about 3.65V, which can be supplied to the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10 to charge it. A charging efficiency of the buck converter 21 may typically be about 85%.

[0162] Accordingly, in conventional or prior art aerosol-generating systems 100, a voltage supplied via the main energy storage 54 has to be first converted to a higher voltage level by the boost converter 72 of the charger case 50 to generate the 5V input charging voltage, and then the voltage is decreased again by the buck converter 21 of the aerosol-generating device 10 to charge the energy storage 54 of the aerosol-generating device 10. Accordingly, two conversions are necessary, which is also referred to herein as two-step charging process. As a consequence of the multiple conversions of the voltage or electrical energy, an overall charging efficiency is typically below 90%. In the example of Fig. 2, the charger case’s 50 efficiency may be about 95%to 97%, and the efficiency of the aerosol-generating device’s 10 buck converter 21 may be about 85%, which leads to an overall charging efficiency given by the product of the charger case’s 50 charging efficiency and the aerosol-generating device’s 10 charging efficiency of about 80%to 82%. Preferably, however, the overall charging efficiency should be about or above 90%, which can be achieved with the solution provided by the present disclosure.

[0163] Fig. 3 illustrates an aerosol-generating system 100 according to an exemplary embodiment. Unless stated otherwise, the aerosol-generating system 100 of Fig. 3 comprises the same features, functions and elements as the aerosol-generating system 100 described with reference to Figs. 1A and 1B.

[0164] The main charging circuitry 56 of the charger case 50 of Fig. 3 comprises a buck converter 73 arranged in parallel to a charge pump 74. The buck converter 73 may be configured to step down or decrease a voltage supplied via the external power supply 200, for example, during a constant voltage phase ( “CV phase” ) of a charging cycle for charging the main energy storage 54. The charge pump 74, on the other hand, may be configured to increase or step up a voltage supplied via the external power supply 200, for example during a constant current phase ( “CC phase” ) of the charging cycle for charging the main energy storage 54. The actual charging or re-charging of the main energy storage 54 can be controlled by a controller 70 of the main charging circuitry 56, which may be a combined constant current ( “CC” ) and proportional differential ( “PD” ) controller. By means of the parallel arrangement of the charge pump 74 and the buck converter 73, a charging efficiency of about 97%for charging the main energy storage 54 may be achieved. Also, a temperature of the main energy storage 54 during its charging, and hence stress on the main energy storage 54 may be reduced.

[0165] The main charging circuitry 56 of the charger case 50 further comprises a switching device 76 arranged between and / or interconnecting the main energy storage 54 and the output terminal 60 of the charger case 50. When the aerosol-generating device 10 is mechanically decoupled from the charger case 50, the switching device 76 is configured into an off state, in which the output terminal 60 is electrically de-connected from the main energy storage 54. Hence, no voltage may be supplied to the output terminal 60, when the aerosol-generating device 10 and the charger case 50 are mechanically de-coupled.

[0166] Upon mechanically coupling the charger case 50 with the aerosol-generating device 10, the switching device 76 can be configured into an on state, in which the voltage provided by the main energy storage 54 is supplied as input charging voltage to the output terminal 60 of the charger case 50 and can be used for charging the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10. Accordingly, depending on the actual voltage or voltage level of the main energy storage 54, the input charging voltage supplied via the output terminal 60 to the aerosol-generating device 10 and / or the input terminal 30 thereof can vary within a voltage range.

[0167] For example, the input charging voltage supplied to the output terminal 60 and / or the input terminal 30 can be about 2.0V to about 25V, about 2.5V to about 10V, about 2.7V to about 8V, about 2.8V to about 8V, for example about 2.9V to about 4.2V. Other voltage ranges, however, are possible and envisaged in the present disclosure.

[0168] The switching device 76 can in particular comprise an electronic switch 78, for example a semiconductor-based switch 78. Such semiconductor-based switch 78 can be voltage-controlled or current-controlled.

