Wenn man einen richtigen Step-down Wandler baut, wird der Strom durch den MOSFET ggf. etwas kleiner. Dann könnte der IRF7431 tatsächlich ganz knapp noch gehen. Allerdings hat man dann zusätzliche Verluste an der Induktivität und vor allem der Freilaufdiode. Etwa die halbe Zeit (bei 7,2 V als Spannung noch mehr) würde der Strom durch die Freilaufdiode fließen und dort etwa 5 A * 400 mA = 2 W an Wärme freisetzen. Die große Wärmequelle wäre vermutlich die Diode. Am FET würde aber auch noch etwa 50 mOhm * 5 = 250 mV abfallen. Bei 5 A für etwa 40% der Zeit wären das auch noch 0,5 W im Mittel. Dazu kämen noch die Umschaltverluste- wegen der für einen Schaltregler höhern Frequenz von vielleicht 50-100 kHz ist das auch nicht wenig, eher nochmal etwa 0,5 W oder mehr.

Die 50 mOhm beim IRF7431 gelten auch nur bei mehr als 5 V Gate Spannung. Das 1 V ist die Spannung wo der Strom anfängt zu fließen, den minimalen Widerstand hat man erst ab etwa 6-10 V.

Ein kleine Lösung wäre eher mit 3-4 V zu arbeiten und dann einen kleinen Stepup-Wandler auf 5 V für den µC zu nehmen. Damit könnte man dann bei niedriger Frequenz eine großen MOSFET wie den IRL2203 oder IRLU3717 ansteuern. So viel größer als der IRF7431 ist der mechanisch auch nicht. Dafür hat man da nur etwa 10 A * 5 mOhm = 50 mV Verlust, also 0,5 W und das für etwa die Hälfte (oder auch weniger) der Zeit, also etwa 0,25 W im Mittel.

Für den Step-up Wandler für den µC gibt es passende ICs - wenn es sein muss auch so klein das man es kaum noch löten mag. z.B. MAX1724 im SOT23-5 und dazu 2 Kondensatoren und die Induktivität etwa in Bauform 0805.

Wenn es denn unbedingt die 7,2 V sein sollten, dann müsste man schon ein extra Schaltregler IC wie MAX8576 und 2 passende, etwas größere MOSFETs nehmen. Wenn man da 90% Wirkungsgrad erreicht, hat man einen Verlust von 10%*10 W = 1 W insgesamt. Da gibt es ggf. auch fertige Lösungen für, die aber relativ kompliziert aufzubauen sind und spezielle Teile (Spule, Kondensatoren, passende MOSFETs) brauchen.