Fuente de corriente constante con MOSFET, OPAMP e Instrument Amp

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Basado en la información de todos los que respondieron a continuación, ¡modifiqué mi circuito y la oscilación desapareció por completo! Empecé a realizar pequeñas modificaciones en el orden más fácil de realizar y el problema desapareció.

nuevo esquema

@Andyaka y @Maria comentaron sobre los problemas que podrían surgir con el uso de un MOSFET como el que estaba usando para aplicaciones lineales. Reemplacé el MOSFET que estaba usando con un MOSFET diferente que también tenía una capacitancia de puerta 10 veces más pequeña que antes. Inicialmente, esto ayudó un poco con la oscilación, pero no fue el principal culpable.

Ante la mención de casi todos, eliminé los condensadores C3 y C6 del esquema y probé el circuito, esto en realidad empeoró las oscilaciones y a una frecuencia mucho más alta (lo cual es de esperar, supongo). Con la oscilación aún presente, reduje la ganancia en el chip INA en un factor de 2 (me dirigía a eliminar el INA según la sugerencia de @Andyaka).

El paso final fue seguir la idea de @sstobbe de usar una configuración de Compensación de amplificador de error del amplificador operacional insertando un capacitor entre la salida y la entrada de retroalimentación. Elegí un 0.22$\mu$El capacitor F ya que en combinación con la resistencia de 1k dio una frecuencia de cruce de 700 Hz. ¡Después de volver a enchufar todo y encenderlo de nuevo, la oscilación había desaparecido! Todavía hay una pequeña oscilación en la salida del amplificador operacional, pero es casi inexistente. Subiré el esquema actualizado y comentaré más si hago más mejoras. ¡Gracias a todos por la ayuda!

Pregunta original He estado trabajando en un controlador de corriente constante que necesito para conducir hasta 10 A a través de una bobina (resistencia equivalente a 3$\Omega$) con estabilidad de corriente mejor que 1 kHz. La velocidad de respuesta no es muy importante ya que cualquier cambio actual que deba hacer será del orden de 1A/ms.

Decidí usar un amplificador de instrumentación ( INA114BP ) para medir la caída de voltaje en 3 resistencias de derivación en paralelo ( PWR4412 ) con una resistencia en paralelo de 0.2$\Omega$. Luego, el voltaje medido se alimenta a un amplificador operacional ( LT1097 ) y se compara con un voltaje analógico de entrada (0-10 V) de una tarjeta DAQ. La salida Op Amp controla un MOSFET ( IRFP7718pbf ) en el régimen lineal.

Primero simulé el circuito para probar que funciona como esperaba, y desde entonces he construido el circuito. En la superficie funciona como se esperaba, emitiendo la corriente que espero, sin embargo, está lejos de ser estable, con oscilaciones de 2,7 kHz en la salida del amplificador operacional que se traduce en grandes oscilaciones de corriente en la bobina.

He leído mucho hoy tratando de rastrear la fuente de la oscilación, pero como no tengo antecedentes formales en electrónica (antecedentes en física, lamentablemente evité la electrónica a lo largo de mis títulos), he llegado al límite de mi comprensión.

Anteriormente tenía un condensador y una resistencia en serie entre la salida y la entrada negativa del amplificador operacional, pero después de luchar con oscilaciones de 10 kHz, los eliminé. Esto cambió la frecuencia de oscilación a 2,7 kHz.

La inductancia de la bobina parece tener poco impacto en el circuito, ya que sustituir resistencias equivalentes en lugar de la bobina tiene exactamente el mismo comportamiento.

Mis teorías actuales son las siguientes:

1. La capacitancia de puerta del MOSFET es enorme, 28000 pF, y el amplificador operacional tiene grandes problemas para manejarlo. He probado una pequeña resistencia en serie de 20$\Omega$en serie con la resistencia, y desde entonces he intentado agregar un capacitor a tierra para filtrar las frecuencias no deseadas.
2. Los filtros de paso bajo que tengo en el circuito son un estorbo más que una ayuda.
3. El LT1907 cuenta con un capacitor de compensación para impulsar cargas capacitivas. Mirando la hoja de datos ahora, no puedo decir cuál sería el efecto de dejarlo flotando. Creo que si conecto un capacitor$\approx$100 pF al pin de compensación puedo ayudar a disminuir la velocidad de giro y reducir las oscilaciones.

¿Hay algún problema inmediatamente obvio con el dibujo del circuito que he adjuntado? Cualquier comentario sobre mi diseño y conocimiento sobre el funcionamiento de sistemas como este sería muy apreciado.