[0169] Preferably, the switching device 76 includes one or more of a voltage-controlled semiconductor switch 78, at least one MOSFET 78 and / or at least one load switch 78. Use of such voltage-controlled semiconductor switch, MOSFET and / or load switch 78 can allow to decrease energy losses, for example caused by the switching process of the switching device 76, thereby allowing to increase the charging efficiency.

[0170] It should be noted, though, that also other types of semiconductor switches may be used instead or in addition, such as for example Junction Field-Effect Transistors, Insulated-Gate Bipolar Transistors, Static Induction Transistors, and Bipolar Junction Transistors. Moreover, the switching device 76 may optionally include one or more resistors and / or one or more capacitors.

[0171] In an example, a drain-source-on-resistance, RDS (on) of a MOSFET 78 or load switch 78 is typically so low that theoretically a charging efficiency of the switching device 76 of about 100%can be achieved. In practice, however, about 99.0%to 99.8%charging efficiency of the switching device 76 can be achieved.

[0172] Optionally, the at least one switching device 76 may include one or more of a soft start function to gradually increase the input charging voltage upon switching the switching device 76 to an on state, and a short circuit protection function to prevent excessive current flowing in the main charging circuitry 56 of the charger case 50 and / or the charging circuitry 20 of the aerosol-generating device 10.

[0173] The charging circuitry 20 of the aerosol-generating device 10 of Fig. 3 comprises a buck-boost converter 22 configured to step up or step down the input charging voltage received from the charger case 50 via the input terminal 30. The buck-boost converter 22 is shown in more detail in Figs. 4 and 5.

[0174] Generally, the buck-boost converter 22 is configured to step up or to step down the input charging voltage to generate an output charging voltage for charging the energy storage 12 based  on one or more of an actual voltage of the energy storage 12, a maximum nominal voltage of the energy storage 12 and the input charging voltage. In particular, the buck-boost converter 22 can be configured to step up or to step down the input charging voltage to generate the output charging voltage for charging the energy storage 12 based on or depending on the actual voltage and / or the maximum nominal voltage of the energy storage 12 relative to the input charging voltage. Specifically, the buck-boost converter 22 and / or the charging circuitry 20 can be configured to step up the input charging voltage received from the charger case 50, when the input charging voltage is lower than the actual voltage of the energy storage 12 and / or lower than the maximum nominal voltage of the energy storage 12. Further, the buck-boost converter 22 and / or the charging circuitry 20 can be configured to step down the input charging voltage received from the charger case 50, when the input charging voltage is higher than the actual voltage of the energy storage 12 and / or higher than the maximum nominal voltage of the energy storage 12. Yet further, the buck-boost converter 22 and / or the charging circuitry 20 can be configured to provide the input charging voltage as output charging voltage to the energy storage 12, when the input charging voltage is substantially equal to or substantially matches the actual voltage of the energy storage 12 and / or the maximum nominal voltage of the energy storage 12.

[0175] In a non-limiting example, the maximum nominal voltage of the main energy storage 54 may be about 4.2V. The maximum nominal voltage of the energy storage 12 may be about 3.6V or 3.65V. When the charger case’s 50 main energy storage 54 is full, and hence may provide an actual voltage of about 4.2V, and when the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10 is equal to or below its maximum nominal voltage, and for example provides an actual voltage around 3.2V, then the buck-boost converter 22 operates in buck mode and decreases the input charging voltage from the main energy storage 54 until the aerosol-generating device’s 10 energy storage 12 is full and reaches the maximum nominal voltage of about 3.6V or about 3.65V. The input charging voltage may be decreased to the maximum nominal voltage of the energy storage 12, below or above that value, for example about 20%, 15%, 10%, 5%, or 2%below or above that value.

[0176] On the other hand, when the voltage of the charger case’s 50 main energy storage 54 has dropped, for example to an actual voltage of about 3.3V, and hence also the input charging voltage has dropped to this level, which is below the maximum nominal voltage level of the energy storage 12 and / or below the actual voltage of the energy storage 12, then the buck-boost converter 22 operates in boost mode and increases the input charging voltage from the main energy storage 54 until the aerosol-generating device’s 10 energy storage 12 is full and reaches the maximum nominal voltage of about 3.6V. The input charging voltage may be increased to the maximum nominal voltage of the energy storage 12, below or above that value, for example about 20%, 15%, 10%, 5%, or 2%below or above that value.

