Die Schaltung mit einem MOSFET geht leider nicht so einfach: die einfache Schutzschaltung gegen Verpolen nutzt die Spannung hinter den MOSFET um zu entscheiden ob der durchschalten soll oder nicht. Mit Kondensator schaltet die erst ab wenn da die Spannung klein ist. Da müsste man schon eine extra Schaltung zur Erkennung haben und den MOSFET aktiv ansteuern.

Normal sollte ein Schottky-diode ausreichen - so knapp kann man den Brouwnout doch gar nicht einstellen. Wenn es nur um sichern der Daten ins EEPROM geht, braucht man normal nicht so viel Energie, da tut es ggf. auch ein normaler Elko, wenn man den Stromverbrauch klein hält. D.h. Takt runter und externe Verbraucher aus, so weit es geht. Da dann darf im Prinzip auch der Brownout später anschlagen, weil der µC ja schon nicht mehr so schnell läuft.

Der LM317 als Spannungsregler hilft auch nicht weiter, auch der Regelt die Spannung am Ausgang. Da müsste man schon einen Regler mit Extra Feedback Eingang haben, etwa ein LP2951.

Hilfreich ist es den Stromausfall möglichst früh zu erkennen, also besser vor dem Spannungsregler.