@mccree, дроссели - большая проблема. Не знаю источника Ваших закупок. Судя по названию - всё ж не безымянный берёте. Я бы перешёл на серию 0914 (например, RLB0914-181KL) или выше.
Для меня есть несколько моментов, которые выпадают из общей картины. Например, вопрос нагрева и отсутствия влияния DUTY. Влияние DUTY прекращается в случае, если индуктивность слишком велика у катушки и ещё не достигнут предел по насыщению, вот почему я спрашивал про дроссель. Но у Вас фактически брендовый дроссель, вряд ли у него настолько всё плохо с точностью.
Если достигнут предел по току, DUTY тоже перестаёт помогать, но тогда явно проявляется нагрев. У Вас тоже этого нет.
Если можете провести эксперимент: измерить напряжение на 10кОм резисторе (в идеале - хорошим RMS-тестером или на осциллографе посмотреть, но можно попробовать и так). Ещё Вы говорили о лабораторном БП - сколько потребляют часы, когда работают по лабораторнику?
А Ардуино в целом нормально работает?