La tensión en las baterías NO ES CONSTANTE. Y la de los LED tampoco. De ahí una parte del problema.

El PWM es el método general habitual de control de intensidad lumínica en la industria, con una corriente constante.

Hacer un monográfico sobre los LED sería extenso, y ahora no tengo tiempo: Es Navidad!!

Felices fiestas.

Las baterías que tienes sólo dan 1500mA (bastante poco, por cierto 😳 ).
Si tus Led's consumen 450mA a partir del tercero vas a caer en picado, seguramente incluso antes.
La solución sería que te lo "currases" un poco. Un PWM y un condensador serán tus amigos.
Si tus leds consumen 450mA, con un PWM de 50Hz, ya reducirías el consumo bastante, con lo que la pila podría recargar el condensador y soltar toda la corriente de golpe en el momento oportuno.
Así, a grandes rasgos sería una posible solución.

lo curioso es que no cae a partir de superar un límite, ni tampoco he visto que lo tenga, simplemente pierden progresivamente un porcentaje de luminosidad a partir del segundo led añadido. Ahora mismo no recuerdo exactamente pero por ejemplo si un led consume 450mA, al añadir otro los dos en lugar de 900 suman 800, al añadir otro los 3 dan 1100, y así progresivamente.

Mirare el tema ese del PWM a ver...

Pero, ¿has medido las tensiones en los diferentes puntos del circuito? Así verás por donde se pierde la luminosidad, aún así, voy a comentar un par de cosas de culturilla general que es bueno saber.

Sobre las baterías: las derivadas del litio (bien li-ion, bien li-pol) son pésimas en cuanto a mantener la tensión nominal. Es decir, que según el estado de carga y la corriente que les pidas, puedes tener desde 4,1 o 4,2 V cuando están totalmente cargadas, a 25ºC, sin ningún circuito conectado, o 2,8V cuando ya están al 0% de carga y con algo consumiendo. En este sentido, las de NiMH se comportan mejor, variando apenas 0,1V entre el 90 y el 10% de la carga.

El resultado, es que se comportan mal, y no te vale tomar el 'valor nominal' para hacer cálculos.

Sobre los leds: la intensidad luminosa depende directamente de la corriente que atraviesa el led, de la temperatura, de la disipación de potencia (es decir, montaje), y del bin (tómalo como que depende del lote).

La tensión que cae en el led depende del color: cuanto más hacia el infrarrojo, menor tensión, cuanto más hacia el ultravioleta, más tensión. Al fin y al cabo, esto es física cuántica pura.

Además, la tensión depende también de la corriente que circula, la temperatura, y del bin (otra vez, del lote). Y esta variación puede ser muy bestia. Si miras un led blanco, por ejemplo de Osram (lo digo porque sus datasheets suelen ser los más completos), te puedes encontra que a la corriente nominal, la tensión que cae puede variar desde 3 hasta 3,8V, por ejemplo. Ahí es nada.

Por cierto, los leds blancos, NO EXISTEN. En realidad, son leds azules con una resina amarilla que emite luz de color amarillo, que al combinarse con el azul, dan blanco.

Por todo esto, y encima con las variaciones de temperatura, el truco habitual suele ser el poner varios leds en serie que trabajen con tensiones de entre 20 y 35 V, y una resistencia que se usa para medir la corriente que circula por ellos y así cerrar el lazo de control del elevador de tensión.

Es decir, se usa una fuente conmutada elevadora, controlada en corriente. Esta fuente se des/activa con una señal de enable o pwr or PWM para controlar la luminosidad mediante PWM.

Además, para complicarlo todo, el ojo humano tiene una 'curva de respuesta' exponencial, así que una modulación lineal del PWM no resulta muy satisfactoria...

Por cierto, los leds blancos, NO EXISTEN. En realidad, son leds azules con una resina amarilla que emite luz de color amarillo, que al combinarse con el azul, dan blanco.

Ostras y yo que pensaba que eran UV con una capa de fósforo por encima para convertirla en blanca (como los fluorescentes).

S2

Ranganok Schahzaman