Думаю реально сделать и на микроконтроллере.
Сиинхронно с опросом АЦП на измеряемый конденсатор подать положительный импульс с GPIO порта через резистор 100к. Измерить время когда значение АЦП достигнет установленного значения предустановленного порога. Вот и весь алгоритм.
Токовая защита должна отрабатывать как можно быстрее. Время преобразования АЦП микроконтроллера примерно 1 мкс. К аппаратной задержке добавится задержка реакции прерывания и программный код обработки уровня АЦП до принятия решения. Чтобы вклад задержки оказался несущественным необходимо делать низкую частоту преобразования.