Подскажите, как можно сделать защиту от перенапряжения. На 3.3В висит куча дорогих процессоров, будет жалко, если вдруг скакнет выше 3.6В. Супрессоров подходящих не нашел. Решение в лоб - прецизионный стабилитрон, компаратор, ключ, разрывающий питание. Не очень вкусно. Может, есть какие-то специальные штуки?

"Overvoltage Crowbar Sensing Circuit" К таким штукам "приделывают" обычно тиристоры-семисторы. У Вас низковато питание, надо внимательно смотреть, чтобы при 3,6В выбранный тиристор обеспечивал нужный ток. Если есть доп. питание, можно и силовой полевик "прикрутить".

Используйте дешевый микроконтроллер с АЦП и управляйте им оптотиристором (например ТО125)
на стороне 220 В.

А вот оцените идею. Взять нехитрый супервизор на 3.5-3.6В и маленький полевичок с p-каналом. Супервизор будет думать, что включил reset при низком напряжении питания, а на самом деле откроет ключ и разрешит питание. При повышении напряжения reset снимется - ключ закроется.
ЗЫ. Что-то не тянет с тиристорами связываться.

ИМХО в подобных случаях можно ставить на каждый проц/МК свой маломощный (не или не очень маломощный) стабилизатор 3,3В. А питать всю плату уже от мощного источника, например, с напряжением 5В.

TL431 можно посмотреть. Если до 100 мА, то напрямую, а если побольше, то для включения транзистора pnp или полевика, тоже с p-каналом

Пожалуй, LDO самый лучший выход. Надежно, не экстремально, и фильтрация лучше. Так и сделаю.

Вот ещё вариант- LTC2913: Dual UV/OV Voltage Monitor
ссылка: http://www.linear.com/pc/productDetail.do?...43,C1132,P25892
Успехов

TPS736xx- Готовое решение.