[0177] Therefore, the configuration and design of the aerosol-generating system 100 shown in Fig. 3 can allow for a one step charging where only one energy or voltage conversion is required for  supplying electrical energy from the main energy storage 54 to the energy storage 12. Since an efficiency of the buck-boost converter 22 can typically reach about 90%, also the overall charging efficiency for charging the energy storage 12 via the main energy storage 54 is about 90%.

[0178] Due to the increased charging efficiency, about 20 to 40 or even more experiences or usage sessions can be provided with a completely charged main energy storage 54.

[0179] Accordingly, when the buck-boost converter 22 is working in the buck mode, the input charging voltage and / or voltage of the main energy storage 54 may be higher than the actual voltage of the energy storage 12. For example, the voltage of the main energy storage 54, and hence the input charging voltage, may be about 4.0V, and the actual voltage of the energy storage 12 may be about 3.2V, then the energy storage 12 will be charged until its voltage may reach the maximum nominal voltage of the energy storage 12, for example about 3.65V. During the charging, the voltage of the main energy storage 54 and hence the input charging voltage may drop slowly, because of an energy transfer to the energy storage 12, which will cause the main energy storage’s voltage to drop or decrease.

[0180] On the other hand, when the buck-boost converter 22 is working in the boost mode, the input charging voltage and / or the voltage of the main energy storage 54 may be smaller than or below the actual voltage of the energy storage 12. For example, the voltage of the main energy storage 54, and hence the input charging voltage, may be about 3.2V, and the actual voltage of the energy storage 12 may be about 3.4V. During charging, the actual voltage or voltage of the energy storage 12 may increase until 3.65V, and the voltage of the main energy storage 54 and hence the input charging voltage may drop from 3.2V to 3V for example, because of an energy transfer to the energy storage 12, which will cause the main energy storage’s voltage to drop or decrease.

[0181] For example, as long as the input charging voltage exceeds the actual voltage of the energy storage 12, the buck-boost converter 22 may work or operate in buck mode. Alternatively or additionally, when input charging voltage falls below the actual voltage of the energy storage 12, the buck-boost converter 22 may work or operate in boost mode.

[0182] Fig. 4 shows a buck-boost converter 22 of a charging circuitry 20 of an aerosol-generating device 10 according to an exemplary embodiment. Fig. 5 shows a charging circuitry 20 with the buck-boost converter 22 of Fig. 4. Unless stated otherwise, the buck-boost converter 22 and the charging circuitries 20 shown in Figs. 4 and 5 comprise the same features, functions and elements as described with reference to Figs. 1A to 3. In the following, it is jointly referred to Figs. 1A, 1B, and 3 to 5.

[0183] As shown in Figs. 4 and 5, the buck boost converter 22 comprises four switches or switching elements Q1 to Q4. The switching elements Q1 to Q4 may, for example, each be or comprise a MOSFET or other transistor.

[0184] When the input charging voltage VIn is higher than the actual voltage VBat of the energy storage 12, then the buck-boost converter 22 and / or the charging circuitry 20 operates in the buck  mode to generate the output charging voltage VOut. In the buck mode, the switching element Q3 will not be working, respectively, will be switched off or deactivated. On the other hand, when the input voltage VIn is lower than the actual voltage VBat of the energy storage 12, then the buck-boost converter 22 and / or the charging circuitry 20 operate in the boost mode to generate the output charging voltage VOut. In the boost mode, switching element Q2 will not be working, respectively, will be switched off or deactivated. It should be noted that alternatively to or in addition to the actual voltage VBat of the energy storage 12, the maximum nominal voltage of the energy storage 12 may be used.

[0185] To actually control the operation of the buck-boost-converter 22, and for example actuate the switching elements Q2 and Q3, the charging circuitry 20 comprises a control circuit 24, as shown in Fig. 5.

