El regulador puede estar calentando demasiado y no reaccionar bien a eso. Veo que es un conmutador, por lo que al menos no disipa 7.2 W como lo haría un regulador lineal.
Verifique la hoja de datos para ver cuál es la corriente máxima. Este chip aparentemente contiene el interruptor, por lo que tiene una corriente máxima que no debe exceder.
El conmutador no está diseñado para calentarse demasiado, por lo que a menudo no se apaga térmicamente como hacen los reguladores lineales. Debe asegurarse de que no se infrinja ninguno de los parámetros especificados en la hoja de datos. Si alguno de ellos lo es, no puede confiar en ninguna de las especificaciones, incluida la regulación de salida.
Sin los detalles de la hoja de datos, es difícil adivinar qué puede estar pasando. Comience por verificar todos los nodos con un alcance para ver si alguno de ellos no se ve bien. ¿Este chip tiene un requisito de carga mínima?