Вижу вашу главную ошибку - контроллер не кушает 500мА. Это ваше устройство кушает - все его компоненты. Отсюда контроллер выделяем в отдельную зону питания, которую питаем через диод и которая содержит конденсатор нужной емкости для безпроблемной записи (возможно ионистор). Меряем напряжение наружнего контура питания, по его падению ниже порога - пишем что нам там надо в еепром и хальт. Потом при появлении напряжения нас разбудит BOD внешний или внутренний...
Ну тему как понять что питание есть можно еще развивать, но самое главное в моей мысли - если вам надо писать в еепром, то вам и надо как раз только контроллер под питанием. А это десятки а не сотни мА, совсем другой ток.