[0186] The control circuit 24 may, in an example, comprise multiple control elements, control components or controllers 25, 26, 27, 28, and 29. The functionalities of at least some of the control elements 25 to 29 may be combined or may be optional only.

[0187] In particular, the control circuit 24 comprises a control element 25 for controlling the buck-boost converter 22 via a first drive control element 26 and a second drive control element 27 for generating the output charging voltage VOut based on the input charging voltage VIn. Specifically, the control element 25 may actuate the first drive control element 26 to switch off the switching element Q2 and may actuate the second drive control element 27 to switch on the switching element Q3, when the buck-boost converter 22 operates in the boost mode. Further, the control element 25 may actuate the first drive control element 26 to switch on the switching element Q2 and may actuate the second drive control element 27 to switch off the switching element Q3, when the buck-boost converter 22 operates in the buck mode.

[0188] The control circuit 24 further comprises an energy storage control element 28 configured to determine the maximum nominal voltage and / or the actual voltage VBat of the energy storage 12.

[0189] Optionally, the charging circuitry 20 and / or the control circuit 24 comprises a digital control element 29, which may for example be configured to operate or control an energy storage temperature sensing means or circuit 33 of the charging circuitry 20. The temperature sensing means or circuit 33 may be configured to determine a temperature of the energy storage 12.

[0190] Further optionally, the charging circuitry 20 comprises a protection means or circuit 35, which may be operated and / or controlled by the control circuit 24 and / or the digital control element 29.The protection means or circuit 35 may, for example, provide one or more of an under-voltage protection, an over voltage protection, an over current protection, a short circuit protection, and thermal shutdown.

[0191] Moreover, the control circuit 24 and / or the control element 25 for controlling the buck-boost converter 24 may utilize one or more inputs 37 for the control of the buck-boost-converter 22 and / or other components of the charging circuitry 20. Exemplary inputs include one or more of a value of the input current supplied via the input terminal 30, a value of the input charging voltage  VIn, a value of the output charging voltage VOut, a value of an actual current provided by the energy storage 12, a value of a maximum nominal current provided by the energy storage 12, a value of an actual voltage VBat provided by the energy storage 12, a value of the maximum nominal voltage of the energy storage 12, a value of a temperature of the energy storage 12, and a value of a temperature of the charging circuitry 20 and / or a corresponding chip.

[0192] In a non-limiting example, the charging circuitry 20 may have one or more of the following characteristics. The buck-boost converter 22 may support various types of re-chargeable energy storages 12. For example, a cathode material may comprise lithium-cobalt-oxide (LCO) , lithium-manganese-oxide (LMO) , lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide (NMC or NCM) , lithium-iron-phosphate (LFP) , and / or lithium-nickel-cobalt-aluminium-oxide (NCA) . Alternatively or additionally, an anode material may comprise carbon (e.g. graphite) , silicon and / or lithium-titanate-oxide (LTO) .

[0193] The charging circuitry 20 and / or the buck-boost converter 22 may support, for example an NCM type energy storage 12 with a maximum nominal voltage of about 4.2V, an LCO type energy storage 12 with a maximum nominal voltage of about 4.4V, and / or an LFP type energy storage 12 with a maximum nominal voltage of about 3.65V. A charging efficiency of the charging circuitry 20 and / or the buck-boost converter 22, including a constant current ( “CC” ) and a constant voltage (“CV” ) phase, may be about 90%, for example about 92%, or even higher. A charging efficiency of about 93%or more may be achieved in CC phase.

[0194] Further, the charging circuitry 20 and / or the buck-boost converter 22 may provide a light load charging efficiency of about 90%or more under 500mA, for example.

[0195] The charging circuitry 20 and / or the buck-boost-converter 22 may further support a minimum input charging voltage of about to 2.8V or about 2.7V, and a maximum input charging voltage of about 8V.

[0196] A size of the charging circuitry 20 and / or the buck-boost-converter 22 may be about 2mm by 2.4mm, or even smaller.

