12 вольт и будет.
Мы применяли 1757 (14 вольтовый аналог 1758-го) именно в первом рассмотренном Вами варианте - 1757 + две ячейки LiOH + 2xStepDown (+3.3V/+5V) на L5973AD. Общий КПД получился за 85% при максимальной 15Вт выходной мощности, батареи высасывает "досуха" - приходится разряд контролировать процессором + супервизор. Выключение - через shutdown 5973-их. Со схемами на копеешных MC34063 на сравнить - ни по цене, ни по размерам