Большой тред, всё не читал, но.. Посмотрите апнот, может натолкнет
на мысли. там несколько идей. Step-Up в спячке имеет Bypass с входа
на выход, при нормальном питании МК живет нпж. Периодически может
мониторить на предмет низкого напряжения и включать Step-Up
(заряжать кондер по питанию). Можно идею расширить и безусловно
включать Step-Up перед передачей, тогда преобразователь может
"вытащить" просадку напряжеиня на батарейке, после передачи -
выключать преобразователь чтобы не жрал. Step-Up запустившись может работать до 0.35В (правда тока с такой батарейки уже много не взять)
http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/01337A.pdf
преобразователь можно смотреть более новых семейств (не как в апноте), типа MCP16252 - меньше собственное потребление