[0197] The charging circuitry 20 and / or the buck-boost-converter 22 may further support a maximum charging current of at least 2.0A, for example at least 2.5A.

[0198] Moreover, the buck-boost converter 22 may, for example, be a synchronous buck-boost converter 22. It may be configured to charge two or more, for example between two and four, battery cells of the energy storage 12.

[0199] Generally, the output charging voltage generated by the charging circuitry 20 and / or the buck-boost converter 22 may range from about 2.5V to about 25V, for example about 3V to about 10V, preferably between 3.5V and 5V. For instance, output charging voltages of about 4.2V, 4.35V, or 4.4V may be provided for two and three battery cells of the energy storage 12, and output charging voltages of about 4.2V, or 4.35V may be provided for four cells.

[0200] The charging circuitry 20 may provide a charger management that includes trickle charging, CC charging, CV charging, charging termination, and auto recharge.

[0201] Switches, switching devices and / or switching elements of the charging circuitry 20 may have a low resistance, for example 10 mΩ for Q1 and Q4 and 20 mΩ for Q2 and Q3.

[0202] The charging circuitry 20 and / or the buck-boost converter 22 may support a wide input and output charging voltage range of about 2.7V to about 22V, or about 2.7V to about 25V.

[0203] The charging circuitry 20 may provide safety features that include under voltage protection, over voltage protection, over current protection, short protection, and thermal shutdown.

[0204] Fig. 6 shows a flow chart illustrating steps of methods of charging an aerosol-generating device 10 according to exemplary embodiments. The methods may be performed by any of the aerosol-generating devices 10 and / or aerosol-generating systems 100 described in any one or more of Figs 1A, and 3 to 5.

[0205] In an example, the method comprises a step S1 of mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with a charger case 50. The method further comprises step S2 of receiving an input charging voltage to charge an energy storage 12 of the aerosol-generating device 10, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.

[0206] Alternatively or additionally, step S1 may comprise receiving an input charging voltage to charge the energy storage 12 of the aerosol-generating device 10, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range. Further, step S2 may comprise generating an output charging voltage for charging the energy storage 12 based on stepping up or stepping down the received input charging voltage by means of a buck-boost converter 22 of the aerosol-generating device 10.

[0207] Alternatively or additionally, step S1 may comprise mechanically coupling the aerosol-generating device 10 with the charger case 50, and step S2 may comprise providing an input charging voltage to charge an energy storage 12 of the aerosol-generating device 10, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range. Optionally, the input charging voltage may be provided from a main energy storage 54 via at least one switching device 76 to an output terminal 60 of the charger case 50 that is connectable to an input terminal 30 of the aerosol-generating device 10.

[0208] Alternatively or additionally, step S1 may comprise charging a main energy storage 54 of the charger case 50, and step S2 may comprise providing an input charging voltage from the main energy storage 54 via at least one switching device 76 to an output terminal 60 of the charger case 50 that is connectable to an input terminal 30 of the aerosol-generating device 10 to charge an energy storage 12 of the aerosol-generating device 10.

[0209] Optionally, one or more of the exemplary methods illustrated in Fig. 6 may comprise receiving an input voltage from an external power supply 200, and charging the main energy storage 54 of the charger case 50 based on increasing the input voltage by means of a charge pump 74 or based on decreasing the input voltage by means of a buck converter 73 of the charger case 50.

[0210] For the purpose of the present description and of the appended claims, except where otherwise indicated, all numbers expressing amounts, quantities, percentages, and so forth, are to be understood as being modified in all instances by the term "about" . Also, all ranges include the maximum and minimum points disclosed and include any intermediate ranges therein, which may or may not be specifically enumerated herein. In this context, therefore, a number A is understood as A ± 10%of A. Within this context, a number A may be considered to include numerical values that are within general standard error for the measurement of the property that the number A modifies. The number A, in some instances as used in the appended claims, may deviate by the percentages enumerated above provided that the amount by which A deviates does not materially affect the basic and novel characteristic (s) of the claimed invention. Also, all ranges include the maximum and minimum points disclosed and include any intermediate ranges therein, which may or may not be specifically enumerated herein.

