Si dices que tu código funciona bien con N datos y con más datos aparentemente deja de funcionar; creo que no es problema de que el código no funcione .. sino que tu máquina: PC cliente, tarda mucho en procesar ese tremendo array javascript que generastes con PHP .. Si le das tiempo .. es problable que veas que todo funcina bien .. eso sí, a unos tiempos no viables para trabajar con esos "combos anidados".
Una forma más óptima de trabajar el tema sería usando AJAX o si no te importa "recargar" tu página cada vez que cambias un selector de tus combos .. podrías usar la solución integra PHP:
http://www.forosdelweb.com/showthrea...999#post664999
Si vas a usar Ajax .. te recomiendo usar XAJAX que en su base usa la librería javascript "prototye" y está orientada al uso con PHP.
http://www.xajaxproject.org/
De todas formas, muevo tu pregunta al foro de Javascript para que te oriente sobre alguna optimización del código que planteas (sería interesante trabajar con un ejemplo con datos fijos .. justo lo que generas con PHP -> en tu navegador: ver código fuente .. toma ese código y ponlo aquí en el foro).
Un saludo,