[0211] While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, such illustration and description are to be considered illustrative or exemplary and not restrictive; the invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations to the disclosed embodiments can be understood and effected by those skilled in the art and practicing the claimed invention, from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims.

[0212] In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the indefinite article “a” or “an” does not exclude a plurality. The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.

Claims

1.An aerosol-generating device, comprising:an energy storage configured to store electrical energy suppliable to a heating element for heating an aerosol-generating substrate to generate aerosol; anda charging circuitry configured to receive, based on mechanically coupling the aerosol-generating device with a charger case, an input charging voltage from the charger case to charge the energy storage, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.2.The aerosol-generating device of the preceding claim, wherein the aerosol-generating device is mechanically couplable to the charger case based on one or more of at least partly inserting the aerosol-generating device into the charger case, and attaching a housing of the aerosol-generating device to the charger case.3.The aerosol-generating device of any one of the preceding claims, wherein the charging circuitry is configured to charge the energy storage upon mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case, preferably wherein the aerosol-generating device is configured to establish an electrical connection between an input terminal of the charging circuitry and an output terminal of the charger case upon mechanically coupling the aerosol-generating device with the charger case.4.The aerosol-generating device of any one of the preceding claims, wherein the charging circuitry includes a control circuit configured to step up or to step down the input charging voltage to generate an output charging voltage for charging the energy storage.5.The aerosol-generating device of the preceding claim, wherein the control circuit is configured to step up or to step down the input charging voltage to generate an output charging voltage for charging the energy storage based on one or more of an actual voltage of the energy storage, a maximum nominal voltage of the energy storage, and the input charging voltage, preferably based on or depending on one of or both the actual voltage and the maximum nominal voltage of the energy storage relative to the input charging voltage.6.The aerosol-generating device of the preceding claim, wherein the control circuit is configured to step up the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is lower than at least one of the actual voltage of the energy storage, and the maximum nominal voltage of the energy storage.7.The aerosol-generating device of any one of claims 4 to 6, wherein the control circuit is configured to step down the input charging voltage received from the charger case, when the input charging voltage is higher than at least one of the actual voltage of the energy storage, and the maximum nominal voltage of the energy storage.8.The aerosol-generating device of any one of claims 4 to 7, wherein the control circuit is configured to provide the input charging voltage as output charging voltage to the energy storage, when the input charging voltage is substantially equal to one of or both the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage.9.The aerosol-generating device of any one of claims 4 to 8, wherein the control circuit is configured to determine one of or both the actual voltage of the energy storage and the maximum nominal voltage of the energy storage, and to compare the determined one of or both the actual voltage and the maximum nominal voltage of the energy storage to the input charging voltage.10.The aerosol-generating device of any one of the preceding claims, wherein the charging circuitry includes a buck-boost converter configured to increase or decrease the input charging voltage.11.A charger case for charging an aerosol-generating device, comprising:a main energy storage configured to store electrical energy suppliable to an energy storage of the aerosol-generating device; anda main charging circuitry configured to supply, based on mechanically coupling the charger case with the aerosol-generating device, an input charging voltage to the aerosol-generating device, wherein the input charging voltage is variable within a voltage range.12.The charger case of claim 11, wherein the main charging circuitry is configured to provide the input charging voltage from the main energy storage, via at least one switching device, to an output terminal of the charger case connectable to an input terminal of the aerosol-generating device.13.The charger case of the preceding claim, wherein the at least one switching device includes one or more of at least one voltage-controlled semiconductor switch, at least one Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET, and at least one load switch.14.The charger case of any one of claims 11 to 13, wherein the main charging circuitry includes a charge pump to increase an input voltage received from an external power supply; and / orwherein the main charging circuitry includes a buck converter to decrease an input voltage received from an external power supply.15.An aerosol-generating system comprising an aerosol-generating device according to any one of claims 1 to 10 and at least one of: a charger case according to any one of claims 11 to 14 and an aerosol-generating article for generating aerosol.

Images